Привет, Хабр! Эффекты эха для инструментальной и вокальной музыки построены по единому несложному принципу: пакет мгновенных значений напряжений сигнала за определённый промежуток времени записывается в цифровом формате либо в виде реальных потенциалов на затворах полевых транзисторов, а затем воспроизводится с задержкой.
Ранее для этого применялась магнитная лента, а иногда даже электретная плёнка. Существуют и механические линии задержки, основанные на величине скорости звука в различных средах. Это могут быть стальные пружины, а также трубки, наполненные воздухом или иными материалами, включая ртуть. Последний вариант использовался для организации оперативной памяти в архаичных компьютерах.
В любом случае, суть состоит в том, чтобы просто воспроизвести короткую звукозапись или иные данные из недалёкого прошлого. Но тогда почему в мире так много различных эффектов задержки аудиосигнала, причём звучат они действительно по-разному? Сегодня мы это узнаем.
Прекрасными образцами для исследования различий между электронными эффектами эха могут служить две популярных гитарных педали китайского производства в компактном формате «Сникерс-сайз» (англ. «Snickers size»).
Эти миниатюрные корпуса идеальны для маленьких педалбордов наподобие моей самоделки с девятивольтовым повербанком такого же типоразмера.
Визуально обе педали почти одинаковы. Они отличаются только цветами корпусов и надписями на верхних панелях, гласящими «Аналоговая задержка» (Analog delay) и «Цифровая задержка» (Digital delay).
True bypass в переводе с английского означает «истинный обход». В отличие от буферизованного, он напрямую соединяет выходное гнездо педали со входным посредством контактов механического переключателя в деактивированном положении последнего.
А как они звучат?
Логичнее всего будет начать с прослушивания звучаний рассматриваемых эффектов.
Видео на Youtube
Итак, мы услышали значительные различия. Цифровой дилей звучит кристально чисто и ярко, создавая ритмический эффект. Повторы воспроизводятся с минимумом искажений.
Звучание аналогового дилея совершенно иное. Оно является приглушённым и напоминает реальное эхо в природе, возникающее при отражении звуковых волн от предметов. С каждым повтором теряются высокие частоты. Эффект не столько ритмичен, сколько создаёт атмосферу.
Разные области применения
Получается, что в реальных музыкальных контекстах цифровое эхо, если оно не используется в качестве «слепбека» (англ. «slapback»)— максимально короткого повтора, непосредственно следующего за извлечённой на гитаре перкуссивной нотой, весьма желательно синхронизировать с темпом и ритмом исполняемой композиции.
Для реализации данной функции дорогие продвинутые педали задержки для профессиональных гитаристов обычно снабжаются цифровым интерфейсом MIDI, разработанным при участии Икутаро Какехаши — основателя компаний Roland и Boss.
Неискушённые иностранные гитаристы иногда принимают розетку ОНЦ-РГ-5, которой оснащались советские электрогитары наподобие Форманты 241-БЛ, за гнездо DIN 41524 для подключения MIDI.
Разъёмы как у компьютерной клавиатуры стандарта IBM PC AT действительно полностью идентичны и совместимы механически, но не электрически.
Интерфейс MIDI предполагает 5-миллиамперную токовую петлю для передачи цифровых данных, тогда как пятиштырьковые разъёмы советской аудиотехники, включая музыкальные инструменты и эффекты для них, использовались для аналогового аудиосигнала.
Если в электрогитаре или модуле эффекта содержался автономный химический источник тока, то входной или выходной разъём часто выполнял по совместительству функцию выключателя, разрывая цепь батареи, когда штепсель не вставлен.
В более современных гитарных педалях вроде пластмассовой квакушки ZORY DF2210 для этой цели применяется трёхконтактное гнездо TRS, в просторечии «стерео». Монофонический джек инструментального кабеля замыкает на землю средний контакт, к которому присоединён минусовой вывод девятивольтовой батарейки типа «Крона».
