Гитарная электроника для музыканта с паяльником. О питании гитарных педалей

Всем музыкальным датагорцам привет!
В предыдущей статье мы разобрались с тем, как гитарная педаль устроена, какие имеет анатомические хитрости. А чем же питать примочку и почему батарейка не выход?

↑ Почему не подходит батарейка

«Крона» всем хорошо известна и купить её можно, как говорится, на каждом шагу. Но батарейки имеют неприятное свойство разряжаться в самый неподходящий момент. Как несложно догадаться, в случае с гитарными примочками этот неподходящий момент наступает на концертах и репетициях (или непосредственно перед ними). Нервов вам такие ситуации не прибавят, а они у вас не казенные, нервы надо беречь.
Кроме шуток, отлаживать конструкцию, используя в качестве источника питания батарейку тоже не очень-то удобно: по мере возни с макетом батарейка будет разряжаться, а параметры схемы — плыть. Это не есть хорошо, создавать себе такие проблемы не стоит. Но если на стадии макетирования и отладки вполне законно использовать лабораторный блок питания (он же у вас есть, я надеюсь?), то таскать его с собой на реп. точки и концертные площадки по меньшей мере неразумно.

Справедливости ради надо отметить, что батарейное питание имеет один несомненный плюс. Если каждая примочка в вашей цепи эффектов питается от своей отдельной батарейки, у вас получается полноценная развязка по питанию. Это очень хорошо! Никакие фильтры и прочие ухищрения не помогут так, как реально раздельные источники питания, при борьбе со всевозможными самовозбуждениями (по цепям питания), шумами, наводками, пульсациями и прочими прелестями, которые нередко выскакивают из общих цепей, аки чёртик из коробочки. Более того, тот ток, который вадаёт батарейка, разумеется, не имеет никаких артефактов выпрямленного переменного тока осветительной сети.
Но эти плюсы полностью перекрываются как вышеозначенным разрядом батареек не ко времени, так и возможными спецэффектами при этом (например, всё может вполне продолжать работать, но с потерей динамического диапазона, громкости, ненужными искажениями и даже свистом от самовозбуждения схем).

↑ Наш выбор — блок питания!

Итак, мы совершенно точно приходим к выводу, что нам нужен блок питания. Причём, он вовсе не должен быть навороченным. В большинстве случаев нам хватит одного единственного напряжения в 9В. Бывают, конечно, примочки и с другим напряжением питания, например, 12В или 18В, бывают даже монстры на 24В, но это редкости (18В — это чаще всего вообще что-то древнее из 1960-х или 1970-х годов).

В теории всё с блоками питания просто и понятно. От них требуется выдавать нужный ток и нужное напряжение в идеально чистом виде. Без шумов и пульсаций. Но посколько ничего идеального в нашем мире нет, мы можем только приблизиться к идеалу. Вопрос в том, приблизились ли мы к нему в практически достаточной степени.

К чему вся эта философия? К тому, что с такой элементарной задачей, как девятивольтовый блок питания для примочки, на удивление плохо справляются очень многие производители. Причём, дело тут не в технической сложности. Подходящий для гитарных педалей блок питания элементарен. Дело всё в том, что по-русски называется халтура.

Обычно начинающий гитарист, купив первую примочку и посадив пару-тройку Крон (а если в педальке у него активный байпас, сделать это можно довольно скоро), задумывается о покупке блока питания (их ещё иногда по старинке называют адаптерами). После этого наш гитарист идёт в первый попавшийся магазин, в котором блоки питания вообще могут быть и покупает некое восточноазиатское изделие за минимальную сумму. Подключив его к примочке, гитарист обнаруживает, что примочка, которая с батарейкой работала отлично, с блоком питания дико фонит. Отчего это происходит? К сожалению, в наши времена в продаже имеется огромное количество блоков питания, построенных по схеме из учебника: трансформатор, диодный мост, сглаживающий конденсатор. И ведь даже в учебнике, в котором обычно всё гораздо лучше, чем в реальной жизни, сказано, что полностью победить пульсации выпрямленного напряжения такая схема неспособна. А уж стабилизировать напряжение, чтобы оно было именно таким, как нам надо, она не сможет в принципе.

Но это классические трансформаторные блоки питания. А есть ещё импульсные. Обычно у них всё хорошо со стабилизацией напряжения, а никакого фона от пульсаций, как линейные блоки питания они вообще не дают. Вернее, дают свой особый фон в области сверхзувоквых частот, что никаким ухом услышать не получится. Но эти высокочастотные шумы могут порождать много других проблем, например, приводить к ложным срабатываниям цифровых схем или самовозбуждениям схем аналоговых. Нередко они становятся заметны, как и пульсации недосглаженного напряжения трансформаторных блоков питания, при питании такими блоками хайгейн перегрузов.

