Привет, Хабр! Purple Plexi — это педаль гитарного эффекта искажения (дисторшн), повторяющая характер звучания усилителя Marshall Super Lead 1959 модели. Материал его передней панели выглядел как оргстекло (плексиглас), за что усилитель получил в среде музыкантов прозвище «Плекси».

Пока нормальные гитаристы совершенствуются в технике игры и теории музыки, а хорошие гитаристы творят прекрасные композиции, ценители оборудования вроде меня задаются странными вопросами.

▍ Не то, чем кажется

Вы когда-нибудь видели усилитель Marshall Plexi с трещинами и сколами передней панели? Я — нет. Зато Matamp и ранние Orange часто страдают от этой напасти, потому что в них применён именно настоящий плексиглас.


В отличие от коллег, «Босс» (The Guv'nor) Джим Маршалл оказался мудрее и применил не обычное органическое стекло, а прочный поликарбонат, подобный тому, что сегодня применяется в теплицах и других наружных конструкциях. Его не так просто повредить даже в суровых условиях гастрольных туров.

Число 1959 также может ввести в заблуждение. Это не год разработки или начала выпуска, а номер модели. Магазин барабанов «Jim Marshall and Son» открылся только 7 июля 1960 года. Зато всего лишь двумя годами спустя был разработан первый усилитель Marshall — легендарный JTM45, с которого берёт начало британское звучание электрогитары.


Автором идеи создания собственного британского усилителя, вместо того, чтобы закупать дорогие Фендеры из-за океана, стал Кеннет Брэн, работавший в магазине Маршалла сервисным инженером.



А воплотил блестящее начинание Дадли Крейвен — на тот момент выпускник старшей школы Таунфилда и начинающий радиолюбитель-коротковолновик.



Именно юный Дадли догадался использовать в двухтактном усилителе мощности британские пентоды EL34 вместо американских лучевых тетродов.

Изначально усилители Fender Bassman, всестороннее исследование которых и привело к разработке JTM45, комплектовались лампами 6V6 и их виброустойчивым вариантом 5871. Вскоре компания Fender перешла на привычные всем сегодня 6L6 (5881 в авиационном исполнении с повышенной надёжности).

Звучание 6V6 Крейвену не понравилось совершенно, и поначалу он ненадолго остановился на 6L6. EL34 не только были отечественными, но и зазвучали по-своему, сделав усилители Marshall не заменителями импортных Fender, а самобытными, желанными и инновационными продуктами в мире оборудования для гитаристов.

Энтузиасты и далее продолжили экспериментировать с лампами, успешно опробовав лучевые тетроды KT66. Британское звучание — это не обязательно только пентоды.

Лучевые тетроды 6550 особенно пригодились в 1970-х годах для экспортного исполнения усилителей Marshall в связи с расширением продаж по всему миру. Эти лампы производства Tung-Sol гораздо лучше выдерживали путешествие через океан, но, к сожалению, звучали несколько беднее, чем EL34.

▍ В погоне за мощностью

А без лучевых тетродов KT88 Super Lead 1959 вообще не получилось бы создать, ведь это усилитель с выходной мощностью 100 ватт, разработанный по просьбе основателя и гитариста группы The Who Питера Таунсенда, использовавшего гигантский кабинет с восемью громкоговорителями Celestion G12.



Такая акустическая система была чрезвычайно громоздкой, тяжёлой и неудобной, поэтому было решено перейти на использование пары кабинетов 4x12, которые ставили один на другой, а сверху возвышался усилитель — «ламповая голова». Это и есть знаменитый полный стек Маршалл.

И этот стек получился весьма удачным. Настолько, что в 1966 году Эрик Клэптон обменял свой знаменитый комбик Marshall Bluesbreaker на 100-ваттный Plexi.



