INTRODUZIONE
Questo progetto è il primo del tipo "studio rack" a cui mi avvicino. E' stato possibile realizzarlo grazie all'indispensabile lavoro di Jacob E. (http://www.gyraf.dk/) il quale ha compiuto una fantastica operazione di reverse engieering su alcuni effetti "mitici" come equalizzatore Pultec, equalizzatore parametrico multibanda (Calrec), compressore SSL, compressore vintage (Urei 1176LN), ecc. Il Gyraf SSL è in pratica un "clone" del famoso SSL compressor (foto in basso). Si discosta da quello originale per alcune peculiarità costruttive ma in sostanza il carattere è lo stesso.
Anno di realizzazione della mia unità: 2010.
Anno di realizzazione della mia unità: 2010.
RICERCA DEL MATERIALE E ORDINI
La prima fase del progetto è ovviamente dedicata alla ricerca del materiale, alla lettura sui forum (http://www.prodigy-pro.com/diy/) per cercare di capire quali componenti sono necessari o meno in base alle esigenze costruttive. Su internet si reperiscono molte mods e personalizzazioni, dunque è fondamentale capire bene cosa voler implementare prima di procedere all'acquisto del materiale.
Ho deciso di realizzarlo sotto forma di rack 19"-1U, quindi ho optato per un meter edgewise (come quello proposto da Jacob). Le modificche che ho voluto introdurre sono state:
La lista dei componenti, il loro costo e la pagina esatta su cui si possono trovare è allegata a fondo pagina.
Gli ordini principali li ho eseguiti su Profusion, Farnell e Banzai.
Farnell è rapidissima (24 ore). Già arrivati trasformatore toroidale e meter 100uA (scalato 0-10, proprio quello che ci serve).
Ho deciso di realizzarlo sotto forma di rack 19"-1U, quindi ho optato per un meter edgewise (come quello proposto da Jacob). Le modificche che ho voluto introdurre sono state:
- uno switch 3PDT a leva per il bypass al posto di un rotary switch
- uno switch SPDT per splittare il funzionamento del meter su 10dBFS o 20dBFS
- introduzione di un circuito sidechain con pilotaggio esterno e interno con filtro multibanda.
La lista dei componenti, il loro costo e la pagina esatta su cui si possono trovare è allegata a fondo pagina.
Gli ordini principali li ho eseguiti su Profusion, Farnell e Banzai.
Farnell è rapidissima (24 ore). Già arrivati trasformatore toroidale e meter 100uA (scalato 0-10, proprio quello che ci serve).
Il trasformatore è contenuto in un involucro di plastica nera con gommino di appoggio sulla base inferiore. Non è dotato di vite filettata per il fissaggio allo chassis.
Il meter invece, così come consegnato, non era precisamente sullo zero a riposo. Quindi ho regolato l'ago facendo così: allentato la vite di serraggio, spostato il bilanciere con un cacciavite piccolo, quindi riavvitata la vite. La vite è una contropunta che dà gioco all'insieme bobina-ago. Quindi quando si stringe bisogna assicurarsi da una parte che ci sia gioco sufficiente per far muovere l'ago che altrimenti risulterebbe bloccato, e dall'altra che il gioco non sia eccessivo. Basta scuotere un pò il meter vicino l'orecchio per "sentire" se il gioco è troppo.
Il meter invece, così come consegnato, non era precisamente sullo zero a riposo. Quindi ho regolato l'ago facendo così: allentato la vite di serraggio, spostato il bilanciere con un cacciavite piccolo, quindi riavvitata la vite. La vite è una contropunta che dà gioco all'insieme bobina-ago. Quindi quando si stringe bisogna assicurarsi da una parte che ci sia gioco sufficiente per far muovere l'ago che altrimenti risulterebbe bloccato, e dall'altra che il gioco non sia eccessivo. Basta scuotere un pò il meter vicino l'orecchio per "sentire" se il gioco è troppo.
