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Grundkenntniss-Fragen --> Heute: Kathoden-Basis-Schaltung ;-)

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Offline Nils H.

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Moin,

anbei noch eine Illustration, warum eine Spice-Simulation bestenfalls eine Hilfestellung leisten kann, aber einen erfahrenen Designer nicht ersetzt. Ich habe Deine Triodenstufe mal mit zwei verschiedenen Modellen durchgerechnet, einmal mit dem 12ax7a-Modell aus Deiner zip-Datei (oben), einmal mit der NH12AX7 aus dem generischen Triodenmodell von Duncan (unten). Die Abweichungen sprechen für sich, denke ich, auch wenn die Kurven sehr ähnlich sind.

Für mich ist LTSpice vor allem ein sehr gutes Werkzeug, um die Arbeitspunkte möglichst genau vorauszuberechnen sowie die Pegelverhältnisse und das Frequenzverhalten abzuschätzen.

Gruß, Nils

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Offline basementmedia

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OK, hab den Unterschied gefunden und hat auch nicht lange gedauert ;-)
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Offline basementmedia

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So, nun hab ich mal den 68k Gridstopper durch einen 1 Ohm ersetzt und festgestellt, dass der ehemalige Hi-Shelf bei 2.2khz komplett verschwunden ist. Das würde quasi bedeuten, wenn ich den Gridstopper in meinem Marshall entfernen WÜRDE (was ich um Himmels willen nicht machen werde  ;)) hätte ich einen bombastischen Höhen-Boost, korrekt. Klar, dass wahrscheinlich nicht nur dieses Bauteil an der Gestaltung der oberen Frequenzen beteiligt ist, aber zumindest würde sich da dann was tun, richtig?

Ich frag jetzt mal einfach wild drauf los und bin auch nicht bös, wenn ich mich dann wieder "zähmt", aber...

Wie würde man denn den Low-Shelf, der im Moment noch drin ist (bei ca. 220 Hz) wegkriegen, bzw. beeinflussen können?
Wie könnte man denn einzelne Frequenzen selektiv wegbekommen? z.B. ne Beule nach unten bei 500 Hz?
Und wie könnte man die Steilheit dieser "Beule" beeinflussen?

Viele Grüße

Daniel

EDIT: Im Prinzip könnte ich mir dann mit einem Potentiometer anstelle des Gridstoppers doch nen High-Shelf-Filter einbauen, oder?
« Letzte Änderung: 29.07.2011 13:11 von basementmedia »
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Offline Nils H.

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Moin,

das meiste hatten wir schon... ;)


So, nun hab ich mal den 68k Gridstopper durch einen 1 Ohm ersetzt und festgestellt, dass der ehemalige Hi-Shelf bei 2.2khz komplett verschwunden ist. Das würde quasi bedeuten, wenn ich den Gridstopper in meinem Marshall entfernen WÜRDE (was ich um Himmels willen nicht machen werde  ;)) hätte ich einen bombastischen Höhen-Boost, korrekt. Klar, dass wahrscheinlich nicht nur dieses Bauteil an der Gestaltung der oberen Frequenzen beteiligt ist, aber zumindest würde sich da dann was tun, richtig?


Ich bin mal so frei und zitiere mich selbst:

Grundsätzlich hat der GS zwei Funktionen: Stabilisieren der Stufe gegen parasitäre Schwingungen und unterdrücken (ungewollter) hoher Frequenzen - in der ersten Stufe sind das vor allem HF-Einstreuungen. Dazu bildet der GS zusammen mit der Miller-Kapazität der Stufe einen Tiefpass. 68k ist ein "klassischer" Wert, oft reicht ein kleinerer GS aber aus (ich verbaue am Eingang immer ~10k, oder halt was gerade da ist).

Aufgrund der Tiefpasswirkung wird der GS auch zur Klangformung benutzt, sieht man oft weiter hinten in Amps mit mehr Gain - da wird der Gridstopper gerne mal 220k oder 470k groß und hat damit einen deutlich hörbaren Effekt als Tiefpass.

Merlin schreibt zu dem Thema auch was in seinem Preamp-Buch. Demnach ist das Tiefpassverhalten auch noch von der Stellung des Volumepotis der Gitarre abhängig - dreht man das Poti runter, kann der -3dB-Punkt des Tiefpasses bis runter auf 4-5kHz rutschen, was dann "muffig" klingt. Ein kleinerer Gridstopper reduziert diesen Effekt, und er rauscht auch weniger. Ob's gefällt, muss man ausprobieren.


Ich frag jetzt mal einfach wild drauf los und bin auch nicht bös, wenn ich mich dann wieder "zähmt", aber...

Wie würde man denn den Low-Shelf, der im Moment noch drin ist (bei ca. 220 Hz) wegkriegen, bzw. beeinflussen können?
Wie könnte man denn einzelne Frequenzen selektiv wegbekommen? z.B. ne Beule nach unten bei 500 Hz?
Und wie könnte man die Steilheit dieser "Beule" beeinflussen?

Siehe:

Ohne C3 hast Du eine starke Gegenkopplung. Das Signal ist ja eine Wechselgröße. Wenn am Gitter das Signal ansteigt, wird es weniger negativ gegenüber der Kathode, und der Strom durch die Röhre steigt an. Ohne Bypass-C bedeutet das aber auch einen Anstieg des Spannungsfalls über R3, die Kathode wird weiter angehoben und damit der Anstieg des Gitters gegenüber der Kathode "gedrosselt" und die Verstärkung der Stufe reduziert.