Из огромного числа звёздных ценителей легендарного Plexi стоит отметить братьев Ангуса и Малькольма Янгов из AC/DC, Джимми Пейджа из Led Zeppelin, Ричи Блекмора из Deep Purple, Джона Фрушанте из Red Hot Chili Peppers, Эдди Ван Халена, Билли Джо Армстронга и Джейсона Уайта из Green Day, Ренди Роадза, Ингви Мальмстина, Слэша из Guns N` Roses, а прежде всего — конечно же, Джими Хендрикса.

Именно «голова» Super Lead 1959 раскачивала его два «больших холодильника» — пару стеков из двух кабинетов, каждый с четырьмя 12-дюймовыми громкоговорителями Celestion Greenback, на Вудстокской ярмарке музыки и искусств. В тот день, 18 августа 1969 года, начался звёздный час усилителей Marshall, продолжающийся до сих пор.


Ещё одним ярким представителем пользователей Marshall Plexi является лидер, вокалист и гитарист группы ZZ Top Билли Гиббонс.



Именно его фирменное звучание стремился повторить ведущий инженер компании Lovepedal Шон Майкл при разработке педали «Purple Plexi», которую я сегодня соберу из конструктора от «Гитарамании».

▍ Схема эффекта

Как и Krank Distortus Maximus, этот дисторшн собран на основе микросхемы LM386, которую принято использовать в маломощных усилителях мощности звуковой частоты (УМЗЧ) портативных устройств.



Что удивительно, изначально она разрабатывалась вообще не для аудиосигнала, а в качестве составляющей электронного блока управления системы впрыска топлива Conelec автомобилей Ford. Подробнее об этом можно прочитать в осенней статье 2023 года.


Чтобы понять схему нашей педали, вспомним, как устроен интегральный усилитель LM386.


Инвертирующий вход соединён с общим проводом. Сигнал со звукоснимателей и темброблока электрогитары поступает на неинвертирующий вход микросхемы через конденсатор номиналом 4700 пикофарад. Входное сопротивление интегрального усилителя составляет 50 килоом.

Получается RC-фильтр верхних частот (ФВЧ) с постоянной времени 235 микросекунд, соответствующей частоте среза 677 герц. Этот фильтр необходим, чтобы на выходе эффекта получался сфокусированный дисторшн, а не бубнящий и захлёбывающийся басами фузз.

▍ Выходное сопротивление и входная ёмкость

Вход педали шунтирован конденсатором на 370 пФ. В сочетании с выходным сопротивлением электрогитары образуется фильтр нижних частот.

При 10 килоомах его частота среза будет равняться 43 килогерцам, что находится за верхним пределом звукового диапазона. А выходное сопротивление 100 килоом даст граничную частоту 4.3 кГц.

Как видим, положение ручки громкости электрогитары с пассивными электромагнитными звукоснимателями очень сильно влияет на тембр звучания, так как сопротивление потенциометра составляет сотни килоом.

Устранить эту корреляцию можно при помощи буфера — повторителя напряжения, обладающего низким выходным сопротивлением. Буфер может быть выполнен как в виде педали, так и встроенным в звукосниматель.

Тогда последний называется активным, а в гитару приходится встраивать отсек для девятивольтовой батарейки «Крона», либо, в более современных версиях от компании Fishman, литиевый аккумулятор с контроллером заряда и разъёмом micro-USB.



Учитывая относительно высокое энергопотребление звукоснимателей Fluence, данный продукт является весьма актуальным. Для отключения питания буферов используется выходной разъём под монофонический джек: когда средний контакт соединён с земляным, питание подаётся.



Кроме входной ёмкости педали или усилителя, в сигнальной цепи электрогитарного тракта присутствуют ёмкости соединительных кабелей. Это ещё одна причина востребованности буферов и активных звукоснимателей, а также требл-бустеров, усиливающих высокочастотную составляющую спектра сигнала гитары.

▍ Продолжаем разбирать схему

Первый и восьмой выводы микросхемы LM386 соединены с резистором R5, расположенным в нижнем плече делителя напряжения отрицательной обратной связи (ООС). Если закоротить эти выводы, получается максимальный коэффициент усиления — 200.