Разумеется, ультрадешёвые китайские педали гитарных эффектов не предусматривают интерфейса MIDI.
Традиции и эффективность
Обычно такие устройства повторяют проверенные временем схемы классических педалей от знаменитых фирм на облегчённой элементной базе в виде малогабаритных «безвыводных» компонентов для поверхностного монтажа — SMD.
В мире гитарного усиления и аналогового синтеза многие «породистые» изделия до сих пор монтируют по старинке, используя традиционные полноразмерные компоненты с проволочными выводами для монтажа в отверстия печатной платы. Последние нередко выполняют даже без металлизации.
На фотографии выше мы видим плату транзисторного комбоусилителя Peavey Transtube Solo. Транзисторы здесь реальные дискретные. Интегральная микросхема всего одна, и это сдвоенный операционный усилитель JRC4558D, отвечающий за активный регулятор тембра и «раскачку» выходного каскада. А вместо второго медного слоя печатной платы использованы проволочные перемычки.
Такая компоновка устройства приятна с эстетической точки зрения, особенно для тех, чей путь в электронику, как у меня, начинался несколько десятилетий назад, когда большинство печатных плат были именно такими. А ещё, их легко ремонтировать и модифицировать даже тем, у кого не очень хорошее зрение.
Однако такие печатные платы дороже в изготовлении, более громоздки и требуют больших тяжёлых корпусов, что означает удорожание логистики хранения и транспортировки.
А что внутри?
Осталось посмотреть, как устроены эти китайские изделия. Слабо верится, что в «аналоговом» дилее установлены настоящие аналоговые линии задержки на переключаемых конденсаторах, в качестве которых используются изолированные затворы интегральных полевых транзисторов.
В настоящее время такие микросхемы выпускаются ограниченными тиражами и продаются по высокой цене, в отличие от цифровых линий задержки PT2399. Последние отлично имитируют плёночное эхо. Прекрасным примером такой имитации является схема педали Rebote Delay второго поколения.
Здесь по пути сигнала на входе и выходе линии задержки предусмотрены многоступенчатые фильтры нижних частот, которые не только создают «тёплое» винтажное звучание, но и отфильтровывают цифровые помехи, которыми «славится» микросхема PT2399.
Не сомневаюсь, что внутри миниатюрных корпусов из гнутого листового алюминия мы увидим нечто подобное. Однако каким образом получается кристально чистое звучание «цифрового» дилея? Это пока остаётся загадкой.
Последовательность разборки корпуса
Чтобы разместить в формате «сникерса» не только достаточно сложную электронную схему с разъёмом внешнего питания, индикаторным светодиодом и тремя переменными резисторами для плавной регулировки параметров эффекта, не забывая о трёх весьма крупногабаритных деталях — одном ножном переключателе на три контактных группы (3PDT — англ. 3 pole, double throw) и двух гнёздах под полноразмерный джек — требуется если не овладеть магией вуду, то, как минимум, познать дзен компоновки миниатюрных гитарных педалей.
А чтобы не сломать весьма тонкие и хрупкие печатные платы, упакованные с применением самых продвинутых эзотерических техник Поднебесной, необходимо соблюдать правильную последовательность разборки. В первую очередь, следует снять с осей переменных резисторов три пластиковые ручки.
После этого отворачиваем и снимаем четыре гайки, крепящие к верхней П-образной панели потенциометры и ножной переключатель.
Далее отворачиваем две гайки разъёмов под джек — входного и выходного .
Теперь следует вывернуть четыре винтика М3 с потайной головкой. Что интересно, эти винтики оказались разной длины — три длинных и один короткий.
И наконец, две половинки корпуса можно разъединить. С некоторыми экземплярами педалей это сделать легко, тогда как в других случаях попадаются очень тугие.
Теперь нашему взору открывается неразъёмная «этажерка» из двух печатных плат, наглухо спаянных посредством половины штыревого разъёма-«гребёнки» типа PLS.