В защиту импульсных блоков питания надо сказать, что они чаще бывают адекватного качества, чем классические линейные, тем не менее, даже в хороших дорогих моделях полностью побороть шумы удаётся не всегда. И в любом случае, рекомендовать их к повторению особого смысла нет: устроен импульсный блок питания довольно сложно, да и с шумами намучаетесь сильнее, чем с гулом от обычного трансформаторного источника. Разве что, найдёте в продаже действительно качественный «импульсник». Но это уже не про самоделки, а мы-то про них.

Самое удивительное во всём этом даже не то, что многие производители так халтурят с такой, казалось бы, элементарной задачей. Удивительно то, что делают это нередко именитые производители (не будем показывать пальцем). А так же то, что и в музыкальных магазинах часто продаются блоки питания, которые близко не годятся для питания гитарных педалей. Даже не брендовая халтура, а просто непонятно что.

Итак, эмоции излили. Давайте переходить к схеме.

↑ Самодельный блок питания для гитарной примочки

Как упоминалось выше, обычный трансформаторный блок питания штука несложная, даже если он не просто блок питания, а ещё и стабилизатор напряжения. В былые времена такие схемы собирали на транзисторах и выглядели они примерно так (простейший случай):

Тут мы имеем всё необходимое: трансформатор, который понижает сетевое напряжение (220В) до необходимого уровня; выпрямитель, который делает пониженное переменное напряжение условно постоянным (пульсирующим); фильтр, который сглаживает пульсации выпрямленного напряжения; стабилизатор, который компенсирует непостоянство напряжения на выходе блока питания (оно ведь зависит как от напряжения в осветительной сети, так и от нагрузки, подключённой к выходу блока питания.

Однако, такая схемотехника морально устарела ещё несколько десятилетий назад и сейчас имеет ценность скорее историческую и образовательную, нежели техническую. Вернее даже, это относится к стабилизатору из приведённой схемы. Он имеет ряд недостатков. Дело в том, что стабилитрон (VD2 в схеме) — не самый лучший источник стабильного напряжения, во всяком случае, если применять его настолько «в лоб». Гораздо лучше работают схемы стабилизации напряжения с обратной связью (когда происходит постоянный контроль напряжения на выходе стабилизатора и схема как бы подправляет его в зависимости от просадок). В случае же с нашим решением на стабилитроне, напряжение на выходе схемы будет стабильным довольно условно (лучше, конечно, чем совсем без стабилизатора, но далеко от идеала). Так же, в этой схеме нет никакой защиты от короткого замыкания на выходе. Разумеется, короткое замыкание — это авария, а не нормальный режим работы, тем не менее, как-то к нему подготовиться надо. Не менять же после каждого КЗ выгоревший силовой транзистор.
Конечно, транзисторные стабилизаторы напряжения применяются и в наши времена, но делаются по многократно более сложным схемам, что оправдывается возможностью, например, ввести в прибор защиту от короткого замыкания, плавную настройку выходного напряжения (и тока), добиться хорошей выходной мощности и хорошей стабилизации… В общем, как вы могли уже догадаться, применяются такие схемы в лабораторных источниках питания. Городить подобный огород для питания примочек смысла не имеет, получится долго, дорого, трудно и крупногабаритно.

К счастью уже довольно давно разработчики микросхем придумали как упихать схему стабилизатора напряжения (к слову, гораздо более качественную, нежели на рисунке выше) в небольшой корпус.
Речь идёт, разумеется, об ИМС стабилизаторов напряжения серий 78ХХ и 79ХХ. Нас будет интересовать серия 78ХХ, потому что нам нужна стабилизация положительного напряжения (серия 79ХХ отвечает за стабилизацию отрицательного напряжения). Поскольку, как вы увидите в следующих статьях, большинство схем гитарных примочек построены с общим минусом, а значит стабилизировать нам надо питание по положительной шине.