SIDECHAIN
Girovagando sui forum ho letto ottime impressioni sul GSSL Super Sidechain. In pratica pare che per via del fatto che la dinamica è controllata dal segnale SOMMA dei canali L+R, questo compressore sia più sensibile al materiale audio centrale (come cassa, basso) e lo è meno per i contenuti "side". Con questo filtro si riescono a non comprimere troppo i segnali di frequenza bassa (freq selezionabile), ovviando parzialmente al problema.
Inoltre sono presenti dei filtri addizionali Thrust Med e Thrust Loud, che restituiscono una leggera "equalizzazione" esaltando le medie e le alte frequenze (se non erro qualcosa di simile alla funzione Thrust dell'API 2500). Il ché renderebbe questo compressore utilissimo anche in fase di mastering.
Inoltre sono presenti dei filtri addizionali Thrust Med e Thrust Loud, che restituiscono una leggera "equalizzazione" esaltando le medie e le alte frequenze (se non erro qualcosa di simile alla funzione Thrust dell'API 2500). Il ché renderebbe questo compressore utilissimo anche in fase di mastering.
Purtroppo non ci sono stampe PCB 1:1 del Super Side Chain su internet; l'unico schema reale trovato in rete è quello illustrato in foto.
Il collegamento alla PCB principale è quello illustrato nelle due immagini seguenti.
Inoltre ho deciso di utilizzare anche il sidechain esterno con Send e Return via jack TRS Stereo. I segnali send e return (sbilanciati) sono collegati direttamente sul jack. Spesa aggiuntiva qualche decina di euro per tutto il SC ma ne vale la pena.
Allego a fondo pagina la BOM di questo Super Sidechain filter.
Allego a fondo pagina la BOM di questo Super Sidechain filter.
REALIZZAZIONE PCB
Con Dip Trace ho disegnato il circuito del Super Side Chain. Stampando su acetato trasparente sia questo che quello della mainboard del GSSL, sono passato allo sviluppo delle due schede con il metodo della fotoincisione. La procedura seguita l'ho descritta nella pagina Creazione PCB.
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PANNELLO FRONTALE DEL RACK
Il pannello frontale dell'unità l'ho disegnato e ordinato tramite il servizio Front Panel Express.
Sul sito è possibile scaricare un software tramite il quale possiamo disegnare e ordinare un pannello completamente personalizzato. Servizio molto molto interessante. Prima però bisogna sapere esattamente cosa installare sul pannello e quali sono gli ingombri, anche interni, per evitare errori di progettazione. Ad esempio, misurare esattamente il meter.
Nel mio caso:
Terminato il design del pannello frontale con il software a disposizione, dopo aver accuratamente preso tutte le misure dei componenti acquistati, inlcuso il rack 1U acquistato su Banzai il quale non aveva fori di assemblaggio standard. Il file FPD è allegato a fondo pagina. Utilissimo è il software dedicato Jskala per la creazione delle scale circolari graduate. Anche questo template (circular_mask.PLT) è allegato a fondo pagina e va importato in Front Panel Design come oggetto HPGL.
PS. (ORRORE ORTOGRAFICO da CIRCO) THRESHOLD => TRESHOLD. Non deve succedere. Ricontrollare sempre tutto 2 o 3 volte!
Sul sito è possibile scaricare un software tramite il quale possiamo disegnare e ordinare un pannello completamente personalizzato. Servizio molto molto interessante. Prima però bisogna sapere esattamente cosa installare sul pannello e quali sono gli ingombri, anche interni, per evitare errori di progettazione. Ad esempio, misurare esattamente il meter.
Nel mio caso:
- Quadro da foro (parte che esce dal pannello) = 34,5 x 14 mm
- Ingombro superiore = 0
- Ingombro inferiore = 8 mm
- Ingombro totale orizzontale = 40mm
- Distanza foro vite di fissaggio da lato quadro = 6mm
Terminato il design del pannello frontale con il software a disposizione, dopo aver accuratamente preso tutte le misure dei componenti acquistati, inlcuso il rack 1U acquistato su Banzai il quale non aveva fori di assemblaggio standard. Il file FPD è allegato a fondo pagina. Utilissimo è il software dedicato Jskala per la creazione delle scale circolari graduate. Anche questo template (circular_mask.PLT) è allegato a fondo pagina e va importato in Front Panel Design come oggetto HPGL.