Это соединение можно было сделать и разъёмным, как у клона EP Booster из китайского конструктора с Aliexpress.
Итак, мы можем созерцать плату, на которой расположились три микросхемы.
Самая маленькая из них имеет восьмивыводный корпус SOIC-8 и представляет собой компактный вариант сдвоенного операционного усилителя JRC4558 с буквенным индексом D. Точно такой же используется в педалях перегруза Twinote Pπ Fuzz и Nux-Cherub HG6 Modern High Gain Distortion.
Вторая микросхема побольше в шестнадцативыводном корпусе SOIC-16 несёт на себе маркировку CD2399GO. Как нетрудно догадаться по четырём заветным цифрам, это полный клон старой доброй линии задержки PT2399, выпускаемый на просторах Поднебесной компанией Shenzhenshi YONGFUKANG Technology co., LTD.
Дешёвая и доступная PT2399 широко используется везде, где требуется создать эффект повторения звуков. Например, на китайской плате микрофонного предусилителя для караоке, переделанной мной в дизайнерский гитарный дилей.
Модуль поставляется как в сборе, так и в виде радиоконструктора для самостоятельной сборки
Секрет качественного звучания
И, наконец, последняя (если не считать последовательного линейного стабилизатора напряжения 78L05), третья и самая большая микросхема на плате сникерс-дилея — SA571D производства компании Philips.
Это компандер — компрессор и экспандер в одном
флаконешироком шестнадцативыводном корпусе. Компрессор сужает динамический диапазон аналогового аудиосигнала, а экспандер его, наоборот, расширяет.
SA571D представляет собой клон винтажного компандера μPC1571, применявшегося во многих классических гитарных педалях, включая легендарный Boss DM-3.
Практически все интегральные линии задержки аудиосигнала характеризуются узким динамическим диапазоном, поэтому в схемах премиальных моделей гитарных дилеев часто используются компандеры, компрессирующие сигнал на входе микросхемы и восстанавливающие его оригинальную динамику на её выходе.
Как это ни странно, схема ультрадешёвой китайской «примочки» предусматривает такой продвинутый узел, как компандер. Именно поэтому «цифровой» вариант педали может похвастаться настолько кристальным звучанием, нехарактерным для ширпотребовской микросхемы PT2399.
Это весьма шумная микросхема, нуждающаяся в основательной фильтрации выходного сигнала, приводящей к значительному ослаблению верхних частот его спектра. К тому же, чрезмерное повышение амплитуды сигнала вызывает клиппинг, то есть «срезание» верхушек осциллограмм. С другой стороны, снижение амплитуды на входе приводит к падению эффективной разрядности аналогово-цифрового и цифро-аналогового преобразования.
Компандер расщепляет входной электрогитарный сигнал на два — собственно аудиосигнал, но в нормализованном виде, и медленно изменяющееся напряжение огибающей, отражающее входной уровень громкости.
Нормализованный сигнал обрабатывается цифровой линией задержки максимально качественно. На выходе происходит модуляция — аналоговое перемножение аудиосигнала с сигналом громкости, и слушатель может наслаждаться нюансами динамики игры.
Микросхемы компандеров весьма интересны и заслуживают отдельного всестороннего рассмотрения. Скоро я подробно расскажу об одной из них в контексте занятной самоделки.
И в чём же различия?
Печатная плата «аналогового» варианта эффекта полностью идентична «цифровому», однако изменены номиналы нескольких резисторов и конденсаторов. Благодаря этому, получается затухание сигнала, напоминающее культовые ламповые дилеи магнитофонного типа.
Последние, в свою очередь, прекрасно имитируют реальное эхо в природе. «Аналоговый» эффект звучит весьма приятно и ненавязчиво, что мне очень понравилось. А что касается «цифрового», то он тоже неплох, однако не в моём вкусе.
Напишите в комментариях, какие гитарные эффекты нравятся вам больше всего.
© 2025 ООО «МТ ФИНАНС»
