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模拟延迟AD900电路浅析,兼歪工厂AD900套件调试教程

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发表于 2012-11-10 22:07:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
吉他中国微信公众号
首先简述下BBD器件的工作原理。

电荷斗链器件(Bucket Bridge Device,缩写BBD),是模拟延迟技术之一的应用。松下公司的MN3000系列和MN3200系列是比较常见的型号,区别在于工作电压的不同。BBD器件的内部可以看成一列电容器和各种开关。在外部时钟控制下离散的对输入信号电压进行采样并传递下去,最后从电容队列的尾部输出信号,以达到延迟效果。这样说或许不太好懂,下面我尝试换成简单易懂点的语言解释一下。


打个比方,有一个队列的人,从前往后传纸条。第一个人负责观测输入的音频信号的瞬时电压值,并把它写在纸条上往后传。有一个指挥,在用固定的频率喊“一、二、一、二……”,队列里所有人听指挥的喊声按下述方法传递:第一个观测的人在听到一的时候记录当前电压值并写在纸条上,听到二的时候把纸条传给第二个人;后面队列里的第二四六等偶数的人在听到一的时候把纸条传给后面的人,听到二的时候从前面的人接过新的纸条;第三五七等奇数的人则是听到一的时候从前面的人接过新的纸条,听到二的时候把纸条传递给后面的人。


不知道描述成这样各位看客能不能想象这个动态的过程。不过这群人干的工作总结一下就是:每一个“一、二”周期对输入信号采集记录一次,并且传递下去;每一个记录在每个“一、二”周期向后传递两个人。很显然,纸条记录的信息在达到队尾是经过了延迟的。


一个重要的事需要明白的就是,这个队列对信号的记录并不是连续的,而是随着“一、二”的一个个离散的时间点。还有一件事,就是总的延迟时间,等于“一、二”的周期时间乘以队列总人数再除以二。


没错,这个队列就是BBD器件,而队列里的每一个人,其实是BBD器件里的电容。“一、二”其实就是外部时钟的上升沿和下降沿。


进一步讨论。当你需要更长的延迟时间时,你可以采取两种办法:第一,加长你“一、二”,也就是时钟周期的时间;第二,用更多的人组成你的队列,也就是说使用包含更长斗链的BBD器件,或者采用多片BBD器件串联。


第一种方法的优点是硬件无需大动,只需要降低时钟频率就好。但是缺点是,采样频率降低了,也就是说单位时间内对信号的采样数目被降低了。有个叫做采样定理的理论讲,如果你用fs的采样频率,那你只能重现频率最高为fs/2的信号。以AD900为例,它使用两片MN3005(4096单元)或者4片MN3008(2048单元),总的单元数是8192,AD900最大的延迟时间是600ms,则可以算出此时时钟频率为8192除以2再除以0.6秒也就是6827Hz,则最高能重现的频率就是3413Hz。怎么样?这个数字不高吧。同理,如果有人用一颗MN3005芯片做出1100ms的延迟,那么此时时钟频率为1862Hz,重现的最大频率为931Hz,这个频率大概相当于1弦17品的频率,这还是基频。


第二种方法优点就是频响上限不会被降低。缺点嘛,当然是硬件成本的提升。
发表于 2012-11-10 22:16:07 | 显示全部楼层
吉他中国抖音
沙了个发的~加油~!歪工厂的东西是值得顶起的!
 楼主| 发表于 2012-11-10 22:22:01 | 显示全部楼层
GC视频号
下一步接合电路图简述一下AD900的原理。电路图如下:


Whole.jpg


延迟的原理基本上是输入信号分两路,一路作为干声直通过去,另一路经过延迟器件延迟作为湿声跟干声混合。被延迟过的信号除了与干声混合,还会以一定比例反馈回延迟器件的输入端,以形成反复声。

实际在图里,信号先经过Q1的射极跟随器缓冲,然后发给运放IC1B做预加重处理。预加重其实就是提升中高频,在输出环节的IC1A还会做去加重处理,就是衰减中高频。这两个过程是互补的,信号过去之后频响不改变,但是会压制延迟环节产生的噪音,提升中高频的信噪比,有兴趣请自己思考,不详述了。

