Boss DS-1 Onnam

[huskerikke]

Boss DS-1 Onnam

Oh no!!! Not another mod. Vel, egentlig ikke. Tenkte jeg bare ville redegjøre for noen av komponentene som mange bytter når dem modifiserer en av verdens mest solgte pedaler.

Både Brian Wampler og Robert Keeley har publisert flere gode artikler (noen til public domain) om denne pedalen. Men likevel ser man med jevne mellomrom at det dukker opp ulike mod hvor man bytter ut masse komponenter som egentlig ikke påvirker lyden i særlig grad. Og i noen tilfeller faktisk bare ødelegger lyden. Tonerkontrollen er et yndet offer i denne sammenheng og jeg velger derfor å starte med å forsøke forklare hvilke komponenter i pedalen som hører til tonekontrollen. Hvilken oppgave dem har og hva som skjer når man endrer på disse. Vi avslutter med et forslag til en veldig enkel mellomtonekontroll som kan ta bort "that scooped tone".

Tonekontrollen i DS-1 består av to filtre. Et filter som slipper gjennom de lave frekvensene (Lavpass - LP) og et annet filter som kun slipper gjennom høye frekvenser (Høypass - HP). Selve tonekontrollen som brukeren betjener er en mikser som blander sammen lyden fra disse to filtrene. Dette er muligens ikke så enkelt å se på den grumsete men veldig kompakte skjemategningen fra Boss. Jeg har derfor laget en mer plasskrevende versjon av dette skjemaet hvor jeg håper man lettere klarer se denne sammenhengen.

Tonekontrollen består av følgende 6 komponenter fordelt på 4 funksjoner.

C11, R17: Høypassfilter

C12, R16: Lavpassfilter

VR3: Mikser

R15: Høykuttfilter

La oss først se på R15. Denne motstanden har som funksjon å kutte de høye frekvensene. Ikke som et tradisjonelt high cut filter sammen med en kapasitiv last slik som R14/C10. Men som et rent dempeledd for Høypassfilteret. Originalt kommer DS-1 med en 2k2 motstand i denne posisjonen. Dette gir ca -3dB lavere volum fra HP filteret når tonekontrollen er i midtposisjon. Om man kortslutter R15 med en kort ledning vil mikseren se det samme volumet fra begge filterdelene når kontrollen (VR3) står i midtposisjon.

R15 sin funksjon kan godt beskrives som en komponent for å gi tonekontrollen ønsket balanse mellom bassdelen og diskantdelen. Verdien Boss har valgt gir pedalen følelse av å ha mer bass siden brukeren må skru mot høyre (CW) for å flate ut frekvenskurven. Øker man verdien på R15 til 3k3 får man yterligere -1,5dB (-4,5dB) demping av HP filteret. Og en motstand på 4k7 gir nesten -6dB demping. Men slike høye verdier kan gjøre hele tonekontrollen lite effektiv og gi uønsket og muligens litt rar eller manglende funksjon.

Grafen over viser tonekontrollen med originalkomponenter i tre ulike posisjoner. Midtposisjon (Center), helt til venstre (CCW) og helt til høyre (CW). Merk at kurvene ikke viser pedalens frekvensrespons - kun simulerte kurver for tonekontrollen.

Den blå kurven viser hvordan R15 demper Høypass delen i fillerene. Samt man ser tydelig "mid-scoopet" som gir DS-1 sin karakteristiske lyd. Dette dippet i frekvenskurven følger nesten hele arbeidsområdet til tonekontrollen og nettopp denne delen av pedalen er det veldig mange som ønsker å temme. Vi skal se at det er flere måter å gjøre dette på, men for deg som har lyst til å tyvstarte forsøk å koble en motstand på ca. 2k i parallell med R16. Dette vil ta bort hele mid-scoopet fra tonekontrollen + masse bass.

La oss plukke dette litt mer fra hverandre for å se om vi klarer å forstå hva som skjer her. Som før nevnt består tonekontrollen av to parallelle filtre som går til en mixer. Filtrene er et såkalte 6dB pr oktav R/C filtre. Lavpass delen består av R16 og C12.

Før man begynner bytte rundt på disse to komponentene kan det være en god idé å forstå hva dem gjør med de verdiene Roland Boss har valgt å bruke. Heldigvis slipper vi tulle med matematikk for å forklare dette og klikker oss raskt fram til Jack Orman's R/C kalkulator [ http://www.muzique.com/schem/filter.htm ]. Vi mater denne kalkulatoren med følgende info som vi finner i skjema.

