[Stone(d)]

Heho,

Ich hoffe mal ich poste jetzt hier im richtigen Bereich, wenn nicht einfach Verschieben das Ganze  

Irgendwie lässt mich die Röhrentechnik nichtmehr los. Obwohl ich mich erst seit Kurzem damit beschäftige fasziniert mich das Thema ungemein und ich hab angefangen mir mal ein paar Gedanken zu machen. Eigentlich sind Röhren ja vollkommen überholt und total unnötig, seitdem es DSPs mit ausreichender Leistung gibt. Vorrausgesetzt man schafft es, eine Röhre komplett durch einen DSP zu ersetzen und nicht etwa eine ganze Vorstufe oder dergleichen zu modellieren. Angefangen von diesen Überlegungen, habe ich mich durch einiges an Theorie und Mathematik gegraben und ein kleines Programm in Matlab geschrieben. Ein erster Anfang, sozusagen. Dabei gehe ich wie folgend vor: Signaleingang->Eingangsfilter->Generierung von ib und eb ->Ausgangsfilter
In den einzelnen Etappen kommen nur die Werte der Röhre und die Beschaltung (Bauteilwert) um die Röhre herum zum tragen. Ziel des Ganzen ist ein Röhrenmodell, das den Sound einer Röhre genau wiedergibt, in Abhängigkeit der Bauteilwerte, wie in einer realen Schaltung eben. Zur Zeit bin ich an der Modellierung von ib und eb und das Ganze sieht schon sehr gut aus. Als Startpunkt habe ich mir eine Triode ausgesucht. Wenn das Modell mit den Filtern steht und funktioniert, wage ich mich an Pentoden und überlege mir wie man den OT modellieren könnte, oder ob hier eine eine teilweise Analogschaltung das gewünschte Ergebniss bringt. . Ziel des Ganzen ist dann, einen Verstärker aus ca. 10-15 DSPs ausfzubauen, wobei z.B. jedes Tonestack auch einen eigenen DSP bekommt. Vielleich werden trotzdem einige Klangbestimmende Bauteile wie Kondensatoren analog bleiben, da man deren spezielles Verhalten nur schwer umsetzen kann wie ich mir derzeit denke.

Ein erstes Ergebniss, nach einer Woche programmieren in Matlab und Theorie findet ihr im Anhang. Soweit ist das Modell schon ganz gut, aber ich muss den unteren Bereich der Kurve noch parametrisieren. Das steht die Woche über, bzw. am Wochenende an. Die Kurve ist bei einer Anodenspannung von 200V, rp 62kOhm, Mü 105, Rk 1k8Ohm, RL 220kOhm. Werte am Gitter und der Koppel-C gehen dann in Eingangs- und Ausgangsfilter ein.

Lasst mich mal eure Gedanken zu dem Thema hören  

Grüsse,
Lukas

[röhrenlehrling-ordi]

Hey, ziemlich cool, sowas könnte ich für die Schule gut gebrauchen . Aber mir ist nicht ganz klar was du mit ib und eb meinst. Ich meine, dass ich mir auch schon viel Theorie reingesaugt hab, ich hab auch gerade meine Variablensammlung (fast 2 A4 Seiten) aber ich habe nirgends ib oder eb stehen. Es gäbe Ub, und deswegen auch Ib, aber das ist mir noch nie untergekommen. Meinst du vielleicht Ia?? Deine Grafik heißt auch Ia_Ug, ich meine, oder ist das von dir Absicht?

mfg ordi

[Stone(d)]

Ach da sprichst du ein sehr leidiges Thema an...ich komme regelmässig durcheinander mit den Bezeichnungen. Ich werde daher die phys. Grössen ab jetzt immer ausschreiben, sonst gibt das nur Konfusion...

