Electra Distortion

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Como primeiro projecto de utilização do suporte para a breadboard vamos construir um circuito básico de distorção com apenas um transístor: um Electra Distortion. Com 50 cêntimos em componentes, podes iniciar-te no mundo dos efeitos com este projecto e aprender a trabalhar com o software adequado!

tca
Por tca

Maker, Hacker, PhD


Electra Distortion

Como primeiro projecto de utilização  do suporte para a breadboard vamos construir um circuito básico de distorção com apenas um transístor: um Electra distortion. Há numerosos exemplos deste tipo de circuitos e mais umas quantas modificações que uma pesquisa na net revelará, no entanto, vou restringir-me à versão standard.

Este é o primeiro projecto de utilização do suporte para a breadboard. O preço do material para este Electra distortion ronda os 0.5€ em componentes.

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Os meus parabéns por este grande artigo. Mesmo! Tanta informação de grande qualidade que estou ansioso por ter um bocadinho livre este mês (ainda tenho que dar avanço ao meu projecto da "guitarra do metal"(https://forumusica.com/topic/157056-projecto-guitarra-do-metal/ e de seguida vou avançar com este.

Não tenho osciloscópio nem gerador de waveform e julgo não ter nenhum dos semicondutores referidos, mas vou arranjar (pelo menos os semicondutores :D).

Quanto aos samples, soam-me muito bem, já tive pedais muito mais caros a soar bem pior!

 

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Citação

Se o DIY serve para alguma coisa para além do exercício puro de experimentação e aprendizagem é o de permitir desfazer preconceitos e falsas verdades que perpetuam a ignorância e um modo de fazer as coisas pouco claro. O que pode ser mais honesto e verdadeiro do que os resultados que se obtém com uma experiência realizada à nossa frente?

:nojento: Acredita, às vezes eu explico uma, duas, três vezes, mas... não "entra" na cabeça de muita gente. Começo a desconfiar se é ignorância, burrice ou mesmo só "cagança-de-ter-um-pedal-caro" para tirar fotos e postar no TGP (the gear polishers)....

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Exacto, mas quem somos nós para estragar o negócio? Se querem ser burros e dar 200€ por um pedal distorção, força.

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há 15 horas, zedsnotdead disse:

Excelente!!! :yes: 

:nojento: Acredita, às vezes eu explico uma, duas, três vezes, mas... não "entra" na cabeça de muita gente. Começo a desconfiar se é ignorância, burrice ou mesmo só "cagança-de-ter-um-pedal-caro" para tirar fotos e postar no TGP (the gear polishers)....

Obg!

Também me acontece o mesmo, mas ainda há pedais que vale muitíssimo a pena comprar (e.g. os Moog)

E continua a ser verdade: "If it's currently in production and you can afford it, buy it."

http://www.diystompboxes.com/pedals/schematics.html

 

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    • simplinho
      O meu canal de youtube, outra forma de dar a conhecer os meus trabalhos ! Hoje são poucos...amanhã serão mais, subscrevam, obrigado !!!
      https://www.youtube.com/channel/UCr_Wzj4gJ7A1onmPoPr0p1w
    • F.Coelho
      Alguém já utilizou este cabo: Klotz AC 106, para ligar pedais?
      Que opinião tem?
      Encontrei esta ficha técnica:
      https://shop.klotz-ais.com/media/msdocuments/AC106SW_e.pdf
      Foi-me dito que era um bom cabo, mas não o encontrei na instrução técnica do forum.
      O preço apresentado foi cerca de € 2,50/metro.
    • Alguém
      Olá. Preciso de uma ajuda.
      Tenho uma Epiphone Les Paul Standard Custom Shop e um Roland Cube 30X.
      O amplificador tem ruído de fundo que desaparece se colocar a mão no cabo junto à guitarra. Este ruído é amplificado quando mudo para distorção.
      Abaixo vídeo com a descrição do problema, quer em clean, quer em distorção.
      https://www.dropbox.com/s/2nwch7n48fz4tie/File 13-10-17%2C 16 37 48.mov?dl=0
       
      Algumas notas:
      Isto acontece com dois cabos que tenho em casa; Tenho um Peavey Vypyr 15 que não apresenta o mesmo problema, o ruído é quase inexistente; O Rolland está ligado a uma tripla com terra e a tomada também tem terra, mas o cabo do aplificador não tem:  
      Alguma dica?
    • tca
      Tutorial - MOSFET: numa configuração habitual
      Resumo:
      Neste tutorial vamos realizar uma experiência muito prática de modo a perceber como funciona um MOSFET numa configuração particular muito utilizada, em particular, nas montagens de tutoriais anteriores.
      ...

      Ver tutorial completo
    • tca

      Os MOSFET são transístores de efeito de campo usados em muitas aplicações de eletrónica analógica e digital. Neste tutorial vamos realizar uma experiência muito prática de modo a perceber como funciona um MOSFET numa configuração particular muito utilizada, em particular, nas montagens de tutoriais anteriores. A montagem usada é chamada de fonte comum, porque a entrada e a saída partilham a fonte do MOSFET. Esta configuração permite construir um amplificador e obter uma amplificação em corrente e em tensão do sinal de entrada. É por isso uma configuração muito usada em aplicações de áudio.
      Em tutorais anteriores montamos um amplificador com uma lâmpada cuja configuração corresponde exatamente à de fonte comum.
      Claro que vamos precisar de alguns aparelhos especiais: um osciloscópio e um gerador de sinais.