R16 = 6800ohm og C12 = 0.1uF hvilket gir oss en et Lavpass filter som slipper gjennom alt under 234Hz.

Vi fortsetter samme øvelsen med HP filteret. Trykk 'Clear form' og inn med

C11 = 0.022uF og R17 = 6800 og vi finner at Høypass filteret spiller alt over 1064Hz

Så hva fant vi her da? Jo, at disse filtrene ikke er tunet til samme frekvens. Der er et "hull" på hele 830Hz her. Det er dette hullet som gir det kraftige dippet i mellomtonen på DS-1. Jepp, det er så enkelt. Og ja, - du har helt rett. Alt en trenger å gjøre nå er å tette dette "hullet" for å gi DS-1 en flatere frekvenskurve med mer punch i mellomtonen..Bare husk at man samtidig tar bort det som gjør DS-1 til DS-1. Det er derfor ikke sikkert det er et mål i seg selv å gjøre en slik modifikasjon. Men la oss nå likevel gjøre en liten teoretisk øvelse sammen slik at vi får se hva som skjer når vi endrer verdien på en komponent.

La oss øke frekvensen til Lavpass filteret fra 234Hz til 350Hz. Igjen trykk 'Clear form' og legg inn kondensator C12 = 0.1uF og 'Corner Frequency (Hz)' = 350

Kalkulatoren vil foreslå en motstand på 4550 ohm. Denne verdien kan rundes av til nærmeste verdi man har - typsik 4k7. Legger man denne verdien inn i kalkulatoren ser vi at vi får ca 12Hz lavere grensefrekvens enn de 350Hz som vi siktet på. Dette er uvesentlig i denne sammenheng siden verdien på C12 kan varierer så mye som +/-10%.

Her er hva Spice mener vil skje når vi bytter R16 til 4k7. Akkurat som vi håpet har vi nå langt mer volum 110Hz lenger opp i registeret. Samtidig har endringen veldig effektivt dempet det kraftige dippet i mellomtonen med 2dB.

Studerer man grafen litt ser man at vi også har fått 1/2dB mer volum i hele bassregisteret. Grunnen til dette er at filteret er passivt og vi har minket motstanden i filteret slik at mer lyd kan gå gjennom. For DS-1 kan dette muligens oppleves som en positiv bassøkning, men om dette ikke er en ønsket effekt finnes det en annen metode for å oppnå et tilsvarende resultat.

Tilbake til kalkulatoren. Men denne gangen lar vi kondensatoren være ukjent og legger inn R16 = 6800 og frekvens 340Hz. Nærmeste standardverdi for passende kondensator blir da 68nF (0.068uF)

Ved å endre C12 i stedet for R16 ser vi at Lavpassfilteret har beholdt samme utgangsvolum som originalkretsen. Og at vi fortsatt har fått ønsket endring av båndbredde for LP filteret. Men igjen er det en liten overraskelse til oss her. Denne versjonen av filteret har 1/2 dB mer volum i mellomtonen enn når vi byttet R16. Grunnen er at mikseren i denne versjonen har mindre volumforskjeller den skal summere og HP delen derfor får mer likt volum til LP filtret. Denne endringen kan være greit å merke seg vs det å endre R15. Men den er så liten her at den utjevner seg fort når brukeren skrur litt på VR3.

Vi har nå sett på hva som skjer når vi endrer verdiene på de to komponentene som utgjør Lavpass delen av tonekontrollen. Det er ikke utenkelig at din favorittlyd lettere kan oppnåes ved å flytte grensefrekvensen for Høypassfilteret lenger ned eller opp. Denne artikkelen har forsøkt å vise hvordan man best går fram for å endre slike parametere og samtidig forsøke å ha en forståelse for hva som foregår når man gjennomfører øvelsen.

The control:

Jeg lovet innledningsvis at vi skulle avslutte med et forslag til en variabel mellomtonekontroll. De leserene som har orket å henge med så langt har nok allerede gjettet hvordan denne er tenkt implementert.

Ved å bytte ut R16 (6k8) med et 5k potensiometer får man en variabel kontroll som lar brukeren justere hvor langt opp i frekvensområdet LP filteret kan gå. Motstanden i serie med potensiometeret setter minimumsverdi for R16. Med 1k5 er man smertelig nær å flippe hele tonekontrollen over til en ubrukelig knapp på pedalen. Husker du da vi endret R16 til 4k7 fikk LP filteret lavere resistans og dermed mer volum? Det er jo nettopp det samme vi gjør her.

