Привет, Хабр! Знаете, какую педаль использовал Дэвид Гилмор в классических альбомах The Wall и Animals группы Pink Floyd?

Он играл на своём знаменитом Чёрном Стратокастере, который впоследствии продаст Джеймсу Ирсею почти за четыре миллиона долларов, через транзисторную версию педали Big Muff Pi от компании Electro-Harmonix. Один из её вариантов мы сегодня спаяем и послушаем.

▍ Голова барана

Big Muff Pi, которым пользовался Дэвид Гилмор в своём бессмертном соло Comfortably numb, (что переводится с английского как «Комфортно онемевший»), имел три ручки регулировки громкости, сустейна и тона, расположенные на одной прямой линии.



Правый нижний угол верхней панели педали украшал логотип Electro-Harmonix, представляющий собой карикатуру на основателя компании Майка Мэтьюза. Этот логотип, а вместе с ним и данную версию педали, прозвали «Головой барана», The Ram`s head. Хотя лично мне он всегда напоминал скорее голову задумчивого льва и ассоциировался с чем-то зодиакальным, космическим и творчески вдохновенным.

▍ Загадочные транзисторы FS36999

Схема эффекта построена на четырёх транзисторах структуры NPN с маркировкой FS36999. Такое буквенно-цифровое обозначение не встречается больше нигде. Оно не найдено ни в одном сохранившемся справочнике, схеме или устройстве.



Секрет подозрительно длинного наименования загадочного транзистора на самом деле прост. Как и многие другие (если не сказать все) производители гитарных педалей и усилителей, Майк Мэтьюз начинал свой путь с реверс-инжиниринга продукции конкурентов и постоянно возвращался к этому занятию.


Потому когда в 1969 году они с Бобом Майером изобрели свой инновационный фуз-дисторшн-сустейнер, Майк и Роберт прекрасно понимали, что их изделие моментально скопируют.


Что и случилось. Big Muff Pi клонировали все, начиная от местных мастеровых, известных только узкому кругу проживающих поблизости музыкантов, до японской компании Ibanez, замаскировавшей первоисточник своего изделия при помощи названия «Овердрайв».

Чтобы затруднить копирование инновационной схемы, Мэтьюз и Майер воспользовались сильной зависимостью звучания от параметров транзисторов. Они приобрели транзисторы 2N5133 производства Fairchild, стёрли с них заводскую маркировку и нанесли загадочный код FS36999.



В результате реверс-инженерам пришлось перебирать разные транзисторы и пытаться подстраивать параметры схемы под имеющиеся транзисторы для получения желаемого звучания.

В среде ценителей Big Muff Pi этот «гилморовский» вариант схемы с транзисторами FS36999 получил название Violet Ram's Head — «Фиолетовая голова барана», хотя он встречается в педалях с не только фиолетовой, но и красной, чёрной и двухцветной шелкографией. На педалбордах Дэвида Гилмора была замечена именно двухцветная шелкография с красной центральной надписью и чёрной краской по краям.



Также на платах версии Violet Ram's Head с FS36999 построена педаль Marveltone Distortion Sustainer. Это не пиратские клоны, а продукты контрактного производства компании Electro Harmonix для дистрибьюторской сети музыкальных инструментов Targ & Dinner. Сеть была основана в 1920 году в Чикаго, штат Иллинойс, и кроме Marveltone, владела брендами SS Maxwell, Olympian, Arch Kraft и Biltmore.

▍ Атака клонов

Сегодня так делает, например, компания Joyo для бренда Harley-Benton немецкого музыкального гипермаркета Thomann.



Педали различаются только логотипом, причём применительно к серии имитаторов культовых ламповых усилителей схемы полностью заимствованы у предусилителей SansAmp компании TECH21 NYC.

• Схема Joyo American Sound скопирована с SansAmp Blonde и моделирует усилители Fender.
• Joyo California Sound — клон SansAmp U.S.Steel, имитирующего звучание Mesa Boogie.
• Joyo AC Tone — копия SansAmp Liverpool по мотивам усилителей VOX.
• Joyo Oxford Sound повторяет оранжевую педаль SansAmp Oxford, подражающую фирменному звуку Orange.
• А Joyo Brirish Sound копирует SansAmp British, что означает, конечно же, Marshall. Именно эта компания стала пионером в создании педалей с характером усилителя, и именно звучание Marshall все пытаются повторить в первую очередь. Потому что не кто-нибудь, а Marshall в своё время сделал рок тяжёлым. Marshall звучит на сотнях культовых альбомов и остаётся любимцем гитаристов и продюсеров даже сегодня, когда выбор самых разных усилителей просто огромен.

