Схема и конструкция самодельного гитарного микшера

Описываемый в статье гитарный микшер имеет входы различ­ной чувствительности для подключения, помимо двух гитар, еще одного микрофона и еще дополнительного электронного источ­ника сигналов. В устройстве имеется и метроном (см. статьи В. Банникова в "Радио", 1996, № 3 и 1998, № 6), полезный для репетиций и начинающих музыкантов. Возможности микшера расширяет наличие двух независимых выходов.

Многие начинающие музыканты - гитаристы испытывают затруднения с приобретением доступной по цене аппаратуры, предназначенной именно для paботы с электрогитарой и микрофонами.

Обычно используются бытовые усилители звуковых частот, не имеющие специальных высокоомных входов для подключения электрогитары, тем более двух. Как правило, входное сопротивление бытовых усилителей не превышает 47 кОм.Такое недостаточно высокое входное сопротивление сильно шунтирует высокоомные звукосниматели и приводит к разочарованию иг полученного звука инструмен та.

Для электрогитары, оснащенной электромагнитными звукоснимателями, требуется высокое входное сопротивление усилителя — не менее 1 МОм. Наличие микрофонного входа еще не решает проблему совместного усиления сигналов от микрофона и гитары.

Общий для всех входов блок регулировки тембра и громкости не обеспечивает требуемого звучания ни для электрогитары, ни для микрофона.
Зачастую в усилителях отсутствует и линейный выход, который необходим для записи музыкальной партии гитариста, чтобы после прослушивания работать над ошибками.

Рис. 1. Внешний вид гитарного микшера.

Исходя из вышеизложенного, был разработан микшер гитариста (фото на рис. 1), который при всей своей простоте имеет электрические и функциональные характеристики, достаточные для использования его в репетиционной работе.

Технические характеристики

Принципиальная схема

Микшер (его схема показана на рис. 2) оснащен входом Micr для подключения динамического микрофона. Два входа — высокоомные EG1 и EG2 — предназначены для подключения электрогитар "Соло", "Ритм". Универсальный вход AUX — для подключения других звуковоспроизводящих устройств.

Рис. 2. Принципиальная схема самодельного гитарного микшера.

Микшер имеет два выхода (Out A, Out В) с независимой регулировкой уровней выходных сигналов, один из которых можно подключить к усилителю, а другой — к записывающему устройству. Для контроля уровней сигналов на выходах микшер оснащен измерителем уровня. Выбор контролируемого канала производится переключателем.

Микрофонный вход рассчитан для работы с динамическим микрофоном и собран на микросхеме DA1 К544УД2А.
Входное сопротивление МУ хорошо согласуется с сопротивлением большинства динамических микрофонов.
Коэффициент усиления каскада на микросхеме DA1 определяется отношением сопротивлений резисторов R2 и R1 и при необходимости может быть изменен.

Выход усилителя через фильтр нижних частот, образованный элементами R6 и С6, подключен к транзистору VT1. Это способствует уменьшению уровня помех и ВЧ наводок в канале.  Эмиттерный повторитель на транзисторе VT1 исключает влияние низкого входного сопротивления темброблока на работу каскада предварительного усиления на микросхеме DA1.

Каскад на микросхеме DA2 К544УД2А представляет собой активный блок регулирования тембра, в нем осуществляется коррекция спектра сигналов на НЧ и ВЧ. Номиналы деталей блока регулирования тембра выбраны исходя из особенностей спектральной чувствительности динамических микрофонов.

При данных значениях RC-эле-ментов темброблок позволяет скоррек тировать АЧХ тракта "микрофон — усилитель — динамик" в широких пределах и обеспечить сбалансированное звучание голоса солиста. Полоса пропускания тракта от мик рофонного входа до выхода

А при неравномерности АЧХ 1 дБ составляет 200 Гц...9 кГц. Это обеспечивает неискаженную передачу спектра певческого голоса. Сигнал с выхода микросхемы DA2 через регулятор уровня сигнала R31 подается на резистор R32, один из входов сумматора сигналов.