I denne artikkelen er kontrollen kalt for mellomtonekontroll.. Men et bedre beskrivelse vil nok være scoop-kontroll med bass-boost. Om man legger til ordene "tube sound" i en passende setning er det ikke utenkelig at denne mod'n kan selges for betydelige summer på eBay. Og før noen sender PM og lurer på om det er slik analog.man har implementert sin mellomtonekontroll vil jeg bare nevne at jeg aldri har sett en slik, verken på papir eller i virkeligheten, så jeg vet ikke.

Denne grafen viser VR3 i begge ytterposjoner og midtposisjon med 6 ulike posisjoner på den nye mellomtonekontrollen.

Typisk bruker denne type kontroller være implementert med linær type potensiometer. Men det er ikke utenkelig at en Reverse Logaritmisk pot kan gi mer naturlig kontroll for brukeren.

Høykuttfilter:

R14/C10 var kort nevnt som eksempel på high cut filter lenger oppe. På samme måte som med Lavpassfilteret vi tunet tidligere kan vi bruke Jack Orman's R/C kalkulator til å tilpasse også dette filteret. Et Høykuttfilterer er akkurat det samme som Lavpassfilter. Men vi kaller dem med ulike navn avhenging av hvorfor vi har implementert dem. For R14/C10 sin del ønsker vi ta bort de høye frekvensene. R14 = 2k2 og C10 = 0.01uF gir en grensefrekvens på 7238Hz. All lyd over dette kuttes med -6dB pr oktav.

Dette filteret er mest vanlig å justere ved å endre R14. Og man øker som regel verdien for å få en lavere grensefrekvens. Men om vi ser tilbake på hva vi lærte når vi endret verdien på R16 husker vi at filteret krever mer energi og gir lavere volum når man øker resistansen i filteret. For R14/C10 filteret vil ikke dette være mange dB, men dette filteret er plassert på et relativt følsom sted i DS-1. Hvor effekten av all verdens dioder, spagettinettverk utforskes til nærmest det latterlige. Saken er at diodene klipper ved en gitt påtrykket spenning og om vi demper signalet før dem når diodene kan det gi uventede resultater. Med denne kunnskapen sammen med vår lære om at vi kan endre verdi på C10 i stedet for R14 og beholde samme forsterkning som går til klippe-diodene har man nå mulighet til å justere high cut filteret også etter at man er fornøyd med lyden i diode-matrixen for D4-D5 og følelsen man har på Distortion knappen.. C10 = 15nF = 4825Hz, C10 = 20nF = 3619Hz

Grafen til venstre viser R14 med tre ulke verdier. Som man ser mister man masse volum - spesielt i HP delen hvor vi ser lignende egenskaper som vi så med R15. Men husk at dette kuttet i volum er gjort før klippe-diodene D4/D5.

Referanser og avsluttende ord:

I alt filterdesign finnes det komplekse faktorer som fort kan ta morroa bort fra denne hobbyen. Jeg har med hensikt ikke berørt faktorer som faseendring her siden grunnlegende design allerede er lagt og den som modifiserer vil bruke ørene sine for sluttkontroll. Om det til slutt låter bra blir da eventuelt fasefeil bare en del av effekten. Dette er samtidig en god trøst for meg siden dette emnet har vanskelig for å feste seg hos meg

Om man søker opp Brett Miller's kompilering 'Build_Your_Own_DS-1_Distortion2.pdf' finner man Muhammad Iqbal sin tegning av skjemaet for DS-1. Denne er langt enklere å følge enn kopiene av originaltegningen til Boss. Samme PDF-fil inneholder kopier av de mest kjente mod'ene for DS-1. Men før du begynner på dem bruk ditt eget hode og sjekk hva og hvorfor de ulike endringene er implementert. Selv den populære Seeing Eye til Keeley har et par komponenter byttet eller lagt til som man kan diskutere betydningen av.

Jeg har brukt LTSpice [ Linear Technology - Linear Home Page ] til å generere frekvensplottene. Men man kan også helt utmerket og faktisk veldig mye enklere benytte Duncan's fabelaktige Tone Stack Calculator (TSC) [ TSC ] til denne oppgaven da tonekontrollen i DS-1 er hentet fra Big Muff.

Jeg beklager missbruk og ukonsekvent bruk av engelske ord og utrykk.

Kommentarer, korrekturer og korreksjoner imøtesees med takk. Gjerne på PM om du foretrekker det.

Edit 31.12.2009 - Lagt til graf for R14/C10 + noe korrektur

Endret Desember 31, 2009 av huskerikke

[Loztboy]

Har ikke tid til å lese hele innlegget nå , men dette er er et meget bra initiativ

[GunnarpåMo]

Det kaller jeg et fyldig og informativt startinnlegg på en tråd.

