Связанные темы:
Эта тема посвящена одному из методов устранения фантомных нот при работе PCM синтезаторов в Roland GR-55 и им подобных. Для магнитных полифонических звукоснимателей типа GK-3 проблему обычно удается полностью решить правильным его расположением, регулировкой высоты струн над ним, и настройкой уровней в GR-55. Но купив не дешевую гитару с полифоническими пьезо звукоснимателями, например Godin Multiac ACS Koa, вы с удивлением обнаружите как эта проблема встанет перед вами в полный рост, простой настройкой уровней она не хочет решаться.
| Корень этой проблемы связан с проникновением сигнала из датчика одной струны в другой. |  |
| Для магнитных звукоснимателей - 6 хамбакеров имеют между собой не такую уж большую взаимосвязь. Но нейлоновые струны принципиально не работают с магнитными датчиками. А пьезо датчики акустически связаны между собой через корпус гитары. Особенно все плохо для гитар с полым корпусом. | |
| По данным зарубежных сайтов, особо зловредную роль тут играют суб-низкие частоты. Они почти беспрепятственно проходят через корпус к соседним датчикам, и даже прижатие пальца к струне может пройти через цепочку: корпус --> соседний канал --> преобразователь в MIDI --> PCM синтезатор и сгенерировать совсем не санкционированную вами ноту. | |
| Поэтому напрашивается простой способ - отсечь в каждом канале все что ниже частоты открытой струны аналоговым фильтром. | |
Кроме того это полезно для удаления не музыкальных и механических шумов. Еще сверхнизкие частоты лишают выходной усилитель запаса мощности, повышают искажения, вызывают большой прогиб динамиков, что приводит к их более быстрому износу.
Подобные фильтры включались в состав Roland VG-8 и VG-88. Но начиная с VG-99 (2007 г.) перестали присутствовать в синтезаторах.
Некий Richard McClish’s инженер из RMC, был озабочен этой проблемой и даже разработал (где-то в 2009 г) версию Poly-Drive IV для гитары Godin Multiac со встроенными фильтрами 2-го порядка (12 дБ/октаву).
Позднее он же разработал фильтр V9SF на отдельной плате для встраивания в VG-99.
Еще позже фильтр OPT-01 для встраивания в GR-55. Это уже были фильтры 4-го порядка (24 дБ/октаву). Изготавливались они на заказ как минимум до 2014 года.
К тому времени появилось несколько моделей полукустарного производства в виде отдельной коробочки включаемой между гитарой и синтезатором. Большинство из них, как и описываемый ниже фильтр, формируют частотную характеристику описанную в спецификации на OPT-01, хотя и собраны на других элементах.
Руководство Roland между тем отклоняла все предложения об добавлении аналоговых фильтров в GR-55 считая продукт "Идеальным как есть".
Впрочем на форуме www.vguitarforums.com нашел забавное интервью с одним из разработчиков Roland произошедшее в районе 2010 - 2011 годов:
Разработчики Roland мастера цифровой сферы, сбиты с толку конструкцией аналогового фильтра верхних частот. Проблема снова возникла с GR-55, продемонстрировав те же проблемы, что и VG-99 при использовании с пьезоэлектрическими шести канальными звукоснимателями.
"Мы хотели поставить фильтр. Но все эти уравнения слишком сложны для нас" - сказал смущенный инженер Roland, попросивший не называть его имени. "Боже, эта штука просто смехотворно сложна. Никто больше не изучает эти аналоговые штуки, это просто пустая трата времени".
На вопрос, почему они просто не могут провести обратное проектирование фильтра от RMC, он ответил: "Но ведь на нем эти маленькие элементы поверхностного монтажа! Крошечные дорожки, резисторы и конденсаторы размером не больше кунжутного семени. Это просто не возможно даже с увеличительным стеклом."
На вопрос, почему они не могут задействовать своих прекрасных аналоговых инженеров (которые разработали великолепные аналоговые фильтры, такие как JC120), старший главный конструктор объяснил: "Ну, мы уволили всех этих ребят много лет назад. Они не хотят с нами разговаривать, а теперь просто смеются над нами. Они действительно подлые"...
OPT-01 представлял собой обычный ВЧ фильтр Баттерворта 4-го порядка, реализованный на транзисторах. Но еще проще реализовать его на операционных усилителях, особенно с полевыми входами, не нужно учитывать входное сопротивление транзистора, и думать над их режимом работы. Что собственно и было сделано в поздних полукустарных реализациях.
 |
Слева на рисунке представлен только один канал. Их нужно будет 6. Все по одной схеме, разница только в номиналах резисторов. |
| Номиналы конденсаторов в канале все одинаковые - так проще расчет. | |
| Как уже упоминал, реализоваться будет фильтр Баттерворта 4-го порядка, т.к. у него максимально равномерная характеристика в полосе пропускания. Что для нашего случая весьма важно. На схеме представлены два каскада фильтров второго порядка соединенных последовательно. Надеюсь все со школы помнят, что полином 4-го порядка можно представить как произведение двух полиномов 2-го порядка. |
Схема: SubFiltr_sch.pdf (106 KB).