PS. (ORRORE ORTOGRAFICO da CIRCO) THRESHOLD => TRESHOLD. Non deve succedere. Ricontrollare sempre tutto 2 o 3 volte!
MODIFICA PER L'USO DEI THAT2180
Il circuito originale fa uso dei DBX 202XT. Sono rari e non più in produzione. Ma ci sono validi sostituti. Uno di questi è proprio il THAT 2180. Per utilizzare quest'ultimo ci sono da cambiare i valori di alcune resistenze.
Eliminare 10K, 10K, 68R, 1M e Trimpot 50k. Sostituire 3K9 con 5k1. Tuttavia quest'ultima sostituzione (biasing VCA) non è rigida, è solo consigliata dal documento originale della THAT (allegato a fondo pagina, dn137datasheet.pdf) che guida la sostituzione con i vecchi modelli (2150) a cui si riferisce il layout di Gyraf. 4K7 va bene.
Importante! Nella Bill of Materials reperita su internet (ufficiale Gyraf) sono indicati 9 condensatori ceramici da 100pF e 25 condensatori a film da 100nF. In realtà ce ne sono (sul layour PCB) 10 da 100pF e 24 da 100nF. BOM aggiornata.
Eliminare 10K, 10K, 68R, 1M e Trimpot 50k. Sostituire 3K9 con 5k1. Tuttavia quest'ultima sostituzione (biasing VCA) non è rigida, è solo consigliata dal documento originale della THAT (allegato a fondo pagina, dn137datasheet.pdf) che guida la sostituzione con i vecchi modelli (2150) a cui si riferisce il layout di Gyraf. 4K7 va bene.
Importante! Nella Bill of Materials reperita su internet (ufficiale Gyraf) sono indicati 9 condensatori ceramici da 100pF e 25 condensatori a film da 100nF. In realtà ce ne sono (sul layour PCB) 10 da 100pF e 24 da 100nF. BOM aggiornata.
INSTALLAZIONE E SALDATURA DEI COMPONENTI
ALIMENTAZIONE DEI LEDs
Per i LED (illuminazione meter e bypass) bisogna utilizzare la corrente prima del Voltage Regulator, così che questo non sia stressato troppo (e che quindi non si scaldi troppo). A questo scopo ho introdotto delle modifiche sulla Main PCB per disporre direttamente della tensione appropriata per i LED. Il diagramma è allegato a fondo pagina col nome di "LED power layout.pdf". Il rail che alimenta il Led Power è quello dei +15V. Quello del meter (sempre acceso) è opportuno sia l'altro, il -15V.
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Per quanto riguarda il meter ho utlizzato un LED blu che ho incollato con saldatrice termoplastica, e quindi collegato a uno dei ponticelli, prima dei Voltage Regulator così da non affaticarli.
Da un test con multimetro ho rilevato una tensione ai capi dei condensatori (prima dei VR) di 23,8V.
Con rapidi calcoli, tenendo presente che un LED blu ha una caduta di tensione di circa 3,2V e un consumo di corrente di circa 25mA (eventualmente consultare il datasheet):
Da un test con multimetro ho rilevato una tensione ai capi dei condensatori (prima dei VR) di 23,8V.
Con rapidi calcoli, tenendo presente che un LED blu ha una caduta di tensione di circa 3,2V e un consumo di corrente di circa 25mA (eventualmente consultare il datasheet):
R (ohm) = (Vs-Vf)/If = (23,8V – 3,2V) / 25mA = 20,6 / 0,025 = 1030 Ʊ
Il che conferma che la resistenza da 1K è adeguata (anche se forse 1k2 è più "sicura").
MONTAGGIO
Il pannello disegnato con Front Panel è splendido (a parte l'errore ortografico, SRGUNT!). Incluso nell'imballaggio anche un pacchetto di caramelle :)
Delusione Rack 1U BANZAI: ci vuole veramente fantasia per fare una cosa che non serve a un cazzo. Innanzitutto misure non standard del pannello, fori non standard (evvabbè ci si arrangia), ma soprattutto pannello superiore e inferiore con lingue piegate verso il pannello anteriore di 1 cm (per parte) cosicchè la parte libera anteriore e posteriore è poco più di 2 cm! (giusto qualche interruttore qui e la al massimo?). Lingue di acciaio, da segare? con cosa? al bordo? Inoltre, dopo aver adattato il tutto, l'intero rack è labile, ha perso di rigidezza e non dà l'impressione di essere solido. MAH!