Дальше — больше. Китайская компания Ammoon просто скопировала изделия своих соотечественников из Joyo, изменив только шрифт надписей, а их коллеги из Caline поступили более креативно, снабдив верхние панели всё тех же клонов своего производства прикольным художественным оформлением.



Таков сложный и многообразный мир гитарного педалестроения. По неписаным законам его «светлой стороны», осуждается тупое копирование чужих разработок, если они не успели стать классикой.

Зато если в устройстве или инструменте есть модификации, даже небольшие, и они принесли какому-нибудь музыканту вдохновение на новое творчество, то значит, на свет родился новый инструмент или эффект, создатель которого достоин уважения и денег, которые музыканты платят за его продукцию.

▍ Особенности схемы

Итак, на схеме «Фиолетовой бараньей головы» мы видим четыре каскада на кремниевых транзисторах структуры NPN. Для конца 1960-х — начала 1970-х годов в США это было уже не инновацией, а нормой. Для сравнения, старт производства серийных электронных устройств на знаменитом эпитаксиально-планарном транзисторе КТ315 в СССР приходится на 1968 год.



Все четыре транзистора включены по схеме с общим эмиттером, обеспечивающей усиление и тока, и напряжения. Майк Мэтьюз всегда стремился экономить компоненты, потому не стал применять эмиттерные повторители на входе или выходе.

От каждого из транзисторов нужно было получить усиление. Входной предусилитель на Q1 поднимал амплитуду сигнала гитары. Далее следовали два каскада перегруза на Q2 и Q3, а затем выходной усилительный каскад на Q4, компенсировавший потерю амплитуды на темброблоке.

Отметим, что вход темброблока соединён по постоянному току с землёй схемы через два резистора по 39 килоом по краям и потенциометр на 100 килоом посередине.

Обычно, когда мы подключаем такой схемотехнический узел на выход однотактного каскада, не являющегося повторителем, мы делаем это через конденсатор достаточно большой ёмкости, чтобы развязать цепи по постоянному току и при этом избежать потери высоких частот.

Но экономный мистер Мэтьюз опробовал схему без конденсатора и убедился в том, что она прекрасно работает и в такой конфигурации. Суммарное сопротивление двух постоянных и одного переменного резистора составляет 178 килоом, что более чем на порядок превосходит 15 килоом в коллекторной нагрузке транзистора.

Сопротивление резисторов авторежима в эмиттерной цепи, предназначенных для температурной стабилизации каскада, у первых трёх транзисторов в версии Violet Ram's Head одинаковое, и составляет 100 Ом.

Можно было бы повысить коэффициент усиления переменного напряжения, зашунтировав эти резисторы конденсаторами. Но чтобы не вызывать крайне нежелательного подъёма амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) в области высоких частот, эти конденсаторы должны иметь значительную ёмкость.

То есть, быть относительно дорогими по тем временам электролитическими, либо ещё более дорогостоящими и к тому же крупногабаритными плёночными или бумажными. А мы с вами уже знаем, что большой босс на тот момент маленькой компании EHX Майк Мэтьюз очень не любил лишних расходов, особенно на конденсаторы.

Наверное, во многом благодаря деловой хватке основателя, его компания из маленькой стала со временем большой, а не обанкротилась и не была поглощена гигантами, как случилось с большинством конкурентов.

Зато маленький конденсатор на 470 пикофарад — вещь недорогая, и она прекрасно обеспечивает отрицательную обратную связь (ООС) по высокой частоте (ВЧ) между коллектором и базой транзисторов в трёх первых каскадах.

При переходе с германиевых транзисторов на кремниевые эта ООС по ВЧ позволяла избежать режущих ухо визгливых и скрипучих тембров, а также свистов самовозбуждения при сохранении сложившейся и ставшей традиционной схемотехники.