В прототипе этого фильтра, частоты среза изменялись через канал, т.е. было по два одинаковых канала:
| Канал | Частота среза |
Rz1 | Ros1 | Rz2 | Ros2 |
| 1 (e) | 100 Hz | 1.74 kОм | 1.47 kОм | 4.12 kОм | 604 Ом |
| 2 (b) | 100 Hz | 1.74 kОм | 1.47 kОм | 4.12 kОм | 604 Ом |
| 3 (g) | 75 Hz | 2.32 kОм | 1.96 kОм | 5.49 kОм | 806 Ом |
| 4 (d) | 75 Hz | 2.32 kОм | 1.96 kОм | 5.49 kОм | 806 Ом |
| 5 (a) | 50 Hz | 3.48 kОм | 2.94 kОм | 8.24 kОм | 1.21 kОм |
| 6 (e) | 50 Hz | 3.48 kОм | 2.94 kОм | 8.24 kОм | 1.21 kОм |
Для себя я рассчитал другой вариант:
| Канал | Частота открытой струны |
Частота среза |
Rz1 | Ros1 | Rz2 | Ros2 |
| 1 (e) | 392.6 Hz | 196 Hz | 887 Ом | 750 Ом | 2.1 kОм | 309 Ом |
| 2 (b) | 246.9 Hz | 123 Hz | 1.4 kОм | 1.21 kОм | 3.32 kОм | 487 Ом |
| 3 (g) | 196 Hz | 98 Hz | 1.78 kОм | 1.5 kОм | 4.22 kОм | 619 Ом |
| 4 (d) | 146.8 Hz | 73 Hz | 2.37 kОм | 2.0 kОм | 5.62 kОм | 825 Ом |
| 5 (a) | 110 Hz | 55 Hz | 3.16 kОм | 2.67 kОм | 7.5 kОм | 1.1 kОм |
| 6 (e) | 82.4 Hz | 50 Hz | 3.48 kОм | 2.94 kОм | 8.24 kОм | 1.21 kОм |
Если вы заметили, в таблицах выше использованы номиналы резисторов из ряда E96
Поясняю для людей далеких от электроники: резисторы производятся не какого попало номинала, а их циферка берется из соответствующего ряда. Иначе и так огромная номенклатура радиодеталей разрослась бы до совсем не мыслимых размеров. Чем выше ряд тем больше он включает значений.
Я не видел в продаже полные наборы резисторов для ряда E96. Их надо заказывать конкретные номиналы, что для малых предприятий не совсем радостно. Чем большую партию одинаковых деталей ты покупаешь тем они дешевле тебе обойдутся. Цена на заказ 1 шт. может оказаться удивительно не адекватной. Скорей всего именно по этому в прототипе по два одинаковых канала, а не по тому что они расчеты на ручном калькуляторе делали.
Однако в продаже полно полных наборов резисторов для ряда E24. В таблице и так расчетные значения округлены к ближайшему значению из ряда. Если их округлить к еще более грубому ряду, характеристика фильтра исказится. Тут плохо не столько то, что сместится частота среза (она выбрана с достаточным запасом), как то что в полосах пропускания и подавления появятся неравномерности.
Подумав, я потратил два вечера, и написал маленькую програмку для расчета, которая позволила бы мне использовать ряд E24.
Скачать калькулятор-оптимизатор: opt_f1.zip (1.3 MB) freeware.
Вы можете определить собственные частоты среза. Например, если вы используете не стандартный строй гитары или бас гитару.
Так же советую брать конденсаторы из одной партии, измерить их емкость (подобрать максимально близкие по емкости для каждого канала), ввести эту емкость в соответствующее поле программки.
Если вам доступны резисторы из ряда E96 или лучше, просто жмете кнопку "Расч." и все, этим можно ограничиться.
Если у вас ряд E24. Точность можно повысить используя вместо одного два резистора. Для чип резисторов очень удобно использовать их параллельное соединение. Просто накладываем один резистор на другой и с торцов их припаиваем, получается вполне надежно.
Для такого случая, после нажатия "Расч." жмем кнопку "Паралл." и программа подберет вариант из двух параллельно соединенных резисторов (P1 и P2) дающих минимальное отклонение от "Тчн.". В строке "Свм." сопротивление которое получится при их параллельном соединении.
В самом низу среднеквадратичное отклонение по резисторам от точного расчетного. Это такая грубая попытка оценить насколько все плохо. Если меньше 1% то считаем что все хорошо, вернее что смысла точнее подбирать резисторы уже нет, остальные погрешности заметно превысят результат более точного подбора.