Входы для подключения электрогитар собраны на полевых транзисторах КПЗОЗЕ; это обеспечивает высокое входное сопротивление каскадов и малый уровень шумов. Входные цепи каскадов построены по схеме ФВЧ, образованными резисторами R3, СЗ, R7 и R4T С4. R8 что уменьшает уровень НЧ наводок.

Каскады на транзисторах VT2 и VT3 имеют широкий динамический диапазон и без искажений передают сигналы с большими амплитудами. Измеренный уровень сигналов от звукоснимателей гитары Yamaha EG112UP при исполнении  сольных партий достигал 25 мВ. Режимы работы транзисторов определяются поданным на затворы положительным напряжением смещения через резисторы И Л R8 от делителя напряжения на резисторах R5 и R15.

Рис. 3. Внешний вид внутри гитарного микшера.

Это несколько увеличивает проводимость канала транзисторов и создает условия работы как в режиме обеднения, так и обогащения. Прямой ток в цепи затвор—исток еще практически отсутствует, и входное сопротивление транзисторов остается большим; напряжение на истоках транзисторов — примерно 6...7 В.

Сигналы от электромагнитных датчиков гитар усиливают каскады на микросхемах DA3, DA4 К544УД2А. Их коэффициент усиления определяется отношением сопротивлений резисторов R21 и R12, R22 и R13 соответственно и при данных значениях составляет 10; при желании он может быть изменен под уровни сигналов от звукоснимателей гитар любых производителей.

При данных номиналах деталей обеспечивается достаточная чувствительность входов. Усиленные сигналы подаются на регуляторы уровня R25, R26 и через резисторы R28, R29 к сумматору сигналов.

Универсальный вход согласующего   усилителя   на   микросхеме   DA5 К544УД2А предназначен для подключения других источников сигналов к микшеру.

Коэффициент передачи выбирать большим не стоит, он может быть всего 1...2, так как сами уровни сигналов от звуковоспроизводящих устройств достаточно большие и достигают не сколько сотен милливольт.

К этому входу можно подключить, например, выход звуковой карты компьютера, а при воспроизведении музыкального материала любимой группы — поиграть "в группе" и иметь возможность совершенствовать свое мастерство на репетиции. Выход этого канала подключен через регулятор уровня R27 к резистору R13 сумматора сигналов.

Сумматор сигналов образован резисторами R28—R30, R32, R33 и ОУ на микросхеме К544УД2А (DA6). Выходной сигнал сумматора через регулятор уровня на R35 подается на выход канала А. Выходной канал В представляет собой эмиттерный повторитель с ФНЧ на входе транзистора 2VT1. фильтр НЧ, образованный элементами 2R1 и 2С2, влияет на АЧХ обоих каналов в области высоких частот.

Регулятор уровня сигнала канала В 2R4 включен в цепь эмиттера транзистора. Детали, относящиеся к эмиттерному повтори телю канала В, в обозначении имеют префикс 2.

Измеритель уровня  выходных сигналов содержит в себе усилитель на микросхеме DA7 К544УД2А и детектор с удвоением напряжения. Для исключения влияния на предшествующие каскады входное сопротивление измерителя уровня выбрано достаточно большим и составляет 100 кОм.

Чувствительность индикатора можно корректировать подстроечным резистором R38. Особенность построения цепей зарядки и разрядки конденсаторов обеспечивает быструю реакцию индикатора на увеличение уровня входного сигнала, а при резком уменьшении уровня несколько снижает скорость спада показаний индикатора. Это устраняет рывки стрелки индикатора и облегчает визуальное восприятие. Стрелочный индикатор М68501 разработан для применения в магнитофонах и пока не снят с производства.

Метроном изготовлен на основе описаний, опубликованных в журнале [1, 2]. Он обеспечивает формирование сигналов темпа от 40 до Р10 ударов в минуту с выделением сильной доли такта. Регулятор уровня сигнала метронома совмещен с выключателем его питания. Метроном — весьма полезное дополнение к микшеру: при репетициях он позволяет развить у музыканта чув ство 1 емпа и размера.