Also ib und eb sind der momentane, totale Anodenstrom (BIAS und AC-Anteil) und die momentante, totale Anodenspannung (BIAS und AC-Anteil). Im Diagramm hab ich das etwas anders Angegeben, weil ich dachte das sich ein Aussenstehender dann leichter Zurechtfindet. Als Theoriegrundlage habe ich ein 716 (!!!!!) Seiten starkes Theoriewerk. Da sind auch alle Nomenglaturen sehr gut erklärt und aufgelistet. Ohne diese Buch, wär ich persönlich nie durch die ungefähr 30-40 verschiedenen Spannungs- und Stromangaben gestiegen...Btw. arbeite ich mit den englischen Bezeichnungen, da meine Quellen alle auf englisch sind und ich so auch besser zurechtkomme. Würde ich da immer die deutschen Bezeichnungen hernehmen, wärs mit dem Verständniss gleich wider vorbei  

Aber mir ist nicht ganz klar was du mit ib und eb meinst. Ich meine, dass ich mir auch schon viel Theorie reingesaugt hab, ich hab auch gerade meine Variablensammlung (fast 2 A4 Seiten)

Jup, so lange ist die in dem Buch in etwa auch...

Hey, ziemlich cool, sowas könnte ich für die Schule gut gebrauchen

Ihr macht digitale Signalmodellierung in der Schule   ?

Wenn ihr wollt, kann ich nach kleineren Aufräum- und Kommentierungsarbeiten den Code mal reinstellen. Ist aber wiegesagt in Matlab das Ganze.

so long..
Stoney

[röhrenlehrling-ordi]

Naja, nicht alle machen das. Ich bin grad in der 7. Klasse AHS, also in einem Jahr habe ich Matura, und ich schreiben eine FBA (=Fachbereichsarbeit) in Physik über Röhrenverstärker, und so ein Modell macht sich natürlich sehr gut. Wenn du willst, kann ich dir vielleicht helfen oder wir können mal quatschen über ICQ wenn du hast. Meine Quellen sind zwar nicht so umfangreich, aber so viel würde über das Ziel hinausschiesen, da eine FBA nur 30-50 Seiten umfassen soll, aber trotzdem, hast du das als Buch oder PDF oder website? DAs interessiert mich jetzt schon, woher du ein so "mächtiges" Theoriewerk hast.
Nun zu deinem Angebot:
Ich würde es natürlich begrüßen, aber ich arbeite in Mathematica6, die Profisoftware, und von Mathlab hab ich nur mal gehört, aber ich hab KEINEN Plan von dem Programm. Deswegen werd ich da mal googeln, aber ich würde den Code gerne sehen.

mfg ordi

[BuggyAndy]

Hallöchen,

Eigentlich sind Röhren ja vollkommen überholt und total unnötig, seitdem es DSPs mit ausreichender Leistung gibt

ja dat iss abba mutich sowas in ein... meine DAS Röhrenforum zu schreiben

Ein gewisser Mr. Dumble sagte mal so ganz grob sinngemäß, "warum sollte man etwas verkomplizieren, wenn mann mit einfachen Mitteln (Röhren) ein besseres Ergebnis bekommen kann? Der Mann ist Weise

Trotzdem interessante Sache, es sind aber viele Röhren die man da Simulieren könnte, allein die Ecc83 in all ihren unterschiedlichen Varianten.... vieeel Arbeit, mein Respekt

Gruß Andy

[Stone(d)]

Hallöchen,

ja dat iss abba mutich sowas in ein... meine DAS Röhrenforum zu schreiben

Ein gewisser Mr. Dumble sagte mal so ganz grob sinngemäß, "warum sollte man etwas verkomplizieren, wenn mann mit einfachen Mitteln (Röhren) ein besseres Ergebnis bekommen kann? Der Mann ist Weise

Trotzdem interessante Sache, es sind aber viele Röhren die man da Simulieren könnte, allein die Ecc83 in all ihren unterschiedlichen Varianten.... vieeel Arbeit, mein Respekt