Una delle modifiche da fare in futuro è trovare un bel rack 1U ben fatto, per dare l'importanza che merita all'unità.
Delusione Rack 1U BANZAI: ci vuole veramente fantasia per fare una cosa che non serve a un cazzo. Innanzitutto misure non standard del pannello, fori non standard (evvabbè ci si arrangia), ma soprattutto pannello superiore e inferiore con lingue piegate verso il pannello anteriore di 1 cm (per parte) cosicchè la parte libera anteriore e posteriore è poco più di 2 cm! (giusto qualche interruttore qui e la al massimo?). Lingue di acciaio, da segare? con cosa? al bordo? Inoltre, dopo aver adattato il tutto, l'intero rack è labile, ha perso di rigidezza e non dà l'impressione di essere solido. MAH!
Una delle modifiche da fare in futuro è trovare un bel rack 1U ben fatto, per dare l'importanza che merita all'unità.
In sintesi: eseguiti i fori per le prese da pannello (In/out XLR, TRS send/return, fusibile, alimentazione), e installato il trasformatore.
Poi terminate le saldature fra le piastre e incollati gli stand-off alla base. Quindi concluse le operazioni di montaggio saldando i vari switch, i potenziometri e i led. Per ultimo il meter.
Visto il layout "personalizzato" dei comandi frontali, la control board non è rigidamente connessa ai rotary switch. Il collegamento elettrico è ottenuto tramite fili.
Poi terminate le saldature fra le piastre e incollati gli stand-off alla base. Quindi concluse le operazioni di montaggio saldando i vari switch, i potenziometri e i led. Per ultimo il meter.
Visto il layout "personalizzato" dei comandi frontali, la control board non è rigidamente connessa ai rotary switch. Il collegamento elettrico è ottenuto tramite fili.
Per il bypass ho utilizzato un 3PDT con il collegamento ON/OFF dei segnali: Compressione, Makeup, LED. Lo schema è quello riportato in foto (è semplicissimo, riporto una delle tante immagini che si trova in giro nella rete).
REGOLAZIONI FINALI E TEST DI FUNZIONAMENTO
Collegato alla scheda audio ho misurato il comportamento e calibrato i trimmer VR1, VR2, VR3 del circuito Sidechain.
Il metodo seguito è il seguente.
Il metodo seguito è il seguente.
VR1: è lo stadio di Gain del circuito sidechain (in pratica sostituisce le due resistenze da 47K tolte sulla scheda madre). Il valore misurato di VR1+R14 deve essere di 12K Ohm. Purtroppo però sullo schematics R14 è da 1K e il trimmer VR1 è da 10K. In totale possono raggiungere un valore massimo di 11K con il trimmer spinto al massimo (10k). Per questo ho sostituito la R14=1K con R14=6k8, in modo da poter impostare i 12K con il trimmer a "metà strada". Questo valore incide sul threshold. Con un valore minore di 12K il threshold ha più "headroom" e riesce a spingersi a valori di compressione più elevati. Volendo fare le cose per bene, con un dispositivo che riesce a dare 0dB in ingresso al compressore, occorre regolare il trimmer in modo che sullo 0 della manopola del threshold non ci sia compressione, e che questa inizi immediatamente non appena ci si sposta verso valori negativi (senso antiorario).
VR2: definisce il gain del circuito Thrust Loud. Per regolarlo si deve seguire il procedimento seguente.
Il grafico delle caratteristiche del Sidechain in oggetto è quello riportato a fianco.
come si può vedere sui 500Hz i filtri Thrust Med e Thrust Loud hanno all'incirca il comportamento del compressore con sidechain disinserito. Quindi si crea un file audio con un segnale sinusoidale di 500Hz e lo si manda al compressore in modo continuo (loop). Con il selettore sidechain su OFF, si regola il threshold in maniera tale che ci sia un gain reduction di 8dB all'incirca (consistente). Quindi si sposta il selettore su TL e si regola VR2 fino a quando non si legge sul meter lo stesso valore che si ha su OFF, ovvero 8dB di riduzione.