IC2 SA571是一只双通道压缩/扩展IC。IC1B输出的信号送给SA571的一半进行压缩处理,然后送给BBD延迟单元,延迟之后的信号给SA571的另一半进行扩展处理,然后一路给IC1A与干声混合,另一路反馈给SA571的压缩的半边实现REPEAT效果。SA571的两个半边的压缩和扩展也是互补的,信号经过这两个处理动态范围不会发生改变。但是输入给BBD器件的信号是被压缩了动态范围的,可以避免信号过强引起BBD器件失真,同时也可以压制噪音提高信噪比。BBD单元的输入和输出都有低通滤波器,滤除较高频率的信号,避免调制噪音的产生。

由IC8、Q3、Q4、Q5组成压控振荡器(VCO)为BBD器件提供时钟,改变时钟频率即改变延迟时间,如上所述。由RP2控制延迟信号的反馈强度,可以改变反复次数。由RP1控制湿声的幅度,可以改变效果声的音量大小。


[ 本帖最后由 裂空雷痕 于 2012-11-10 22:24 编辑 ]
 楼主| 发表于 2012-11-10 22:51:22 | 显示全部楼层
买琴买鼓,就找魔菇
然后就是讲讲歪工厂AD900套件的调节。以下调节教程假设套件已组装完毕焊接无误。如测试结果和我描述不符,请检查电路焊接错误。
需要调的有以下几点:最大延迟时间即最低时钟频率、各BBD芯片的工作点、延迟通道信号增益、最大反复次数。

首先是时钟。找到上板没有标字的那个测试点,如下图:

TC.jpg

这一点就是一根时钟线。正常工作时它应该是占空比50%的方波,所以用万用表测这点对地直流电压应该是电源电压的一半,也就是6V左右。如果你的万用表有频率档,先把AD900的D-TIME钮拧到最大,万用表拨到20KHz档,黑笔对地红笔对这个测试点,调节下板的2K电位器使读数为6.8KHz左右,此时最大延迟时间为600ms。如果你的万用表没有频率档,那么频率调节留到最后,用耳朵去听。
 楼主| 发表于 2012-11-10 23:15:42 | 显示全部楼层
第二步,BBD芯片工作点调节。这个其实好理解。和很多其他的有源器件一样,BBD芯片也需要一个工作点,说白了就是无信号时输入和输出端的电压值。这个工作点只有调到合适时才能处理最大的不失真信号。如果高了,那么信号正半周会被削顶,如果低了则是信号负半周会被削。
在上面的电路图里,RP4、RP5、RP9、RP10分别是4个BBD芯片的工作点调节电位器。在板子上则是这四个位置:

BIAS.jpg


每个MN3008的缺口对着的10K电位器就是它的工作点调节电位器。左上角的MN3008为第一片,逆时针数为第二三四片的话,那么对应的输出测试点分别是T3、T4、T5、T6。

如果你有示波器和信号发生器,那么这个调节工作可以完成的很完美:

AD900的所有三个旋钮拧到最小,上板200K电位器调到顺时针最大,其它所有10K电位器先调到中间位置。用信号发生器生成1KHz正弦波送给AD900输入端,然后用示波器观察MN3008的输出测试点波形,增加信号发生器输出的幅值使输出端发生削顶失真,调节MN3008的工作点使上下半周同时开始削顶,就算OK。4片MN3008分别调好,这一步就完成了。

如果你没有示波器和信号发生器,那么就只能靠耳朵了。

先把上板所有电位器调到中点,AD900接琴和音箱,用力弹,调节4个工作点电位器使延时声清晰无失真,就算调好。

另外4个10K电位器可以用来调节抵消时钟噪音(就是时钟频率的干扰)。如果你的延迟声里没有听到明显的时钟噪音,这四个可以保持在中间的位置。
发表于 2012-11-10 23:16:15 | 显示全部楼层
我是来补图的
这一点就是一根时钟线。正常工作时它应该是占空比50%的方波,所以用万用表测这点对地直流电压应该是电源电压的一半,也就是6V左右。如果你的万用表有频率档,先把AD900的D-TIME钮拧到最大,万用表拨到20KHz档,黑笔对地红笔对这个测试点,调节下板的2K电位器使读数为6.8KHz左右,此时最大延迟时间为600ms。如果你的万用表没有频率档,那么频率调节留到最后,用耳朵去听。

