cadena de cubos

Un dispositivo de brigada de cubos (BBD) es un circuito integrado que almacena y mueve una señal eléctrica a través de una cadena de condensadores, avanzándola una etapa por cada pulso de reloj. Cada condensador mantiene una pequeña muestra de voltaje; una red de conmutación controlada por señales de reloj transfiere esa muestra al siguiente condensador en la línea, creando un retardo programable. La salida emerge del condensador final de la cadena, desplazada en el tiempo con respecto a la entrada por un número de ciclos de reloj proporcional al número de etapas.

Los BBD se volvieron esenciales en el procesamiento de efectos analógicos durante las décadas de 1970 y 1980, particularmente para circuitos de chorus, flanger y eco donde se necesitaba un retardo analógico controlado por voltaje sin el costo o el volumen de las máquinas de cinta. Un dispositivo típico contiene de 100 a 4,000 etapas; un BBD de 512 etapas funcionando a 100 kHz produce un retardo máximo de aproximadamente 5 milisegundos. La frecuencia del reloj determina directamente el tiempo de retardo: reducir a la mitad la frecuencia del reloj duplica el período de retardo. La amplitud de la señal de entrada suele limitarse a 100 mV pico a pico para evitar la distorsión en la transferencia del condensador.

La limitación crítica es la acumulación de ruido y distorsión. Cada transferencia de condensador a condensador introduce una pequeña pérdida de carga y ruido de inyección; la señal se degrada a medida que viaja por una cadena larga. La corriente de fuga a través del dieléctrico del condensador hace que el voltaje mantenido decaiga si el reloj se detiene, lo que hace que los BBD no sean adecuados para el almacenamiento estático. Los cambios de temperatura y el ruido de realimentación del reloj también corrompen la señal, por lo que las aplicaciones de audio profesionales utilizaban pares coincidentes con una polarización y un filtrado cuidadosos.

El nombre refleja la analogía con los trabajadores de relevo que se pasan cubos de agua de mano en mano: cada etapa acepta la carga de un lado y la pasa a la siguiente. Esta arquitectura de tiempo discreto difiere fundamentalmente de las líneas de retardo continuas (que utilizaban propagación acústica o electromagnética) y del retardo digital moderno (que muestrea y almacena números discretos en la memoria). Los BBDs unen los mundos analógico y digital sin necesidad de conversión de datos.

El uso práctico requería un diseño de circuito cuidadoso alrededor del chip. Un preamplificador de entrada, un filtro de salida y un generador de reloj preciso de dos o cuatro fases eran compañeros estándar. Los CDA3094 y SAD1024 fueron caballos de batalla de la industria en unidades de sintetizador y efectos. A medida que el procesamiento de señales digitales se volvió más barato y capaz en la década de 1990, los BBDs desaparecieron de los nuevos diseños, pero siguen siendo valorados en equipos vintage por su carácter suave y musical bajo la degradación de la señal.