Более того, нам изо всей серии этих стабилизаторов будет нужен только один, девятивольтовый в корпусе ТО-220:

Производитель приводит следующие параметры:
— выходное напряжение: 9В
— максимальный ток нагрузки: 1,5А
— максимальное входное напряжение: 35В
— рабочая температура: 0…+125 гр. Цельсия

Что тут можно сказать? На морозе и в жерле вулкана (если судить из диапазона рабочих температур) работоспособность этой штуки не гарантирована, конечно, но для обычных случаев хватит. Тем не менее, есть нюанс. Дело в том, что принцип работы таких стабилизаторов прост донельзя, на вход им поступает некое напряжение и микросхема просто «срезает» всё, что выше необходимого напряжения на выходе. Вот тут, как говорится, собака-то и порылась. Куда девается всё «срезанное»? Разумеется, наращивает энтропию во вселенной, приближая её тепловую смерть… то есть, воздух греет. При большой разнице между входным и выходным напряжениями, а так же, при приличном потребляемом нагрузкой токе, корпус микросхемы может раскалиться так, что её индивидуальная тепловая смерть наступит много раньше, чем тепловая смерть вселенной. Корпус стабилизатора не выдержит тепловых деформаций и треснет с громким щелчком, а возможно, и с пиротехническими эффектами.
То есть, даже при вроде бы штатных условиях работы (взятых не с потолка, а из даташита) мы можем попасть в ситуацию, когда выйдем за пределы рабочих температур в плюс. Избежать этой неприятной ситуации несложно, просто не нужно подавать микросхеме на вход всё возможное напряжение. Откусть-то она откусит, но прожевать, как говорится, не сможет. Для стабильной работы схемы вполне достаточно, чтобы на вход ИМС стабилизатора подавалось напряжение на 2-4 В больше, чем будет на её выходе. Только имейте ввиду, что запас в 2В — это впритык, лучше всё же вольта 4. То есть, если мы берём девятивольтовый стабилизатор, нам вполне достаточно подавать ему на вход 13В. Причём, вовсе не обязательно, чтобы трансформатор выдавал именно столько переменного напряжения. После его выпрямления постоянное напряжение на выходе выпрямителя будет (округлённо) в 1,4 раза больше. Значит, грубо прикинув в уме без помощи калькуляторов и прочих абаков, мы можем сделать вывод, что трансформатора Вольт на 10 нам хватит.
Конечно, можно подстраховаться и взять побольше. Ведь и напряжение в осветительной сети может несколько отличаться от 220В даже и в меньшую сторону. Но меру знать надо. Борщить с запасом не стоит, пожалейте микросхему.

Так же, отдельно стоит сказать про допустимый ток. В даташите гордо указано целых 1,5А. Это, конечно, круто, но это прямо-таки потолок. Вообще имейте ввиду, насчёт даташитов — в них как предельные указываются вовсе не те параметры, при которых прибор будет пыхтеть и кряхтеть, но сносно работать, а те, при которых он будет на последнем издыхании, но ещё не почит в бозе. Поэтому всегда делайте отступ от них в нужную сторону (процентов на 10…20). Итак, о токе. Полтора ампера — это совсем не тот ток, который наш стабилизатор сдюжит просто так. Тут нужен радиатор. Причём, хороший. К счастью, и нам такой ток вряд ли понадобится. Ведь большинство гитарных овердрайвов, бустеров, дисторшнов и прочих фуззов «кушают» порядка нескольких миллиампер, максимум, пару десятков миллиампер (нередко индикаторный светодиод потребляет больше самой схемы). Самые «прожоривые» из гитарных примочек, это всевозможные цифровые дилеи, ревербераторы, цифровая модуляция. У таких монстров ток потребления может составлять 100…300мА. По счастью, если в вашей цепи эффектов и затесается 2-3 овердрайва, то несколько дилеев у вас там будет с исчезающе малой вероятностью (разве что, вы серьёзно увлечётесь шугейзом).

↑ Раздельное питание. Или о правильном подлючении нагрузок

Помните, где-то в начале, когда я аргументировал против батарейного питания, там затесался и один его плюс? Речь о полном разделении устройств по питающим цепям. Так вот, в случае с питанием по принципу одна примочка — одна батарейка это получается само собой. В случае с блоком питания придётся ухищряться.
В простейшем случае мы просто будем подключать несколько примочек к одному стабилизатору. Это делают, как правило, с помощью специального разветвителя. Причём, такие кабели бывают двух типов:

Это первый вариант. И он плохой.

