Lang leve de simulatie.

Als je (relatief) snel en makkelijk een bepaald idee of circuitje wil uitproberen, dan is de breadboard bijna een must. Je prikt je componenten op z’n plaats, maakt verbindingen met draadjes, etc… en je kan in een mum van tijd in “real life” je schakeling testen. Maar soms ontbreekt het je aan tijd, plaats of componenten om aan de slag te gaan. Simulatiesoftware als LT-spice is dan even zo handig.

Voor een project rond een powerchip-amp was ik op zoek naar een simpele toonregeling. Al zoekend en surfend kwam ik éénsklaps uit op de “Tilt Tone Control”.

De Tilt is een actieve éénknops toonregeling. Het signaal scharniert dmv een potentiometer rond een bepaalde centrale frequentie, bijv. 1 kHz. Draai je naar links, dan worden de hoge frequenties (+1kHz) geboost, en de lage frequenties (-1kHz) gedempt. Draai je naar rechts, gebeurt het omgekeerde: lage frequenties (-1 kHz) worden geboost en hoge frequenties (+1kHz) worden gedempt. Staat de potentiometer in het midden, dan blijven de frequenties ongewijzigd en wordt er niets gedempt, noch geboost.

De schakeling is op zich verbazend eenvoudig:

Een lineaire potentiometer, met aan weerszijden een filter (een weerstand + condensator) en parallel hieraan nog een weerstand. De potmeter staat over de inverterende ingang en de uitgang van een opamp. De toonregeling werkt dmv negatieve feedback (uitgangssignalen worden teruggekoppeld naar de ingang); de filterwaarden bepalen de scharnierfrequentie en verdere frequentiespreiding.

In een eerste oogwenk zag ik veel potentie in deze “tilt control”. De scharnierfrequentie van 1 kHz leek me voor gitaar wel hoog. De hoge Mi op 1ste snaar / fret 12 is al + 1.2 kHz. In z’n huidige vorm blijft er van boosten of dempen van hoog niet veel over; het zou vooral dempen en boosten van laag zijn. Een scharnierfrequentie van 650 Hz (of misschien zelfs lager: 440 Hz) leek me beter. Bijgevolg moeten weerstands- of condensatorwaarden getweakt worden. Maar wat is of hoe sterk is de impact van de éne dan wel andere weerstands- of condensatorwaarde op het frequentieverloop?

Het mooie met LT Spice (of ander simulatieprogramma) is, dat je dit proces kan visualiseren, zonder dat je een ganse namiddag weerstandjes of filtercondensators op je breadboard in- en uitprikt. Je installeert je in de zetel, laptopje erbij, een goeie tas koffie (of iets straffers) en je gaat aan het simuleren. Je kan naar hartelust experimenteren met diverse waardes van condensatoren, weerstanden, potentiometer, etc… en met een druk op de knop zie je wat dit naar frequentiewijziging met zich meebrengt. Er is ook een bijkomend voordeel: je gaat beter snappen welke component verantwoordelijk is voor wat. Zo viel het me op dat de grootste impact qua frequentieverschuiving van de condensatoren komt, en dat de weerstanden (naast frequentieverschuiving) vooral een impact hebben op de mate van boost dan wel demping. De verschillende grafieken kan je opslaan zodat je ze met elkaar kan vergelijken.

Uiteindelijk heb ik een schakeling op breadboard nagebouwd. Helaas bleek de Tilt voor m’n beoogd project niet geschikt te zijn. Maar ik troost me met de gedachte dat ik veel tijd en moeite heb bespaard door de schakeling eerst es virtueel te testen. Het feit dat je een “te verwachten” frequentieverloop kan visualiseren kan een grote meerwaarde zijn.