      Como habitualmente publicamos uma lista de material e os sítios mais convenientes/baratos para a compra. Neste caso em particular não damos recomendações de compra porque já anteriormente demos e os Mosfets podem ser comprados facilmente em qualquer loja de electrónica. Para este tutorial são necessários uns Mosfets, resistências e um condensador, a saber:
       
      Mosfet IRF620, IRF610, … Algumas resistências de potência (100Ohm, 1Ohm,3.3Ohm, 0.47 Ohm,... de 3W basta, 1M 1/4W) 1uF, 25V condensador Fonte de alimentação (de um laptop). Aquela que vou usar a tensão de saída ronda os 19.6V breadboard (a montagem de um tutorial anterior)  
      Na página seguinte conheceremos melhor a estrutura do MOSFET.

      O transístor de efeito de campo (Field effect transistor, FET) tem esta designação porque o estado de corte ou de condução é determinado pelo campo eléctrico no seu interior. A corrente é devida a um só tipo de portadores de carga: electrões ou lacunas. Há vários tipos de transístores de efeito de campo mas o mais utilizado é o transístor MOS (MOSFET). A designação MOS deriva das iniciais Metal-Óxido-Semicondutor e tem a ver com a estrutura do dispositivo.
      Não me vou deter sobre grandes detalhes técnicos sobre este tipo de transístor (ver referências no fim) mas há uma característica que vale a pena referir: apresentam uma resistência de entrada praticamente infinita, característica que partilham com os seus antepassados, as válvulas.
      O MOSFET possuem 3 terminais denominados dreno (D, drain), porta (G, gate), fonte (S, source).

       
      Para que a corrente passe no drain para a source é necessário que a tensão entre a gate o drain seja superior à tensão de limiar (threshold), este é o comportamento de um transístor MOS de canal N, ou NMOS.
      Existem também transístores de canal P, ou PMOS. Neste caso para que haja corrente da source para o drain é necessário que a tensão entre a source  e a gate seja superior à tensão de limiar.
      Os transístores descritos são chamados de enhancement porque o controle de corrente se obtém controlando a quantidade de portadores de carga para o canal.
      Cada fabricante de transístores fornece uma datasheet onde se  podem encontrar os valores típicos  (por exemplo) da tensão de limiar  para um dado MOSFET. Por exemplo, olhando para a datasheet do MOSFET IRF620 (http://www.vishay.com/docs/91027/sihf620.pdf) temos a tabela 

       
      tem uma tensão de limiar entre 2V e 4V(Gate-Source- Thereshold Voltage). A precisão não é grande coisa, pois não? Então, a electrónica não é uma ciência exacta? Claro que a coisa é um bocado mais complicada, e claro não esquecer os valores dados na datasheet dependem da temperatura (ver gráficos mais para a frente).
      Um dos conceitos importantes que vamos explorar nesta experiência é o de ganho de tensão e distorção.
      O ganho em tensão é determinado pela razão entre a tensão de saída e a tensão de entrada. A saber:
      Av= Vout/Vin
      Corresponde a um factor multiplicativo, a tensão de saída Vout é (deverá ser idealmente) proporcional à tensão de entrada Vi, como queremos construir um amplificador este factor multiplicativo deverá ser maior do que um e aproximadamente constante numa banda de frequências adequada (20Hz-20kHz para áudio).
      O outro conceito importante é o de distorção (que pode ser boa ou má, depende das aplicações).
      Deixo aqui a formula que permite o cálculo da distorção (segunda harmónica), fica para mais tarde a discussão de mais detalhes e de onde vem essa fórmula,
      D = abs((.5*(Imax+Imin) - IQ) / (Imax - Imin))
      onde: Imin é a corrente mínima no drain, Imax  é a corrente máxima no drain e IQ corrente no drain sem sinal de entrada, i.e. corrente em repouso (quiescente). Para se obter o valor da distorção em percentagem basta multiplicar por 100.
      A experiência que proponho é baseada no livro Design of VMOS –  Circuits with Experiments adaptada para os componentes que tinha aqui em casa e que são possíveis de obter-se em qualquer loja de electrónica.
      Vamos então à experiência, um passo de cada vez.

      Passo 1
      Montar o circuito de acordo com o esquema. É necessário montar o MOSFET num dissipador conveniente, a regra geral para se confirmar que a escolha do dissipador foi a correta é colocar e manter a mão sobre o dissipador durante uns 30s, a temperatura deve rondar 60 graus Celsius, a temperatura ideal do café para ser bebido (ver figura inicial).

       
      O transístor está polarizado, é o nome que se dá à configuração que permite a condução, de uma forma chamada de selfbias, i.e. usa-se uma resistência para acoplar o drain ao gate permitindo ter sempre as duas à mesma tensão (a elevada impedância de entrada do MOSFET garante que VD=VG).
       
