Úvodem
Elektronické přepínače jsou hojně rozšířený standard. Firmy jako Boss, Ibanez, Danelectro, Maxton apod. je zařazují prakticky do všech svých efektů, a to zejména proto, že je to nejlevnější způsob přepínání z hlediska masové produkce. Z hlediska funkce, není aktivní elektronické přepínání tak triviální jako přepínání pasivní, mechanické - tam v podstatě stačí jen pochopit co kudy vede a vše je hned jasné. V tomto článku se nebudeme zabývat principem elektronických přepínačů, spíš si ho nastíníme zjednodušeně - v analogii k mechanice. Takže žádné strachy. Čtěte dál.
Běžné typy elektronických přepínačů
Jako přepínací prvky se používají tranzistory řízené napětím (polem), takzvané FETy. Ty zde slouží jako hradla typu "otevřeno/zavřeno". Přivedeme-li na ně z řídícího prvku napětí, otevřou se a propouští signál skrz. Vypneme-li toto řídící napětí, pak se zavřou a nepropouští nic. Celý přepínací systém se
musí uzavřít mezi buffery, aby správně fungoval a to je bohužel i stinná stránka celé věci. To je celé. V krabičkách Boss a Ibanez je možno nalézt několik druhů přepínacích systémů tohoto typu a my se budeme soustředit pouze na dva z nich.
1. Elektronická analogie SPDT přepínání (viz. články o SPDT)
Tohle je elektronická varianta SPDT přepínání s většinou jeho neduhů - odsávání čistého signálu efektem kompenzované bufferováním. Na obrázcích si budeme ilustrovat průchod signálu vypnutou a zapnutou krabičkou.
Nejprve efekt vypneme
Na obrázku vidíte, jak jde vstupní signál rovnou ze vstupu do bufferu. Poté signál odtéká částečně do vstupu efektu (který musí být vybaven velkým vstupním odporem, aby signálu neodtékalo touto parazitní cestou příliš), přičemž hlavní díl signálu pokračuje přes otevřený FET A (tento FET je otevřen řídícím členem F po sešlápnutí přepínače). Za FETem A je další křižovatka, jejíž jednosměrnost je zabezpečena zavřeným FETem B a tudíž signál pokračuje přes výstupní buffer ven z efektu a do aparátu.
Čistý signál je tedy po cestě 2x bufferován.
Nyní efekt zapneme
Sešlápnutím efektu nám řídící prvek F vypne FET A a zapne FET B. Tím se nám signál hned za vstupním bufferem přesune do vstupu efektu, projde efektem a na výstupu projde ještě otevřeným FETem B a výstupním bufferem.
2. Elektronická analogie DPDT přepínání (viz. článek o DPDT)
Tahle varianta je výrazně lepší z hlediska parazitování efektu na čistém signálu, nicméně jak vidno, tím že musíme použít jeden FET navíc, přibude nám v cestě čistého signálu další buffer.
Nejprve efekt vypneme
Řídící prvek F nám otevře FET B a zavře FET A a C. Signál jde nejprve přes vstupní buffer. Poté se dostane na křižovatku kde ovšem pokračuje rovně, protože FET A je vypnut a nepropustí ho. Signál jde tedy přes další buffer, potom přes FET B, který je otevřen. Za FETem B je další křižovatka, analogická té první, a signál tedy pokračuje rovně přes výstupní buffer do aparátu.
Čistý signál je tedy po cestě 3x bufferován.
Nyní efekt sešlápnutím zapneme
Sešlápnutím efektu nám řídící prvek F vypne FET B a zapne FET A a C. Tím se nám signál hned za vstupním bufferem přesune do vstupu efektu, projde efektem a na výstupu projde ještě otevřeným FETem C a výstupním bufferem.
Toto přepínání je lepší z hlediska úbytku výšek, nicméně za cenu trojího zbufferování. Z bláta do louže? Těžko říct, nerad bych se unáhloval. Tohle je nutné si osobně odzkoušet, nicméně je to docela dobrý důvod pro umisťování efektů s elektronickými přepínači do True Bypass smyčky. Ta vám problém s buffery vyřeší, protože je nevidí (v TB smyčce je efekt stále zapnut a buď se vám líbí nebo ne, ale to už není otázka přepínání).