Men siden jeg har en gammal DS-1 pedal med sølvskrue som er laget i Japan,

er det kanskje ikke den jeg skal modde?

[Aphelion]

Nei, du skal selge den billig til meg.

[huskerikke]

He he... - tilnærmet ingenting er nytt under solen når det gjelder effektpedaldesign.

Jeg fant at Jack Orman har lekt med nesten samme ide. Han kaller kontrollen

for Presence control og gjør i stedet motstanden i diskantdelen variabel.

http://www.muzique.com/lab/tone3.htm

Merk at man ikke kan bruke noen av verdiene han har listet her siden

artikkelen hans er generel for BigMuff type tonekontroll.

Kontrollen i DS-1 har en helt annen impendans og andre grensefrekvenser.

Man kan selvsagt bytte ut alle komponenten inklusiv VR3, men det er

jo helt unødvendig siden vi nå vet hvordan vi skal beregne verdiene

selv for å flytte grensefrekvenser på filterene lenger opp.

[Gluke]

Det kaller jeg et fyldig og informativt startinnlegg på en tråd.

Men siden jeg har en gammal DS-1 pedal med sølvskrue som er laget i Japan,

er det kanskje ikke den jeg skal modde?

What? Er'u feig eller? Jeg modda min. Det er lenge siden. Putta i no dioder tror jeg. Ble ikke no bedre. Kanskje prøve ut det her iseden?

[Hank Annicke Noe]

Flott innlegg.

Har en gammel DS-1 fra rundt 1980 selv. Personlig synes jeg DS-1 låter regelrett dritt og har aldri kunnet bruke den.

Hadde først en (rundt 1980) som jeg var så heldig å fikk gitt bort. Men så fikk jeg faen meg en til, og den har blitt stående i hylla siden.

Gidder ikke å prøve mods på denne, men siden den nå går under betegnelsen "klassiker" kan det være greit å ha den i samlinga.

Forstår nå hvorfor jeg aldri likte lyden av denne. Gadd jo aldri analysere den på den måten.

Fikk faktisk på samme tid også en orginal TS-808 som jeg brukte en stund. Denne ga jeg også bort da jeg begynte å bygge røramper selv. Det angrer jeg jo bittert på i dag.

Men den gangen var "vrengpøser" helt ut og det var kun rørvreng som dugde.

Resultatet var at jeg nå har bygd meg en... nei to nye TS-808, og koser meg med gromlyden herfra. Og har moddet bitte litt....

Vet det finnes mye info på nettet om TS-808, men det meste går vel på selve OD-kretsen og mindre på tonekontrollen. Skulle vært fint med en tilsvarende analyse av denne.

[Arkadian]

Den 10.1.2010 at 21.48, Hank Annicke Noe skrev:

Personlig synes jeg DS-1 låter regelrett dritt og har aldri kunnet bruke den.

Jeg er enig. Hadde en Analogman Midrange Mod DS-1 i årevis. Prøvde den sporadisk på øving nå og da, men det var alltid rett av pedalbrettet etter forsøket. Bytta til slutt mot en OCD Fulltone. Har en annen gammal Japan-bygd en også, som jeg har modda til helvete og tilbake flere ganger. Den låter faktisk litt bedre, men det tror jeg har mest med komponentkvaliet å gjøre. 

DS-1 funker etter min mening til en og bare en ting: Foran Roland-amper. Jeg har både en Cube 60 Chorus og en JC-120, og de takler kaoset fra DS-1 greit. Men foran en røramp? Niks. Heller ikke foran verdens beste transistorforsterker, som er LAB Series L5, min hovedamp. 

Edit: Auda, jeg ser først nå at dette er en forhistorisk tråd. Ikke meninga å lage spøkelse av den, men det går vel ikke an å slette innlegget.

Endret Mai 31, 2016 av Arkadian
Unnskyldning for å vekke til live død tråd.

[jonta]

Huskerikke skriver i starten på førtseinnlegget med å kalle problemtonen "that scooped tone"
 Mener han "vepsevrengen" eller tonen som forårsaker vepsetonen?

[Blix]

Ja original DS-1 låter skikkelig dritt, som dette f.eks.

 

 

 

Kan også brukes til å lage en skikkelig drittversjon av Eric Johnson-lyd

 

 

DS-1 er faktisk også observert på brettet til Johnson himself. Må nok ha vært et råttent publikum og han tenkte å plage de skikkelig.