Gruß Andy

Naja ich sehe das so: Eine Röhre ist im Audiobereich unübertroffen. Soviel steht fest.
Den Sound wird man nie mit irgendwelchen Siliziumschaltungen erreichen. Es sei denn: Man baut sich eine Funktion/Gleichung/Algorithmus/wie auch immer, der genau das selbe tut wie die Röhre. Damit hätte der Bastler und Profi immernoch alle Freiheiten (sogar noch viel mehr, oder habt ihr schonmal ne Röhre im inneren Verändert) und man hätte keine Hochspannung, Heizspannung mehr, kein Brummen und kein Rauschen (obwohl ich selbst hier etwas modellieren werde, nämlich eine Schwankung der Konstanten in der Röhre).
Zu den unterschiedlichen Varianten: Die kann ich jetzt schon sehr wohl erzeugen, da die Kennlinien nur früher oder später in die Nichtlinearität gehen, ich kann den überschwinger im overload-bereich genau einstellen was steigung und endwert angeht und ich kann den unteren Bereich bald auch sehr genau einstellen. So sollte es dann möglich sein, für alle Röhrentypen die Variablen aus den Datenblättern zu bestimmen (wobei die Datenblattlage echt beschi***n ist)

Gerade deshalb habe ichs in DAS Röhrenforum gepostet. Wenn einer Röhren versteht und mir sagen kann ob das der Wirklichkeit entspricht was ich da mache, dann doch wohl die Profis hier!


@ordi:

Ach, das gute alte Mathematica   Damit kannst du ganz böse sachen Anstellen. Leider kann ich nur Matlab und Maple. Matlab ist aber für solche Sachen die Software der Wahl. So elegant, einfach und trotzdem schnell. Matematica ist natürlich für grosse Pozessanalysen und grössere Numerikarbeiten klar die Nummer eins.

Die Theoriegrundlage findest du hier: http://www.pmillett.com/tecnical_books_online.htm (Link hab ich hier aus dem Forum, danke an den Poster!!!!) Dort das: Theory and Applications of Electron tubes, Herbert Reich, 2nd edition 1941, 716 pages

Da findest du Gleichungen für den AC-Anteil bei resistiver und complexer Last. Damit sollte man eigentlich alles Berechnen können. Allerdings kommt man mit ein Paar Informatik-Tricks leichter ans Ziel, und ich hab auch viele Sachen in den Funktionen selber gebaut (Obere und Untere nichtlinearitäten sind mit e-funktionen modelliert). Dazu kommen noch viele konditionen und schleifen für den Overload- und Clippingfall. Mein Frequenzspektrum sieht schon ganz gut aus, die Harmonics treten richtig schön hervor, gerade wenn ich den Signalpegel aufdrehe.

Ich poste heute abend mal die M-File als Text. Da Matlab C++ sehr ähnlich ist (wobei doch vieeel besser für signalverarbeitung und testphase) dürftest du den Code leicht verstehen.

Grüsse,
Lukas

[röhrenlehrling-ordi]

Du setzt aber vorraus, dass ich ein guter Programmierer bin....  - da täuschst du dich aber... ich bin nur gut in Mathematica, weil ich da einfach so viel mache, aber schaun wir mal. Bin schon gespannt, was du da zeigen wirst

mfg ordi

[Stone(d)]

Keine Angst...sind bisher nur 130 Zeilen Code, mit vielen Kommentaren. Aber du solltest davor auf jeden fall die Kapitel 3 und 4 in dem Buch gelesen und verstanden haben, sonst verstehst du zwar den Code, aber nicht die Gleichungen 

Nochmal zum Thema Röhren allgemein: Ich blase nicht zum Grossangriff, aber man muss ja mal eine echte Alternative schaffen. Modellingamps sind ja der letzte Dreck, das kann sich keiner antun. Daher die Überlegungen.