И второй вариант, правильный:

Первый вариант плох тем, что устройство, подключённое в крайний левый штекер, окажется как бы дальше всего от блока питания (с точки зрения длины проводов). Конечно, если речь идёт о таких маломощных штуках, как гитарные примочки, то тут, казалось бы, ничего страшного нет. Блок питания имеет хороший запас по току, провода в этом кабеле, всё же не нихромовые и особых падений напряжения в них не будет… Всё так, но реальность вносит нюансы. Небольшое падение напряжения есть даже в таких проводах. Питание примочек от одного источника и так чревато появлением пресловутых земляных петель. Вкратце, это когда по земляному проводнику у вас получаются «лишние» соединения и в сигнальные цепи начинает просачиваться всякое странное из цепей питания (подробнее рекомендую ознакомиться с этой темой самостоятельно). А если длина что питающего, что земляного проводника у вас ещё и разная относительно разных приборов, то эти самые земляные петли могут привести к неожиданным эффектам. Обычно они проявляются в невесть откуда взявшемся шуме, гуле (как будто блок питания плохо фильтрует пульсации выпрямленного напряжения), писке или постукиваниях (самовозбуждение). Последнее особенно забавно — будто в цепи эффектов поселился барабашка. Забавно… но вовсе нам не нужно.
Так вот, если вы питаете свои примочки от одного стабилизатора, вы и так можете собрать все эти неприятности, а если вы пользуетесь подобным разветвителем, ваши шансы на неприятности многократно увеличиваются.
Достоинство такого разветвителя, в сущности, одно — одинаковые расстояния между штекерами, что удобно при компановке примочек больше трёх-четырёх штук.

А чем же лучше второй разветвитель? Тем, что у него все провода питания одной длины и расходятся из одной точки. Это самый правильный способ подключения нескольких нагрузок к одному источнику питания. Так они получаются условно независимо запитаны. Условно, потому что блок питания всё же один, но зато контур питания у каждой нагрузки свой, по которому бегает только её собственный ток потребления. Так шансы, что какая-то другая нагрузка «нагадит» в питание уменьшаются. Вернее, уменьшается эффект от этого несчастья.

Давайте немного абстрагируемся и ещё раз поясним вышеизложенное схемой:

Вариант 1) — плохой, а вариант 2) — хороший.
Не то, чтобы вариант два устранит земляные петли. Они так и так получатся при питании нескольких примочек от одного источника, но этот вариант хотя бы минимизирует негативные эффекты от них, а при некоторой удаче даже сведёт их к пренебрежимо малому на практике уровню. Бывает, разумеется, и так, что даже использование плохого варианта подключения обходится без негативных эффектов. Например, если в разветвителе использован достаточно толстый провод, сопротивление его мало и падение напряжения ничтожно, а сами примочки крайне мало чувствительны к качеству питания. Да, так случается. Мы просто компенсировали несовершенство схемы качеством материалов. И тем не менее, я бы рекомендовал не рисковать и использовать технически верные решения. Лучше сразу делать нормально, чем потом плясать с бубном, искать такой «волшебный» порядок примочек, при котором всё работает без магии, а в итоге махнуть на всё это рукой и всё равно переделывать.

Как вы могли понять, разветвители, конечно, штука не очень правильная (хотя и рабочая) и подключать примочки к блоку питания надо как-то ещё. Поэтому давайте перейдём к схемотехнике и заодно разберёмся как же нам разделить нагрузки технически грамотно.
Но для начала рассмотрим полную схему простейшего блока питания на современной элементной базе.

↑ Практическая схема блока питания

Долго ли, которко ли (да, я сам знаю, что долго), но мы добрались до практической схемы блока питания.

Итак, если вы решили всё же, что обойдётесь разветвителем и вам не нужен блок питания с наворотами, то вам будет достаточно следующей схемы (в любом случае, плясать мы будем от неё):

Тут у нас есть всё минимально необходимое:
— трансформатор TR1
— предохранитель FU1 (безопасность превыше всего)
— диодный мост VD1-4 (выпрямитель)
— резистор R1 и светодиод HL1 (индикатор включения)
— конденсаторы С1 и С2 (фильтр пульсаций)
— ИМС VR1 (собственно, стабилизатор)
— конденсатор С3 (дополнительный фильтр по выходу стабилизатора)

С трансформатором, предохранителем, диодным мостом, да вообще, со всем, что идёт по схеме левее ИМС стабилизатора, равно как и с ней самой, всё понятно. А зачем ещё какой-то конденсатор после стабилизатора, там же и так стабилизированное напряжение? Всё так. И всё было бы здорово, подключай мы нагрузку непосредственно к выходу стабилизатора. Но на практике у нас между ним и нагрузкой будет ещё провод (вернее, кабель). Любой провод — это сопротивление, пусть и маленькое, а любое сопротивление — это падение напряжения. Конденсатор С3 призван компенсировать этот эффект (на самом деле, в примочке тоже надо ставить конденсатор по входу питания, тогда негативный эффект от собственного сопротивления соединительного кабеля будет сведён к минимуму). Кроме того, надо иметь ввиду, что наша примочка будет потреблять не строго одинаковый ток. Он будет несколько разниться во времени. Во первых, сам звуковой сигнал, с которым работает примочка, переменный. Во вторых, этот сигнал не является просто синусоидой или меандром, вы ведь будете извлекать ноты с разной интенсивностью и длительностью, будут и вовсе паузы. А значит, потребляемый примочкой ток будет плавать. Это эквивалентно изменению сопротивления нагрузки (с точки зрения блока питания). Изменение нагрузки приводит к изменению напряжения на выходе любого источника питания, поскольку его выходное сопротивление конечно (хотя и очень мало). Так вот, конденсатор на выходе стабилизатора нужен как раз для того, чтобы компенсировать те кратковременные просадки напряжения, которые могут иметь место на пиковых нагрузках. А со стабильной работой в среднем справится и сама ИМС.