Il grafico delle caratteristiche del Sidechain in oggetto è quello riportato a fianco.
come si può vedere sui 500Hz i filtri Thrust Med e Thrust Loud hanno all'incirca il comportamento del compressore con sidechain disinserito. Quindi si crea un file audio con un segnale sinusoidale di 500Hz e lo si manda al compressore in modo continuo (loop). Con il selettore sidechain su OFF, si regola il threshold in maniera tale che ci sia un gain reduction di 8dB all'incirca (consistente). Quindi si sposta il selettore su TL e si regola VR2 fino a quando non si legge sul meter lo stesso valore che si ha su OFF, ovvero 8dB di riduzione.
Come si può osservare, sui 500Hz i filtri Thrust Med e Thrust Loud hanno all'incirca il comportamento del compressore con sidechain disinserito. Quindi si crea un file audio con un segnale sinusoidale di 500Hz e lo si manda al compressore in modo continuo (loop). Con il selettore sidechain su OFF, si regola il threshold in maniera tale che ci sia un gain reduction di 8dB all'incirca (consistente). Quindi si sposta il selettore su TL e si regola VR2 fino a quando non si legge sul meter lo stesso valore che si ha su OFF, ovvero 8dB di riduzione.
VR3: definisce il gain del circuito Thrust Med. Si segue lo stesso procedimento indicato per VR2 ma selezionando TM e regolando VR3.
Piccola curiosità sul RATIO: il ratio in qualche modo modifica anche il threshold. Non so in che misura ma lo fa. Questo dipende dal materiale audio processato. Per essere sicuri e quantificare il comportamento, si può misurare il GR mandando un segnale sinusoidale continuo al compressore e variando ratio e impostando il threshold in maniera tale che con 4:1 si abbia una riduzione doppia rispetto a 2:1.
Per quanto riguarda il meter, c'è anche il selettore 10dBFS o 20dBFS. Lo switch non fa altro che scegliere due resistenze, 10K per 10dB e 20K per 20dB.
Durante i test ho misurato con i meter della mia DAW (Spectre) i comportamenti delle due posizioni e posso dire che la posizione dei 10dB rispecchia la riduzione reale in RMS, mentre i 20dB no. Sulla posizione 20dB segna sempre un pò di più, non la metà come è lecito aspettarsi. Forse converrebbe introdurre un trim per regolare anche questo.
VR3: definisce il gain del circuito Thrust Med. Si segue lo stesso procedimento indicato per VR2 ma selezionando TM e regolando VR3.
Piccola curiosità sul RATIO: il ratio in qualche modo modifica anche il threshold. Non so in che misura ma lo fa. Questo dipende dal materiale audio processato. Per essere sicuri e quantificare il comportamento, si può misurare il GR mandando un segnale sinusoidale continuo al compressore e variando ratio e impostando il threshold in maniera tale che con 4:1 si abbia una riduzione doppia rispetto a 2:1.
Per quanto riguarda il meter, c'è anche il selettore 10dBFS o 20dBFS. Lo switch non fa altro che scegliere due resistenze, 10K per 10dB e 20K per 20dB.
Durante i test ho misurato con i meter della mia DAW (Spectre) i comportamenti delle due posizioni e posso dire che la posizione dei 10dB rispecchia la riduzione reale in RMS, mentre i 20dB no. Sulla posizione 20dB segna sempre un pò di più, non la metà come è lecito aspettarsi. Forse converrebbe introdurre un trim per regolare anche questo.
CONCLUSIONI
L'unità funziona perfettamente appena accesa. Il suono è incredibilmente trasparente e fa ottimamente il suo dovere. Nei brevi test che ho effettuato però "sento poco" l'effetto TL e TM. Mentre i tagli di banda 60, 90, 130 e 200 sono udibilissimi (e visibili da meter). Anche in bypass il dispositivo restituisce esattamente ciò che entra e allo stesso livello. Molto soddisfatto del risultato.