Делители смещения базы в трёх первых каскадах «Фиолетовой бараньей головы» образованы верхними резисторами на 470 килоом и нижними на 100 килоом. Причём эти делители подключены не к плюсу питания, а к коллекторам транзисторов, что создаёт отрицательную обратную связь и снижает коэффициент усиления, зато повышает стабильность работы каскада при изменении температуры и снижении питающего напряжения при разряде 9-вольтовой батарейки, которую мы называем «Крона».

И наконец, в цепях ООС второго и третьего каскадов имеются ограничители на встречно-параллельных парах кремниевых диодов, подключённые через конденсаторы на 0.1 микрофарад. Они не влияют на режим каскада по постоянному току, зато срезают верхушки сигнала, что и требуется от всех гитарных овердрайвов, дисторшнов и фузов.

▍ Фирменный темброблок

Регулятор тона педали EHX Big Muff Pi выполнен в виде потенциометра с одной ручкой, как и у подавляющего большинства гитарных эффектов, особенно винтажных. Лишние крутилки — это увеличение стоимости, которое в те старые добрые времена было особенно ощутимым.

Зато здесь этот единственный потенциометр тона подключён не просто последовательно с конденсатором, как в темброблоках большинства электрогитар и многих педалей, а является кроссфейдером между высокочастотной и низкочастотной составляющей сигнала.

То есть поворот ручки тембра против часовой стрелки не просто срезает высокие частоты, а ещё и добавляет басы. И наоборот, вращая регулятор по часовой стрелке, мы срезаем басы и добавляем высокие частоты. Так гораздо интереснее и функциональнее.

Более того, крайние выводы потенциометра не просто подключены к выходу фильтра высоких частот (ФВЧ) и низких частот (ФНЧ). Через сопротивление этого потенциометра эти две частотнозависимые RC-цепочки взаимодействуют между собой.

Благодаря этому, в среднем положении ручки тона получается ощутимый провал средних частот, который так необходим для убедительного звучания тяжёлых риффов на ритм-гитаре.

Поэтому схема темброблока Big Muff Pi экстремально полюбилась гитаристам и создателям оборудования для них. С тех пор во многих педалях и усилителях можно встретить такую схему с потенциометром, включённым между выходами простейших пассивных ФВЧ и ФНЧ.

▍ Треугольник

Изученный нами «гилморовский» вариант Big Muff Pi под названием «Фиолетовая голова барана» был не первой версией культового фуз-дисторшн-сустейнера. Первоначальный вариант имел некоторые отличия, и получил прозвище Triangle Big Muff, благодаря треугольному расположению всё тех же трёх ручек регулировки на корпусе педали.



В первую очередь, бросается в глаза отсутствие конденсатора в цепи ООС транзистора Q1 и резистора между базой Q2 и общим проводом.



Сопротивление последовательного резистора на входе педали увеличено более чем на порядок — с 3.3 до 39 кОм. Также увеличены сопротивления резисторов в базовых цепях — верхнего с 390 до 470 кОм и нижнего с 82 кОм до 100 кОм.

Ёмкости конденсаторов в цепях ООС снижены с 560 до 470 пФ, зато ёмкости, через которые подключены диодные ограничители, увеличены вдвое. Также претерпели изменения сопротивления резисторов в коллекторных и эмиттерных цепях.

Есть основания предположить, что прирождённый бизнесмен Мэттьюз постарался уменьшить номенклатуру компонентов, что всегда хорошо для серийного производства. И при этом сохранить звучание, которое действительно сохранилось, но приобрело новые нюансы.

▍ Собираем и слушаем

Именно эту «треугольную» версию легендарной педали, собранной из набора от магазина Guitarmania, можно послушать и посмотреть на видео.

По моему скромному мнению, которое совпадает с тем, что пишут знатоки и ценители разнообразных Big Muff, «треугольный» вариант схемы лучше подходит для гитар с «тёмным» звучанием, таких, как классический Gibson Les Paul.

Тогда как для «ярких» электрогитар наподобие Чёрного Стратокастера Дэвида Гилмора, лучше подойдёт «Фиолетовая голова барана». На видео я играю на Squier Mustang с хамбакерами.

В мире «ярких» и «тёмных» гитар такой инструмент находится где-то посередине, потому с ним одинаково сочетаются разные версии старой доброй классики от EHX. В том числе, вариант на операционных усилителях.

Узнавайте о новых акциях и промокодах первыми из нашего Telegram-канала ????