      Passo 2
      Deixar o gerador de sinais desligado e ligar a alimentação. Com o osciloscópio ligado ao drain do transístor medir a tensão, deve rondar os 15.2V (mais ou menos 1V). Se isso não acontecer desligar a fonte de alimentação e confirmar as ligações. Medir a tensão entre a gate e a source (perto de 4.5V).
       
      Passo 3
      Depois de estar tudo a funcionar podemos ligar o gerador de sinais com um sinal com frequência de 1kHz e uma onda sinusoidal à entrada do amplificador. Ajustar a amplitude do sinal à entrada de modo que se obtenha os valores à saída dados pela tabela seguinte, calcular o valor do ganho em tensão.
       
      Vin(mV)      Vout(V)       Av         23.0 0.5 22 45.0 1.0 22 66.0 1.5 23 90.0 2.0 22 112.0 2.5 22 134 3.0 22  
      O circuito tem um ganho de 22. A impedância de entrada ronda os 100*22 || 1M=2.2kOhm e a impedância de saída 100Ohm.
       
      Passo 4
      Agora desligar o gerador de sinais da entrada do amplificador. Medir a corrente em repouso e guardar o resultado.
      IQ = (19.6-4.4)/100 = 152mA
      O amplificador consome 152mA*19.6V=3W mesmo sem sinal à entrada.
       
      Passo 5
      Voltar a ligar o gerador de sinais à entrada do amplificador e ajustar o valor da amplitude à saída de modo a obter-se 2V pp (peak-to-peak) com 1kHz. Medir a corrente no drain, ou a corrente de saída, que corresponde ao valor de Imax, registar esse valor.
      Imax = (19.6-4.4+1)/100=162mA
       
      Passo 6
      Voltar a ligar a alimentação e o gerador de sinais e medir a corrente de saída nas mesma condições do Passo 5. Registar o valor pp da corrente(estou a usar duas resistências de 3.3Ohm em paralelo).
      Ipp = 80/1.65 = 48mA
       
      Passo 7
      Para determinar Imin basta subtrair o valor determinado no Passo 7 pelo valor determinado no Passo 5:
      Imin = Imax - Ipp = 162-48= 114mA
       
      Passo 8
      Usando a fórmula para a distorção calcular a percentagem de distorção deste amplificador e common-source (fonte-comum) a 1kHz.
      distorção = abs(((114+162)*.5-152)/48) = .29
      Obtive uma distorção na ordem de 29%!

      Este tutorial baseou-se no estudo de uma das mais úteis configurações de funcionamento de transístor, uma configuração em fonte-comum. Este  tipo de topologia é muito usada na construção de amplificadores de tensão e de corrente, é um building block que devemos reconhecer rapidamente quando estudamos circuitos mais complexos.
      Muitas alterações se podem fazer,repetindo todos os passos anteriores e de uma maneira exaustiva perceber como é que a polarização do transístor condiciona a distorção final do sinal amplificado (fixed bias, ou ainda colocando um resistência da gate ao ground).
      Outra aplicação deste circuito simples é como booster para um qualquer amplificador de guitarra (claro que precisa de um buffer, mas isso é o tema para o próximo tutorial).
       
      Boas construções!
      P.S. - Nenhum transístor ficou magoado durante a redação deste texto.
       

      Para quem quiser conhecer estes assuntos com mais profundidade, recomendo dois livros que serviram de fonte também para este artigo:
      Manuel de Medeiros Silva, Circuitos com Transístores Bipolares e MOS, Fundação Calouste Gulbenkian, 4ª ed. (2010)
      Robert T. Stone, Howard M. Berlin, Design of VMOS, Circuits with experiments, HowardW. Sams, Co., Inc., 1ª ed.(1980)
       
    • xtech
      Depois de me aperceber que o melhor som que saco dos multifx é com os meu monitores de estúdio (uns Tannoy Reveal Active), e depois de os meus sobrinhos me furarem os cones dos speakers com as baquetas há coisa de dois anos, vou transformá-los nas minhas colunas de guitarra "para a estrada".

       
      Então precisava das vossas sugestões para os seguinte:
      Queria cobrir os speakers com uma grelha (de preferência metálica). Onde posso arranjar isso dado que o espaço em volta dos speakers não é redondo (devido à "moldura" que a Tannoy colocou). Estes monitores são pesados. Estou a pensar por uma pega aparafusada na parte de cima de cada um para fácil transporte. Concordam? Queria por uns pés de borracha ou rodinhas aparafusadas para não tocarem no chão. O que acham que é melhor? Como proteger os cantos à frente dado que não são tipo paralelipípedos? Haverá alguma maneira de "remendar" os furos no papel dos cones?  
      Obrigado pela vossa colaboração!
      Btw: Só para que conste... comprei outro set destes monitores depois dos putos terem furado os cones, e na gama até 400-500€ não arranjava nada igual em termos de som e construção. Aqui está a "wall of sound"  com os "bons" à direita.