[röhrenlehrling-ordi]

Uhhh, da schlägst du ja ganz aggressive Töne an! Wenn du meinen Avatar anschaust, wirst du bemerken, dass ich einen Line6 Spider Valve 112 habe, der ein digitales Modelling Kopfteil hat mit einem Bogner 40-Watt Vollröhrenamp, und ich muss sagen, dass das Gerät auf KEINEN Fall der letzte Dreck ist. Er ist extrem umfangreich, der Klang ist kaum zu überbieten, denn er erspart einem entweder grindige Overdrive oder Distorsion Pedale oder einen Haufen Röhrenamps, die ein Vermögen auffressen. Trotzdem muss man sagen, dass die Qualität der Models extrem unterschiedlich ist, und dabei behaupte ich, dass Line6 mit Abstand die hochwertigesten Models auf dem Markt hat. Aber ich kann deine Überlegungen durchaus nachvollziehen! Trotzdem wäre ich an deiner Stelle ganz vorsichtig mit solchen groben Verallgemeinerungen! Ich sage auch nicht, dass alle Marshall Amps geil klingen, nur weil mir der neue Haze sehr gut gefällt...
So, dann noch viel Spaß beim Programmieren und freu mich schon auf den Code!

mfg ordi

[Stone(d)]

Naja moment, der hat ja auch Röhren drinne   . Ich meinte eigentlich die reinen Modeling-Verstärker. Die find ich klanglich echt arm, teilweise, weil die Hersteller es halt nicht geschafft haben die nichtlinearen charakteristiken einzuprogrammieren. Weiss auch nicht, wie das mit 1 oder 2 DSPs gehen soll. Wenn ich dagegen GuitarRig 3 oder Overloud hernehme, kommt man da doch in ganz andere dimensionen. Ich hab selbst auch nen Valvetronics, also nicht zu persönlich nehmen   Wollte damit nur sagen das ich was besseres machen möchte 

Ich glaube sowieso, das grade die Endstufe wohl das grösste Problem darstellen wird, deshalb haben VOX und Line6 da ja auch Hybridlösungen gewählt. Pentode, OK, das is machbar. Sag, auch machbar (Mittels 1.Ableitung über die letzten Wertepaare und abhängig von einigen Faktoren die Versorgungsspannung einbrechen lassen wenn der Impuls zu stark ist) . Aber die Sache mit dem OT wird verdammt haarig. Aber dadrann möcht ich noch garnicht denken.

[röhrenlehrling-ordi]

Gut, dass wir uns da einig sind. Aber vielleicht nimmst du dir da fast zu viel vor. Ich meine, dass ja eigentlich Ingenieurslevel und nicht eine Beschäftigung für Zwischendurch, aber ich will dich trotzdem nicht daran hindern, des zu versuchen!

mfg ordi

[Stone(d)]

<-- 6. Semester und kurz vor dem Bachelor in Produktionstechnik/Automatisierung. Danach gehts hoffentlich auf die TUM zum Master in Mechatronik gefolgt von ner Doktorarbeit oder so, mal sehen. Also daran scheiterts nicht. Muss ja auch nicht in 4 Wochen fertig sein das Ganze. Allein das dann alles auf DSPs umzusetzen wird dauern, plus die ganzen Tests davor am PC.

Ich habe da auch schon eine Detailfrage:

Thema: Beschaltung am Gitter. Wenn ich das richtig verstanden habe, ist der Spannungsabfall des Eingangssignales umso grösser, je grösser die Impendanz am Gitter, wenn Gitterstrom zum fliessen kommt. Ergo flacht sich die Kurve umso stärker ab (ab Ug1>0V) je höher die Eingangsimpendanz der Röhre ist.
Richtig so

[earnst]

Hallo,

...ist der Spannungsabfall des Eingangssignales umso grösser, je grösser die Impendanz am Gitter, wenn Gitterstrom zum fliessen kommt...

ich weiß nicht ob ich dich da richtig verstehe, aber das mit dem Spannungsabfall kann man nur sagen, wenn man von zwei Widerständen/Impedanzen spricht, also, z. B. Innenwiderstand der Signalquelle und eingangswiderstand/impedanz der Röhre. Bei nur einem Widerstand und idealer Quelle ist der Spannungsabfall immer gleich...

Der Gitterstromeinsatz beginnt bei den üblichen Trioden (ECC...) auch schon unter 0 V.... Der Ausgangskreis verhält sich bei kleinen positiven Gitterspannungen noch relativ "normal" (was ia/ug angeht).

