Chorus com atraso digital

  Post 17 Partindo para um chorus digital com o chip PT2399

  Diferentemente dos integrados BBDs que fazem o atraso do sinal de maneira analógica, um integrado digital faz o mesmo serviço todo no processo digital ou seja, convertendo o sinal analogico (AD) para digital (DA), armazenando numa memoria interna (dentro do próprio chip) e retornando os codigos digitais amazenados para sinal analógico novamente.

  Colocar tudo isso dentro de um único chip pequeno só foi possivel depois da invensão da conversão Sigma-Delta que é uma conversão de 1 bit apenas (diferente das conversões de 16 ou 24 bits). O chip PT2399 é o que se tornou mais popular e só foi desenhado para produzir atrasos de sinal de uma maneira mais facil para serem usados em aparelhos de Karaoke para se obter o efeito de eco. Em nenhum momento se pensou em fabricar um chip especificamente para efeitos em instrumentos musicais (da mesma forma aconteceu na invenção dos BBDs). Assim o chip tem certas limitações quando usado na construção de efeitos para instrumentos.

  Bem mais complicado internamente do que um chip BBD, o PT2399 tem dentro dele um circuito integrador, um modulador, uma memoria flip flop, um oscilador e 4 amplificadores operacionais no lado analógico.

  Saber o funcionamento de cada estágio interno não é necessário, basta apenas conhecer a pinagem e os parâmetros do chip.

  O segredo do chip

  Dividindo o chip exatamente ao meio, de um lado (dos pinos 1 ao 8) está o lado digital, e do outro lado (pinos 9 a 16) está o lado analógico.

  Do pino 1 a 4 é a alimentação, exatamente como se faz a alimentação em um pedal, positivo - terra virtual - terra ( 9V, 4,5V e 0V), só que no caso do chip é, 5V (pino 1), 2,5V (pino 2 e terra (pino 3). O pino 4 tem internamente um resistor de 10 ôhms conectado no pino 3, assim também é um terra sendo o terra que alimenta a parte digital interna do integrado.

  Num bom desenho de placa de circuito uma trilha de terra que alimenta o pino 3 não deve ser a mesma trilha de terra que alimenta o pino 4. Num bom desenho viriam do ponto terra principal (ponto estrela) duas trilhas separadas. Geralmente não vejo isto maioria dos circuitos, liga-se tudo numa trilha só e o chip funciona bem sem problema de ruido.

  O pino 2 é o terra virtual referencial (o zero volts) que se conecta nos 4 integrados operacionais presentes internamentes no chip. É possivel conectar operacionais extra (tipo um LM4558) usando a alimentação do PT2399 se quizer utilizar tudo em 5V embora com uma excursão de sinal muita baixa.

  No pino 6 se conecta um potenciômentro para controle de tensão do oscilador interno presente no chip. A menor resistência possivel (sem nenhum circuito extra) é em torno de 1K, assim é necessário ter um resistor em serie com o potenciômetro. Este oscilador irá controlar o tempo de retardo do sinal.

  Nos pinos 7 e 8 se conectam capacitores ao terra, neles estão o modulador e demodulador interno. Estes capacitores fazem um filtro do ruido de quantitização da conversão AD DA presente em todo conversor analógico digital. O valor sugerido no datasheet do integrado é de 100 nanofaradys (104) porém este é supondo que se vá usar com o tempo de retardo máximo sugerido no datasheet (um terço de um segundo). Em efeitos para guitarra quando o circuito for eco com longo retardo de sinal (ultrapassando o limite do tempo sugerido no datasheet) o valor destes capacitores devem ser maiores, entre 180 a 220 nanofaradys.

  Com o valor mais alto se consegue filtrar melhor o ruido de barco a motor quando o tempo de retardo for largo demais (a maioria dos Diys não sabem disso).

  Os pinos 9 e 10 e os pino 11 e 12 são dois operacionais internos e formam um filtro de ruido para o modulador (pinos 9 e 10) e para o demodulador (pinos 11 e 12), a saida do sinal repetido pode ser retirada ou do pino 11 com mais ruido, ou do pino 12 já com o filtro. Os dois capacitores externos para o filtro o valor sugerido é de 82 nanofarays (não deve ser menor que isso).

  Os pinos 13 e 14 pertencem a um amplificador operacional interno totalmente livre e é sempre usado para se formar um filtro com um capacitor externo de valor entre 2,2 nanofaradys a 3,3 nanofaradys, este filtro corta o ruido hissss gerado.

  Os pinos 15 e 16 pertencem a outro operacional interno e é usado para receber o sinal de entrada e formar um filtro passa baixa cortando o excesso de agudo para não haver muita intermodulação e causar muito ruido hissss na saida. Usa-se um capacitor de mesmo valor usado nos pinos 13 e 14.

  Assim usando este chip para produzir o atraso de sinal ao invéz de um chip BBD se consegue construir um chorus de maneira menos complicada e com um som mais limpo.

  Diferença entre BBD e digital

  A diferença principal esta na modulação do vibrato que se injeta no circuito no caso de se construir um chorus. No circuito usando BBDs a ação do vibrato vai modulando um pouquinho de cada vez em cada combinação transitor capacitor (sample and hold) contida no chip, como se fosse uma memoria digital dividida em varias pequenas memorias de tempo muito curto, cada uma recebendo parte da modulação do vibrato. No digital possui uma memoria só que segura todo o sinal por um periodo de tempo maior e esta única memoria recebe a modulação. Como o tempo de atraso é muito curto para um chorus não se percebe tanta diferença mas ela existe fazendo o circuito analogica soar mais natural.

  Outras diferenças podem aparecer mas ai já é devido aos filtros utilizados e não entre o chip ser digital ou analógico.