Однако, давайте пройдёмся и по остальным компонентам нашей схемы, прежде чем переходить к её доработкам, поскольку эти доработки будут сводиться, по сути, к масштабированию схемы.

↑ Из чего же собрать блок питания?

Итак, как упоминалось ранее, всё то, что идёт по схеме до стабилизатора должно, кроме прочего, обеспечить ещё и некоторый запас по напряжению для его нормальной работы. Запаса в несколько Вольт будет более чем достаточно. Напоминаю, что выпрямленное напряжение после диодного моста будет несколько выше переменного напряжения до него (примерно в 1,4 раза, а точнее, в квадратный корень из двух). Значит нам хватит трансформатора Вольт на 10. Однако чаще встречаются трансформаторы на 12В. Кроме того, у вас может заваляться где-то готовый трансформатор, а значит не придётся ничего мотать или покупать. Ориентируйтесь на то, чтобы напряжение на вторичной обмотке трансформатора было не больше 15…17В (а лучше, конечно, меньше), иначе придётся уж слишком много срезать, а это лишние потери и бесполезный перегрев микросхемы.

Ну и, не забываем про ток. Если мы хотим иметь возможность снять на выходе нашего блока питания, предположим, 1А (далее мы будем исходить именно из этого тока, потому что он практически достаточен для большинства случаев), то трансформатор тоже должен выдавать никак не меньше. А лучше даже побольше. Запас можно брать в 10…20%.
Вообще, рекомендацию брать запас в 10…20% вы встретите не раз на страницах технической литературы. Это общий момент, особенно удобный для прикидок в уме, что важно для любителей, которые обычно не делают доскональных рассчётов.

Итого, наш трансформатор должен выдавать напряжение в диапазоне от 10В до 17В и ток примерно в 1,2А. Какую-то конкретную модель тут посоветовать трудно. Различных маломощных трансформаторов (а наш герой именно таков) существует множество видов. Хоть импортных (в основном, китайских), хоть отечественных. Единственное, что брать не стоит, так это сказочные восточноазиатские изделия из самого дешевого сегмента, которые греются даже на холостом ходу. Намучаетесь.
Очень хороши старые советские трансформаторы из транзисторных приёмников. Они хорошо сделаны. Одна беда, обычно они не рассчитаны на необходимый нам ток. Зато на него бывают рассчитаны не менее советские трансформаторы от кассетных магнитофонов. Опять же, сделаны они честно и качественно и несмотря на неказистый внешний вид, работают отлично.

Ещё из старенького можно посоветовать всевозможные трансформаторы серий ТН, ТА, ТАН (накальные, анодно-накальные и т. д.). Они качественно сделаны, имеют удобные крепления (четыре винта) и из имеющихся обмоток, как правило, можно собрать необходимое напряжение. Недостатка два: эти трансформаторы обычно довольно габаритны и ещё они залиты краской намертво, домотать что-то не выйдет. Зато на них полно тех. паспортов в Интернете.
Выглядят эти трансформаторы как-то так:

Так же хорошо подойдут торроиды, коих сейчас много в продаже. В теории они даже лучше, потому что обладают лучшим КПД, но при столь малых мощностях это не особенно важно (разве что, греет чью-то скупую душу). Так же, если вы не собираетесь делать свой блок питания в богомерзком формате чёрного гробика, висящего на розетке, то торроид позволит вам сделать конструкцию небольшой высоты, да и к шасси он крепится всего одним винтом, что удобно. А главное, даже в наше непростое время производится огромный ассортимент подобных изделий. На все вкусы, токи и напряжения.
Торроиды имеют следующий вид:

Ещё есть хорошие трансформаторы серии ТПГ. Это герметичные трансформаторы с монтажом под пайку. Очень удобная штука — можно просто впаять в плату и вообще обойтись безо всяких винтов, ушек и прочего. Ассортимент достаточно широк, есть даже плоские экземпляры.
Внешний вид ТПГ имеют такой:

С трансформатором разобрались. Идём дальше.
А дальше у нас выпрямитель. Он же диодный мост.
Вернее, даже так, чаще всего это диодный мост. Бывают и другие решения, об этом скажем отдельно, а пока пусть будет диодный мост, тем более, что в схеме блока питания у нас нарисован именно он.
Диодные мосты бывают готовые, в виде модуля, но можно собрать эту штуку и из отдельных диодов самому. Тут есть смысл ориентироваться на то, что есть под рукой, если вы имеете дома некоторые запасы радиокомпонентов, или на то, что есть в продаже в местных магазинах. Можно, конечно, и заказать, но ждать уйму времени, пока приедет такая ерунда и ставить из-за этого простейший проект на паузу как-то неразумно.

В принципе, с диодным мостом (равно как и с отдельными диодами) обычно проблем не возникает. Мы должны всего лишь вписаться в допустимый ток и обратное напряжение. Ток у нас, как мы определились, должен быть 1А + запас. Обратное напряжение — не ниже того, которое мы будем выпрямлять. Так как мы выпрямляем очень низкое напряжение, тут проблемы вообще не возникнет. Вряд ли вы сумеете найти диод, который пробьет напряжением в 10…17В.
Изучайте даташиты, прикидывайте по габаритам. Навскидку можно посоветовать (из современных), например, 1N5399 (выпрямительный диод 1,5А х 1000В), 2W10G-E4/51 (диодный мост 2А х 1000В).

Для примера вот картинка с разными диодами, мостами и диодными сборками из авторских запасов:

Если же вам попадётся трансформатор с отводом от середины, вы можете упростить выпрямитель до схемы на двух диодах. Выглядеть она будет так:

Единственный недостаток (или особенность) такого решения состоит в том, что здесь ваши диоды будут выпрямлять не всё напряжение вторичной обмотки, а его половину. То есть, если вы хотите чтобы до выпрямителя у вас было 10В (а после выпрямления уже 14В), то брать надо трансформатор на 20В.
Сейчас такие схемы в классических трансформаторных блоках питания редкость. Диоды и диодные мосты дёшевы и доступны. Более актуальным было такое решение в эпоху господства радиоламп, когда намотать лишние витки в трансформаторе представлялось много проще и дешевле, нежели городить целую кучу выпрямительных ламп.

С выпрямителем разобрались. А дальше у нас фильтр. В нашем случае, это два конденсатора. Строго говоря, можно обойтись и одним — электролитическим. Он отлично справится с подавлением низкочастотных пульсаций и на базовом уровне этого будет вполне достаточно. Но мы же хотим, чтобы наш блок питания работал по настоящему хорошо, значит надо озаботиться и подавлением более высокочастотных пульсаций. Это и всякий шум из невероятно загаженной теперь осветительной сети, в которую включено множество приборов с некачественными импульсными блоками питания. А кроме того, это кратковременные скачки тока (мы говорили о них, когда разбирали назначение фильтра по выходу стабилизатора).

Для фильтра нам понадобится один электролитический (С1) и один неполярный (С2) конденсатор. Требование к ним, по сути, одно. Они должны выдерживать напряжение на выходе диодного моста. Разумеется, с неоднократно упомянутым запасом в 10…20%. Можно, конечно, брать запас и побольше, только учитывайте, что чем выше у конденсатора рабочее напряжение, тем больше и габариты (хотя, реальные размеры конденсаторов на одно и то же напряжение сильно разнятся от производителя к производителю). Итого, если мы имеем на выходе выпрямителя Вольт 12…17В, электролитический конденсатор можно брать на 25В рабочего напряжения (это ближайшее значение в большую сторону). Неполяные конденсаторы ниже, чем на 50В я никогда не встречал, но нам это подойдёт. Во первых, запас отличный, даже избыточный, во вторых, габариты таких конденсаторов всё равно небольшие.
По поводу номиналов С1 и С2 в схеме, следует уточнить, что они довольно условны. Спокойно можно брать больше. Исходите, опять же, из разумных габаритов. Тип неполярного конденсатора тоже значения не имеет. Что плёночный, что керамический, что какой бы то ни было ещё, справятся с подавлением ВЧ-помех одинаково хорошо.

Для примера различные электролитические конденсаторы из авторского загашника:

И неполярные (сверху три плёночных, снизу — керамические):

По поводу конденсатора С3 можно сказать то же, что и по поводу С1 — важно тут лишь рабочее напряжение. Так как наш блок питания будет давать на выходе 9В, ближайшее значение в плюс, это 16В. Запас хороший.

