Caja directa de guitarra basada en op-amp

El amplificador principal es IC1A. R1 + R13 y R3 establecen la ganancia, C1 y C2 son tapas de bloqueo de CC, y la mayor parte del desorden restante de resistencias y condensadores es para proporcionar una polarización de CC de bajo ruido a (presumiblemente) la mitad del voltaje de suministro. El circuito alrededor de IC1B toma la salida del amplificador principal y la invierte. La salida de IC1B es solo la salida de IC1A invertida alrededor del punto de polarización de CC, por lo que juntos forman una señal diferencial. C5 y C6 son tapas de bloqueo de CC, esta vez para la salida.

El bloqueo de CC de la señal al entrar y luego al salir nuevamente desacopla el punto de funcionamiento de CC del circuito de los niveles de entrada y salida, que están centrados alrededor de tierra. Dado que no le importan las frecuencias por debajo de 20 Hz, está perfectamente bien elegir un nivel de CC arbitrario (0 Hz) internamente.

Mi única objeción con este circuito es R2 y C4. Aunque no mostró los valores, espero que C4 sea mucho menor que C7. R2 y C4 probablemente filtren las frecuencias altas más allá de lo que el amplificador debe manejar (20 kHz para "HiFi"), pero eso podría haberse logrado conectando el extremo inferior de C4 a tierra en lugar del suministro de polarización interno.

IC1es un " Amplificador Operacional ". Esencialmente, un amplificador operacional es un amplificador matemático. El propósito de todos los amplificadores es tomar una señal muy débil y hacerla más fuerte, capaz de "conducir" más energía hacia algo, como un altavoz. Cuando decimos "adaptación de impedancia" nos referimos a esto: usar algo como un amplificador para hacer coincidir una señal de entrada con lo que sea que se esté alimentando.

Si se conectara a tierra un amplificador operacional -inputy se aplicara una señal al , se generaría +inputuna señal más grande pero idéntica , al igual que un amplificador tradicional. +outputEntonces eso se llama una configuración no inversora , ya que sale la misma señal.

Sin embargo, los amplificadores operacionales tienen un -inputfuncionamiento inverso: si se +inputconectó a tierra y se aplicó la señal a , sale -inputla señal opuesta . Así que eso sería una configuración de inversión . Esto es muy útil para muchas cosas.

En este esquema, IC1atoma la entrada del instrumento ( +input) y envía esencialmente lo mismo a Out1. Esa es una configuración no inversora. Out1también está acoplado a -inputIC1b, que es la configuración inversora, por lo que la señal opuesta sale de Out2.

Entonces Out1, y Out2son salidas diferenciales , porque de ellas salen señales opuestas . Eso es exactamente lo que quiere un cable XLR, y debido a la física detrás del envío de señales a lo largo de los cables de esta manera, tiene muy poco ruido.

Todos los demás componentes son solo para establecer los niveles de voltaje correctos (busque 'divisor de resistencia'), bloquear voltajes de CC (condensadores) y otras necesidades de acondicionamiento de señal.

Olin Lathrop le proporcionó la mayor parte de la información que necesita. Hay un par de otros matices que pueden no ser evidentes:

1) El condensador C4 proporciona carga capacitiva para la fuente de señal. 100 pF puede ser un poco alto, es posible que deba experimentar con él.

También va al lugar equivocado; idealmente, el extremo inferior de C4 debería ir a tierra. Esto reduce la captación de ruido que se desliza a través del divisor de voltaje de polarización.

C4 es importante porque la impedancia de entrada y la capacitancia normales del cable y del amplificador cargan la señal de la fuente. No es un gran problema con las pastillas inductivas (guitarra, etc.), pero puede ser un problema real con las pastillas de cristal (piezoeléctricas).

La razón por la que tiene tanto efecto es que el cable normal tiene una capacitancia bastante grande. La respuesta de frecuencia de la pastilla se modifica para tener más alta frecuencia presente cuando la pastilla está descargada. Luego, la capacitancia de carga elimina ese aumento de alta frecuencia para aproximarse a una respuesta plana.

Cuando acorta el cable para ir a una caja DI en lugar de un amplificador, la capacitancia cae. Esto conduce a un aumento en la respuesta de alta frecuencia. C4 compensa eso.

2) R2 proporciona cierta medida de protección transitoria en caso de que una pastilla de cristal (piezo) se caiga o reciba un impacto significativo. Estas pastillas pueden tener un voltaje de salida transitorio increíblemente alto en estas condiciones. Tiempo de subida muy rápido pero de corta duración.

Muchos instrumentos acústicos usan pastillas de cristal. Hay algunas pastillas de cristal con un sonido muy agradable disponibles.