Vícenásobné bufferování signálu se dá přirovnat k tiché poště
Zkreslení bufferů nás trápí mnohem více než u jiných obvodových prvků, protože ho prostě nechceme a neočekáváme. Je pravda velmi malé, ale při zařazení více bufferů za sebe se znásobuje. Velmi pěknou analogii popisuje Andreas z webu
http://www.stinkfoot.se/. Ten přirovnává sérii bufferů, které stojí v cestě signálu k
tiché poště.
Buffer používaný v přepínačích je primitivní, jednotranzistorový prvek, kde výstup kopíruje vstup, přičemž od něj chceme aby:
- udržoval hlasitost
- posiloval energii signálu
- neovlivňoval signál nijak jinak
Od bufferu tedy nechceme žádné zkreslení tvaru signálu, chceme maximálně věrně přenesený signál ze vstupu na výstup.
Jenže signál nejde ze vstupu na výstup kusem drátu, ale skrz polovodičový prvek a to navrch ne přímo. Na vstupu tranzistoru se detekuje příchozí signál a jeho kopie se
vygeneruje na výstupu. Nejde tedy o přímý přenos, ale o něco jako výrobu kopie podle originálu. Tranzistory jsou nelineární prvky a neumí vytvářet kopie 1:1, ale vždy do svého výtvoru zanesou něco svého, což sice nepožadujeme, ale musíme to akceptovat.
A zde přichází zmíněná analogie: do vstupu bufferu přichází signál - vstup pošeptá jeho parametry výstupu a zadá výrobu jeho kopie - výstup ale neslyší perfektně a vyrábí proto kopii lehce zdeformovanou. Tuto kopii pak posílá na vstup dalšího bufferu. Jeho vstup opět pošeptá parametry výstupu a ten ji vyrobí - ale zase lehce zdeformovanou. Takže dojde k deformaci již deformovaného signálu. A tak dále. Jako v případě tiché pošty - čím více dětí si posílá zprávu šeptem kolem třídy tím méně výsledná zpráva připomíná originál.
S přibývajícími efekty roste i šum v čistém kanálu
To ale není všechno, v efektech přepínaných elektronicky může jít čistý signál nejen přes haldu bufferů, ale také přes další aktivní prvky. A to všechno dohromady nejen deformuje signál, ale také zásadně zesiluje šum. Příklad poskytuje Jack Orman na svých geniálních informačních stránkách
http://www.muzique.com.
Máme za sebou zapojené čtyři efekty: BD-2 Blues Driver, AC-2, CE-2 chorus a DM-3 echo.
Všecny jsou ve vypnutém stavu. Čtyři efekty nejsou nijak mnoho, ale tyhle jsou všechny přepínané elektronicky a z hlediska průchodu čistého zvuku nám stojí v cestě pěkných pár elementů:
BD-2: 3 buffery
AC-2: 2 buffery
CE-2: 1 buffer a 2 operační zesilovače
DM-3: 2 buffery a 2 operační zesilovače
---------------------------------------
Sečteno, podtrženo -
8 bufferů a 4 operační zesilovače v cestě čistého signálu :)). No panečku, a to jde jen o 4 krabičky. Každý z těchto obvodů nám deformuje signál, zvyšuje hladinu šumu a do jisté míry filtruje výšky. Jak říká Orman - buffery jsou v pořádku, pokud se používají účelně.
Takže závěrečné hodnocení elektronických přepínačů vypadá takto:
- jsou spolehlivější než mechanické přepínače
- jsou naprosto tiché
- útlum signálu na kabelech je kompenzován bufferováním
- zavádějí parazitní součástky do cesty čistého signálu a tím deformují zvuk
- zavádějí do čistého kanálu šum a to především máme-li jich více za sebou
- některé tyto systémy "kradou" ze signálu výšky stejně jako nejjednodušší SPDT přepínání
- nefungují z hlediska úplného odstavení efektu z cesty signálu stejně dobře jako True Bypass, protože nefungují na bázi úplného přerušení obvodu, ale na bázi vložení obřího odporu do cesty signálu.
- nepropouští signál není-li efekt pod napětím
Podobné články:
True Bypass a další přepínací systémy I (SPDT přepínání)
True Bypass a další přepínací systémy II (SPDT ala Pete Cornish)
True Bypass a další přepínací systémy III (DPDT neboli True Bypass)