При питании микшера от батареи "Крона" или "Корунд" (импортные аналоги 1604 или 6F22) его включение осуществляется микропереключателем,на рычаг которого воздействует центральный стержень штекера, вставляемого в гнездо выхода канала А микшера- Потребляемый ток микшера в среднем — около 30 мА. Емкость свежей батареи "Крона" достаточна для работы микшера в течение 10... 12 ч.

Сетевой блок питания

Обозначения элементов схемы на рис. 2, относящихся к сетевому блоку, дополнены префиксом 3. Для изготовления сетевого блока питания можно использовать грансформатор мощностью 0,5...1 Вт с напряжением на вторичных обмотках 2x12 В. При использовании сетевого блока питания микропереключатель можно исключить. Теплоотвод для микросхемы стабилизатора не требуется.
Для обеспечения работы операционных усилителей при однополярном питании на их неинвертирующие входы подано напряжение смещения +4,5 В от делителя напряжения на резисторах R5 и R15.

Детали и конструкция

Применение во входных цепях керамических конденсаторов К10-17 нежелательно, они проявляют ощутимый микрофонный эффект. Здесь лучше применить конденсаторы К73-17, остальные — К10-17. На рис. 3 их видно.

В микшере применены оксидно-полупроводниковые конденсаторы К52-1 (в сигнальных цепях), оксидно-электролитические К50-35 на напряжение 16 В или их импортные аналоги. Все постоянные резисторы — МЛТ-0,125, но размеры платы допускают установку резисторов МЛТ-0,25.

Все входные и выходные разъемы — под штекеры Jack 6,3 мм. С целью уменьшения уровня шума и наводок во входных разъемах свободные входы замыкаются на общий провод, в выходных замыкатели не используются.

Подобные разъемы применяются в телевизорах для подключения головных телефонов, но их можно заменить другими подходящими.
Микшер собран в корпусе с размерами 320x60x100 мм, изготовленном из металла. Печатные платы изготовлены из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм.

Размеры платы микшера (рис. 4) — 140x81 мм, платы эмиттерного повторителя канала В (рис. 5) — 25x57 мм, платы сетевого блока питания (рис. 6) — 38x64 мм.

Рис. 4. Печатная плата самодельного гитарного микшера и расположение деталей.

Рис. 5. Печатная плата и расположение деталей эмиттерного повторителя канала В.

Рис. 6. Печатная плата блока питания.

При разработке печатных плат использована программа DipTrace Lite Edition V1.50 (файлы с расширением dip), а для разработки передней панели — программа FrontDesigner 3.0 (файлы с расширением fpl).

Рисунок передней панели (в уменьшенном виде показан на рис. 7) печатался на струйном принтере на обычной бумаге, затем проводилось одностороннее ламинирование. Защищенная ламинатом передняя фальшпанель обращена наружу, незащищенной стороной она приклеена к предварительно покрашенной металлической панели микшера клеящим карандашом RADEX, предназначенным для склеивания бумаги.

Рис. 7. Рисунок передней панели.

Перед приклеиванием фальш-панели, используя наждачную бумагу с мелким зерном, надо придать окрашенной поверхности небольшую шероховатость. После этого следует удалить сухой тканью пыль и нанести на обработанную поверхность клей. Этот клей не проникает сквозь бумагу и не растворяет чернила принтера, а после высыхания прочно удерживает ламинированную фальшпанель и защищает ее от возможных механических повреждений.

Измерения параметров микшера проводились с помощью прибора РАП-ТВ-УКВ (радиочастотный анализатор передатчиков),  предназначенного для измерения параметров ТВ и УКВ передатчиков на радиочастотах. Он имеет возможность проведения измерений и на звуковых частотах.

При испытании микшера использовались усилитель музыкального центра Technics SC-CA1060 (2x40 Вт), электрогитара Yamaha EG112UP, электроакустическая гитара Epiphone PR-4E и доработанный микрофон Philips SBC MD 150 китайского производства. Работа микшера получила хорошую оценку моих друзей—музыкантов; отмечено удобство работы с ним.

В. Овсянников, г. Пермь. Р2009, №12.