Есть в нашей схеме ещё несколько компонентов, о которых даже и сказать-то особо нечего.
Это, во первых, светодиод HL1 и токограничительный резистор R1. Самое главное, их вообще не обязательно устанавливать. Как вы понимаете, схема будет прекрасно работать и без индикатора питания, просто с ним удобнее. Если уж решили устанавливать, то обозначу лишь пару моментов. Наверное, нет смысла ставить в блок питания огромный светодиод, разве что вы имеете специфические понятия о прекрасном. Вполне подойдёт светодиодик диаметром 3…5мм. Номинал резистора указан в схеме приблизительно и может лежать в диапазоне 1,5…10кОм — любой современный светодиод будет светиться с таким токоограничивающим резистором достаточно ярко.
Во вторых, это сам стабилизатор 7809. Казалось бы, это же суть всей схемы. Да, всё так. Но дело в том, что эти стабилизаторы выпускает безумное количество производителей. Различаются их детища только буквенными индексами перед числовым кодом. Из небольших отличий стоит упомянуть теплоотводящий фланец. Он бывает металлический (медный с покрытием) и покрытый пластиком. Первый предпочтительнее, особенно, если вы собираетесь поставить микросхему на радиатор. Так же, у стабилизатора 7809 есть отечественный аналог с мозгоразрывающим названием КР142ЕН8А. Но он хуже по качеству и уже довольно редко встречается (во всяком случае, в продаже).

Распиновка стабилизатора крайне проста:

Остался у нас только предохранитель. В принципе, его можно вообще не ставить. Но с ним правильнее. Так как ток первичной обмотки у нас будет крайне мал (порядка нескольких десятков мА), то и предохранитель на большой ток не нужен. Единственный затык тут состоит в том, чтобы при включении блока питания в сеть, когда сначала у нас будут кратковременно заряжаться фильтрующие конденсаторы, предохранитель сдюжил. Суть в том, что незаряженный конденсатор аналогичен короткому замыканию и ток его заряда многократно выше номинального рабочего тока прибора. Это нормально, просто надо выбрать предохранитель так, чтобы он и при включении в сеть не сгорел от зарядных токов конденсаторов и в случае короткого замыкания сработал, а не делал вид, что он стойкий оловянный солдатик.
В нашем случае подойдёт предохранитель на 250…500мА.

↑ А как улучшить наш блок питания?

Для того чтобы блок питания был совсем правильным, нам надо, как уже говорилось, всего лишь масштабировать рассмотренную схему. То есть, так или иначе развязать нагрузки (наши примочки) по питанию. И проще всего сделать это с помощью дополнительных фильтрующих конденсаторов:

Как видите, проще некуда. Мы всего-лишь ставим по выходу стабилизатора по одному фильтрующему конденсатору на каждую нагрузку. На схеме это С3 и С4. То есть, схема у нас нарисована на две нагрузки (для простоты). Это самый элементарный способ разделения нагрузок. Он, конечно, хуже полноценной развязки, но гораздо лучше просто кабеля-разветвителя. Немного улучшить такую схему можно, продублировав С3 и С4 неполярными конденсаторами (так же, как С1 продублирован С2), тогда мы кроме развязки ещё потенциально сможем подрезать какие-нибудь шумы, могущие приходить из отдельных примочек в цепи питания.

Но это, конечно, простейшее решение. Давайте его улучшим, но не отсекая всё лишнее, а наоборот, дополнив:

Как видите, здесь нагрузки уже подключены совсем иначе. А именно, каждая из них запитывается от своего отдельного стабилизатора (КАНАЛ 1 и КАНАЛ 2 на схеме). А вот фильтр С1С2 у обоих стабилизаторов общий. Только ёмкости конденсаторов в нём мы увеличили, чтобы он лучше справлялся с питанием отдельных каналов (в сущности, это перестраховка).
Да, обратите внимание, маркировка стабилизаторов у нас тут другая. Раньше мы говорили про стабилизатор 7809, а тут нарисовался некий 78L09. Это не ошибка и не опечатка. 78L09 — младший брат стабилизатора 7809, рассчитаный на ток 0,1А. Предполагается ведь, что мы используем всё тот же трансформатор на ток в 1А, значит снять с каждого отдельного канала весь этот Ампер мы не сможем, а тогда нет смысла использовать полноценный мощный стабилизатор, можно обойтись чем-то попроще-полегче. Но разумеется, если вы хотите иметь более мощные по току выходы каналов, используйте трансформатор на больший ток и ставьте в схему стабилизаторы 7809.
Так же, если вам всё же понадобится выход на напряжение отличное от 9В, а выпрямитель позволяет его получить, вы можете сделать отдельный канал на требуемое напряжение, просто поставив в него какой-то другой стабилизатор, например, 78L12 (если требуется 12В). Получается очень удобно: трансформатор один, а выходы стабилизаторов на разные напряжения. И при этом они совсем друг другу не мешают!