Per fare una prova del compressore ho scelto una traccia di un album che ho sempre reputato poco compresso (comunque bellissimo). Ho compresso con un ratio 4:1, attack 1ms, release 0,6s, selettore sidechain TM. In generale la compressione rimaneva sui 2/3dB Gain Reduction con picchi di 4/5dB e valli di 0dB. Entrambe le tracce sono normalizzate, quindi i files hanno lo stesso picco massimo a 0dB. I samples seguenti hanno una qualità pessima (presi da AAC 128Kbits, trattati e ricompressi), da rifare.
DEBUG
Durante le prove di funzionamento in cuffia, mi sono accorto di un buzz di fondo molto leggero ma presente, su un solo canale. Dopo vari tentativi a "cuore aperto", ho risolto il problema scollegando completamente la massa (0V) in uscita dal trasformatore dalla StarGround. Nonostante fosse consigliato per eliminare i rumori di fondo, era quello il problema. Ora il compressore è muto come un pesce.
CALIBRAZIONE FINE DEL METER
Incuriosito dal comportamento poco chiaro del meter ho eseguito un test con un file audio da 1Khz per misurare il gain reduction reale. Il procedimento è questo:
Rispetto a quello misurato i valori visualizzati sul meter sono molto diversi.
- imposto il GR sul compressore
- applico l'effetto e renderizzo
- faccio l'analisi del file a cui ho applicato l'effetto e misuro gli RMS con la DAW, e per differenza ottengo il GR reale.
Rispetto a quello misurato i valori visualizzati sul meter sono molto diversi.
10dBFS e 20dbFS sono i valori relativi al selettore sul pannello con il quale si sceglie il fondo scala da 10dB o da 20dB. Il grafico della curva rossa in figura è sbagliato (non so perchè Excel pur dando il valore corretto sul punto, lo posiziona male) ma è significativo.
L'indicazione più vicina alla realtà è quella che dovrebbe essere a 20dB fondo scala. Quindi le resistenze sono sicuramente da sostituire con un paio di trimmer multigiro che, visti i risultati, dovrebbero essere: 22k e 47k.
Calibrazione riuscita sostituendo le due resistenze con due trimmer da 20k (10dB) e 50k (20dB). Dopo un pò di prove trovati i valori corretti: ora è molto preciso sui valori bassi, verso l'indice "8" comincia a sbagliare in difetto (GR reale maggiore di quello indicato). Quindi da 0dB a 16dB di GR è sufficientemente preciso.
L'indicazione più vicina alla realtà è quella che dovrebbe essere a 20dB fondo scala. Quindi le resistenze sono sicuramente da sostituire con un paio di trimmer multigiro che, visti i risultati, dovrebbero essere: 22k e 47k.
Calibrazione riuscita sostituendo le due resistenze con due trimmer da 20k (10dB) e 50k (20dB). Dopo un pò di prove trovati i valori corretti: ora è molto preciso sui valori bassi, verso l'indice "8" comincia a sbagliare in difetto (GR reale maggiore di quello indicato). Quindi da 0dB a 16dB di GR è sufficientemente preciso.
TEST DEL SUPER SIDE CHAIN
Per scrupolo ho voluto fare un controllo del funzionamento del Supersidechain. Ho fatto il test a varie frequenze e misurato il gain reduction dal meter.
Il chè conferma in linea di massima quanto riportato sopra. Ovvero che sui 500Hz, anche per il fatto che ho calibrato proprio così l'unità, i vari filtri sono quasi tutti "alla pari". Con sidechain OFF si ha un comportamento pressapoco lineare. Thrust Medium e Thrust Loud comprimono molto meno i bassi (da 500 in giù) e molto gli alti (500 in su). In particolare: TM bassi comportamento tra SC90 e SC 130, TM alti fino a 3k dolce poi molta riduzione; TL quasi lineare da 60 a 3k molto ripida, esclude molto più i bassi dalla compressione di tutti gli altri filtri, mentre dai 3k in poi comprime gli alti molto più di tutti gli altri filtri.
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RIFERIMENTI |