Шон Майкл из компании Lovepedal поступил именно так и не остановился на этом. Как и Тони Кранк при разработке педали «Distortus Maximus», он заземлил эти выводы по переменному току через резистор и электролитический конденсатор.



Но если в дисторшне Кранка коэффициент усиления педали регулируется потенциометром RV1 в сигнальной цепи, то в Purple Plexi для этого используется переменный резистор на 1 килоом, шунтирующий сигнал отрицательной обратной связи.



Оба этих эффекта перегруза не имеют свойственных большинству овердрайвов и дисторшнов ограничителей на встречно-параллельных диодах или полевых транзисторах с изолированным затвором, как сделано в Fulltone OCD и Zendrive — ещё одном эффекте от Lovepedal. Вместо этого амплитуда сигнала ограничивается напряжением питания микросхемы.

В максимальном положении регулятора усиления частота среза RC-цепочки в цепи ООС составляет 339 герц, а в минимальном — 10 герц. Таким образом, при увеличении гейна прибираются низкие частоты, что обеспечивает желаемую структуру перегруза.

▍ Ручка тона

Регулятор выходного тембра построен по популярной схеме, которую принято называть темброблоком Big Muff Pi, или «ручкой наклона тона» (tone tilt knob). В правом положении регулятора на выходе педали будут преобладать высокие частоты, а в левом — низкие.

Это достигается благодаря тому, что потенциометр тона включён кроссфейдером между двумя RC-фильтрами. Классическая схема Big Muff Pi предполагает ФВЧ и ФНЧ, с граничными частотами, соответственно, 1 кГц и 408 Гц.



В среднем положении регулятора тона такая комбинация частот среза создаёт эффект проваленной середины, так необходимый любителям сильного перегруза.



Чем более перегруженным и обрезанным по амплитуде является гитарный аудиосигнал, тем больше новых гармоник получается из тех нот, которые извлекает гитарист, зажимая струны на ладах. Сочетание этих гармоник может оказаться неблагозвучным, даже если играть аккорд, красивый сам по себе.

Проваленная середина в амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) гитарного тракта делает изолированное звучание электрогитары вне микса более бедным, зато неблагоприятных звукосочетаний становится не слышно.

Если граничные частоты ФВЧ и ФНЧ темброблока Big Muff Pi равны, то в среднем положении регулятора получаетася АЧХ, близкая к линейной. А если ФНЧ настроен на более высокую частоту, чем ФВЧ, то получится не проваленная, а подчёркнутая середина, что хорошо для соло, играемого отдельными нотами.

Но выходной сигнал дисторшна на LM386 настолько перенасыщен гармониками, что Тони Кранк решил снабдить своё изделие полным трёхполосным тонстеком, а Шон Майкл подключил крайние выводы потенциометра регулятора тембра не к ФНЧ и ФВЧ, а к двум ФНЧ с разными постоянными времени.



Частота среза левой RC-цепочки из 4.7 килоома и 4700 пикофарад составляет 7.2 килогерца. Этот фильтр нижних частот влияет на выходной сигнал вне зависимости от положения ручки тона.

Второй ФНЧ настроен на 884 герца, и его действие проявляется тем сильнее, чем больше уровень поворота регулятора тембра против часовой стрелки.

▍ Смотрим и слушаем результаты

Мне нравится звучание этого дисторшна. Оно действительно имеет «маршалловский» характер и изменяется в зависимости от динамики звукоизвлечения.

Однако для получения звука Билли Гиббонса такой педали недостаточно. Не даст нужного результата даже настоящий полный стек Маршалл, подзвученный микрофонами. Требуются и другие секретные ингредиенты фирменного звука ZZ Top, о которых я расскажу в следующих статьях.

Telegram-канал со скидками, розыгрышами призов и новостями IT ?