Zum Modellieren an sich: Wenn du wirklich ein Modell finden willst, daß auf DSP umgesetzt, an den "wahren" Sound herankommen soll, wird es sehr aufwändig, zumal bei Gitarren-Amps die Aussteuerungsbereiche der einzelnen Röhrensysteme wesentlich größer - und daher nichtlinearer - sind als bei Audioanwendungen. Das fängt bei den Elektrodenkapazitäten an (um den Miller-Effekt mit rein zu kriegen) und hört bei der Ia-Abhängigkeit der Standard-Parameter µ, S, ri (die sind nämlich nur konstant bei winzigsten Aussteuerungen) noch nicht auf.

Da ist eine (ungenaue) Emulierung durch FETs (à la FETzerValve) immer noch "anhörbarer" als ein zu lineares Röhrenmodell auf DSP.

mfg, ernst

[Stone(d)]

Der Gitterstromeinsatz beginnt bei den üblichen Trioden (ECC...) auch schon unter 0 V.... Der Ausgangskreis verhält sich bei kleinen positiven Gitterspannungen noch relativ "normal" (was ia/ug angeht).

Hm, dachte eigntlich nachdem was ich bisher gelesen habe das der Gitterstrom ab 0V so relevant wird, das sich eben ab 0V die Ia/Ug-Kurve anfängt nach unten zu biegen und dan mehr oder weniger auf einen festen Wert läuft. Wo beginnt denn normalerweise diese Abflachung? Im Bereich von 0V<Ug<1V?

Zum Modellieren an sich: Wenn du wirklich ein Modell finden willst, daß auf DSP umgesetzt, an den "wahren" Sound herankommen soll, wird es sehr aufwändig, zumal bei Gitarren-Amps die Aussteuerungsbereiche der einzelnen Röhrensysteme wesentlich größer - und daher nichtlinearer - sind als bei Audioanwendungen. Das fängt bei den Elektrodenkapazitäten an (um den Miller-Effekt mit rein zu kriegen) und hört bei der Ia-Abhängigkeit der Standard-Parameter µ, S, ri (die sind nämlich nur konstant bei winzigsten Aussteuerungen) noch nicht auf.

Also mit der Nichtlinearität gibts keine Probleme. Clipping und Overload kann mein Modell jetzt schon, ist nur noch eine Sache der Feinjustage und richtigen Parametrisierung. Ich teste auch mit Signalen, die die Röhre total übersteuern. Die Kapazitäten kommen in einem Filter vor der Anodenstrom-, Anodenspannungsmodellierung zum tragen. Was die Varianz der Parameter angeht...ich hab da mal 3D-Funktionen gefittet und das in mein Modell integriert. Hatte aber nicht den gewünschten Effekt, da es hier an den Herstellern der Röhren scheitert, die einfach nur schlechte bis garkeine Datengrundlagen liefern durch die die Abweichungen gerade in relevanten Bereichen einfach zu gross sind. Ich habe das jetzt so gelöst, das ich die Nichtliniearitäten (bei konstantem µ und Rp ist die Kurve der Röhre fast vollkommen linear, sagen zumindest die Gleichungen für den Anodenstrom) durch eigene Funktionen mittels Addition/Subtraktion erreiche. Damit fährt das Modell ganz gut. Ich muss nur meine Funktionen noch mit den Parametern der Röhre verknüpfen.

so long...
Lukas

[WiderGates]

Hallo Lukas,
interessant was Du da machst. Halte uns auf dem Laufenden.

Hm, dachte eigntlich nachdem was ich bisher gelesen habe das der Gitterstrom ab 0V so relevant wird, das sich eben ab 0V die Ia/Ug-Kurve anfängt nach unten zu biegen und dan mehr oder weniger auf einen festen Wert läuft. Wo beginnt denn normalerweise diese Abflachung? Im Bereich von 0V<Ug<1V?

Schau Dir mal bei ValveWizard den Artikel "Comman Gain Stage" an. Darin wird beschrieben, dass der Gitterstrom der ECC83 bei ca -0,09V einsetzt und ausgeprägter ist je niedriger die Anodenspannung ist.


Ciao