[ 本帖最后由 发条橘子真 于 2012-11-10 23:18 编辑 ]
1.jpg
发表于 2012-11-10 23:20:44 | 显示全部楼层
继续补图

这步是最难的,最好有示波器和信号发生器。


[ 本帖最后由 发条橘子真 于 2012-11-10 23:34 编辑 ]
2.jpg
发表于 2012-11-10 23:23:38 | 显示全部楼层
啦啦啦
 楼主| 发表于 2012-11-10 23:24:18 | 显示全部楼层
第三步,延时通路的增益。这个基本上,可以简单解释为调节第一声延迟声的大小。当然其实也影响后面的反复声。

说白了,在你把D-LEVEL调到最大的时候,你希望听到的声音是:




而不是:





也不是:





调节方法是:AD900接琴接箱子,D-TIME和D-LEVEL最大,REPEAT最小,弹琴并调节上板200K电位器,使原声和第一声延迟声音量大小一样。
 楼主| 发表于 2012-11-10 23:27:58 | 显示全部楼层
第四步是调最大反复次数。这个也比较简单,三个旋钮拧最大,调节下板20K电位器,使最大延迟次数符合你的要求(原版AD900实测是20次左右)。

写完了,齐活。
发表于 2012-11-10 23:29:01 | 显示全部楼层
继续补图,靠的,成职业了
第三步,延时通路的增益。这个基本上,可以简单解释为调节第一声延迟声的大小。当然其实也影响后面的反复声。

说白了,在你把D-LEVEL调到最大的时候,你希望听到的声音是:




而不是:





也不是:





调节方法是:AD900接琴接箱子,D-TIME和D-LEVEL最大,REPEAT最小,弹琴并调节上板200K电位器,使原声和第一声延迟声音量大小一样。

[ 本帖最后由 发条橘子真 于 2012-11-10 23:33 编辑 ]
3.jpg
发表于 2012-11-10 23:30:43 | 显示全部楼层
还得补一张
第四步是调最大反复次数。这个也比较简单,三个旋钮拧最大,调节下板20K电位器,使最大延迟次数符合你的要求(原版AD900实测是20次左右)。

写完了,齐活。


[ 本帖最后由 发条橘子真 于 2012-11-10 23:33 编辑 ]
4.jpg
发表于 2012-11-10 23:38:44 | 显示全部楼层
雷子 ,您辛苦了!
还有敬业的橘妹
发表于 2012-11-10 23:44:04 | 显示全部楼层
我是他干爹好吧
发表于 2012-11-10 23:58:05 | 显示全部楼层
擦,比喻的好,队列都出现了,求普及队列、堆栈的区别
发表于 2012-11-11 11:00:08 | 显示全部楼层
发表于 2012-11-11 11:24:14 | 显示全部楼层
纯顶贴 路过~
发表于 2012-11-11 11:55:02 | 显示全部楼层
写的好! 菊爷!求零点2啊~啥时出啊~
发表于 2012-11-11 11:58:35 | 显示全部楼层
帮顶!!!!
发表于 2012-11-11 12:00:10 | 显示全部楼层
发表于 2012-11-11 12:15:38 | 显示全部楼层
[em13] 好好的学了一回
发表于 2012-11-11 23:01:00 | 显示全部楼层
先顶,慢慢看
发表于 2012-11-12 17:55:08 | 显示全部楼层
头像被屏蔽
发表于 2013-1-2 12:07:30 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
 楼主| 发表于 2013-1-2 12:40:19 | 显示全部楼层
当 当 当 当 当 当  当....onl you   
哥们这是替我求删啊,谢了~
发表于 2013-1-2 15:28:09 | 显示全部楼层
这个要顶  调节模拟延时的好方法
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