Кстати, ИМС серии 78LХХ выглядят вот так:

Как видите, корпус компактный (ТО-90), такой же, как у многих современных транзисторов. Выпускаются, эти стабилизаторы, так же, как и их старшие братья 78XX на различные напряжения (5В, 9В, 12В и т. д.).

Итак, мы подошли к самому правильному (но и самому громоздкому) способу развязки нагрузок. А именно, к схеме с полностью раздельными каналами питания. Это схема с так называемой гальванической развязкой:

Как видите, идея простая. Мы просто берём нашу изначальную схему и трансформатор с несколькими (на схеме — двумя) вторичными обмотками. К каждой из обмоток подключён отдельный полноценный блок, выполняющий функции понижения, выпрямления, сглаживания и стабилизации постоянного напряжения. Единственная связь между этими отдельными блоками при таком решении — магнитная, через обмотки трансформатора. Гальванически (то есть, в смысле электрического контакта) они полностью развязаны между собой. Считай, отдельные источники питания!

Однако, не всё тут так хорошо, как могло показаться. Да, в теории всё круто, развязка лучше некуда. А на практике мы получаем какой-то монструозный трансформатор. Ведь нет смысла так ухищряться ради питания двух-трёх примочек, хотя бы какой-то смысл подобный источник будет иметь при питании большого количества (7…10 и более) педалей, причём, сильно разных. Предположим, чувствительного к качеству питания хайгейн перегруза, мощного процессора пространственных эффектов, многочисленных модуляций и тому подобных изысков. А в таком случае и вторичных обмоток нужно столько, что готовый трансформатор вы гарантированно не найдёте.

Что тут можно посоветовать? Промежуточный, практически удобный и вполне законный вариант — использовать несколько малогабаритных трансформаторов с одной-двумя вторичными обмотками. Канонический вариант — самостоятельно соорудить (или доработать имеющийся) трансформатор с необходимым количеством вторичных обмоток. Но ни тот, не другой вариант не спасёт вас от избыточных габаритов и сложности такой конструкции.
На практике это всё абсолютно ни к чему. Опыт показывает, что нередко вполне хорошо работают даже простейшие разветвители, описанные ранее. Просто вероятность всевозможных неожиданностей с ними выше. А компромиссным практичным вариантом будет блок питания с развязкой каналов через стабилизаторы. Тот, что мы рассмотрели выше. Да, проблема не вполне корректной земли в нём никуда не делась (в отличие от схемы с гальванической развязкой), но отделение каждой нагрузки от фильтра через свой собственный стабилизатор на практике отлично решает 146% проблем с питанием и паразитными связями по нему.

В общем, рекомендую вам десять раз подумать, прежде чем браться за такую избыточную конструкцию. Мы её рассмотрели скорее в качестве примера того, что верно в теории. Ну и как вариант максимально правильного решения для максимально серьёзных случаев.
Не усложняйте себе жизнь сверх меры, друзья!

↑ В заключение

В настоящей статье мы рассмотрели вопросы питания гитарных примочек. Даже немного посетовали на несовершенство современных изделий промышленного производства. В общем, и польза и душу излили. Если честно, я не уверен, что тут стоит предлагать какую-то готовую печатную плату. Всё-таки, и имеющиеся у вас компоненты и ваша техническая задумка в плане реализации блока питания могут быть крайне разнообразны.
А вдруг, вы всё же решите собрать полностью гальванически развязанного монстра. Ух!

В следующей статье мы перейдём к первому практическому устройству — гитарному бустеру. Спойлер: вы узнаете, что чем схема проще, тем она сложнее, а так же, что один единственный транзисторный каскад тоже может творить чудеса.

↑ Пример реализации

Продолжение следует!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

Трансформатор R-core 30Ватт 2 x 6V 9V 12V 15V 18V 24V 30V

Паяльная станция 80W SUGON T26, жала и ручки JBC!

Отличная прочная сумочка для инструмента и мелочей

Хороший кабель Display Port для монитора, DP1.4

---

Конденсаторы WIMA MKP2 полипропилен

Трансформатор-тор 30 Ватт, 12V 15V 18V 24V 28V 30V 36V

SN-390 Держатель для удобной пайки печатных плат

Панельки для электронных ламп 9 пин на плату, керамика

---