Wenn man jetzt den R3 mit einem C brückt, wird der Wechselanteil an der Kathode quasi kurzgeschlossen, die Kathode bleibt auf festem Potential, und die Verstärkung der Stufe steigt. Das kann man auch zur Klangformung nutzen, indem man als Kathoden-C nicht ganz so große Werte nimmt; dann bleibt die Stufe für tiefere Frequenzen stärker gegengekoppelt, für hohe Frequenzen dagegen wird diese Gegenkopplung aufgehoben. Im Endeffekt kommt es zu einem Treble-Boost. Nimmt man einen großen C (10-22µ), kann man die Stufe als (für Gitarrenfrequenzen) "fully bypassed" betrachten, und sie hat maximale Verstärkung über den gesamten Frequenzbereich.

Gruß, Nils

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Offline basementmedia

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Ich bin mal so frei und zitiere mich selbst:

 O0 Scheiße du hast wie immer Recht...aber das Stand ja auch schon verdammt weit vorne im Thread ;-)
Ok, scheiß Ausrede...
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Offline Nils H.

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Nachtrag: Den "Shelf" bei 2,2kHz anzusetzen (da, wo er "losgeht") ist sinnlos und ungenau. Wichtiger ist der -3dB-Punkt des Tiefpasses, der liegt rechnerisch so ungefähr bei 23kHz, wenn man von einer Miller-Kapazität von ca. 100pF ausgeht - eigentlich weit genug oben, damit es keinen Einfluss auf Gitarrenfrequenzen hat.

Gruß, Nils

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Offline Nils H.

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O0 Scheiße du hast wie immer Recht...aber das Stand ja auch schon verdammt weit vorne im Thread ;-)
Ok, scheiß Ausrede...

Um es explizit noch mal zu sagen: Das Prinzip des Treble-Boosts durch "kleine" Kathoden-Cs beruht darauf, dass ein Kondensator für hohe Frequenzen einen niedrigeren Blindwiderstand hat als für niedrige: XC=1/[2*pi*f]. Man kann das so betrachten, dass hohe Frequenzen an der Kathode gegen Masse abgeleitet werden, wodurch die Gegenkopplung höherer Frequenzen aufgehoben wird und diese entsprechend höher verstärkt werden.

Gruß, Nils

Edit: Anbei zwei Plots, die das verdeutlichen: Erstmal ohne Kathoden-C, und im zweiten Plot mit 470n, 1µ und 22µ (grün, blau, rot). /Edit
« Letzte Änderung: 29.07.2011 13:52 von Nils H. »

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Offline basementmedia

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Nachtrag: Den "Shelf" bei 2,2kHz anzusetzen (da, wo er "losgeht") ist sinnlos und ungenau.

Gruß, Nils

OK, du hast Recht, es ist kein Shelf (ja, ich hab die Anführungszeichen bemerkt ;-)
Den Shelf bei 2.2khz ansetzen wollte ich ja gar nicht machen sondern nur sagen/fragen dass/ob man den Gridstopper grundsätzlich auch als Poti gestalten könnte, um eine zusätzliche (massive) Klangregelung zu erhalten. In der Realität würde man wahrscheinlich aber an anderer Stelle eingreifen, um diesen Frequenzbereich zu bearbeiten...aber soweit bin ich noch nicht in Merlins Bibel...

Viele Grüße

Daniel
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Offline 12stringbassman

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Dieser "shelf", wie Du ihn nennst, ist ein einfacher RC-Tiefpass. Das C, also die Kapazität, sieht man in Deinem Schaltbild nur nicht, da er von der von Niels schon erwähnten Miller-Kapazität der Triode gebildet wird.
Genauso gut kannst Du einfach einen Kondensator nach dem Widerstand gegen Masse schalten. Probier's aus, in Spice kostet das nix und rauchen tut's auch nicht, wenn Du was falsch gemacht haben solltest. Die -3dB-Frequenz ergibt sich aus f=1/(2*pi*R*C).
Für solch grundlegenden Versuche würde ich aber erstmal die Röhre weglassen und nur die einfache RC-Schaltung modellieren, damit Du ein Gefühl für die Größenordnungen bekommst.
"Fachmännisch wurde genau berechnet, dass der
Starnberger See tief, seicht, lang, kurz, schmal und breit zu gleicher Zeit ist." (Karl Valentin)

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Offline 12stringbassman

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Ich habe Deine Triodenstufe mal mit zwei verschiedenen Modellen durchgerechnet, einmal mit dem 12ax7a-Modell aus Deiner zip-Datei (oben), einmal mit der NH12AX7 aus dem generischen Triodenmodell von Duncan (unten). Die Abweichungen sprechen für sich, denke ich, auch wenn die Kurven sehr ähnlich sind.

@Niels:
In diesen Modellen werden die Kennlinien der Datenblätter mit mathematischen Formeln angenähert. Je nachdem, welches Datenblatt oder Kennlinienschrieb der Author des Models verwendet hat und wie genau die Annäherung ist, ergibt sich natürlich ein anderes Verhalten bei der Simulation. Genauso wie es "in Echt" Röhren mit unterschiedlichen Werten gibt, obwohl sie den gleichen Typen-Aufdruck haben. Warum würde sonst Dirk so viele verschiedene Röhren gleichen Typs im Sortiment haben?
"Fachmännisch wurde genau berechnet, dass der
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Offline basementmedia

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Dieser "shelf", wie Du ihn nennst,

Für mich siehts halt eher aus wie ein Shelf-Filter (siehe auch z.B. http://www.delamar.de/tutorials/equalizer-tutorial-teil-3-filtertypen-und-presets-2828/) als ein "Cut" Filter, deswegen....

Genauso gut kannst Du einfach einen Kondensator nach dem Widerstand gegen Masse schalten. Probier's aus, in Spice kostet das nix und rauchen tut's auch nicht, wenn Du was falsch gemacht haben solltest. Die -3dB-Frequenz ergibt sich aus f=1/(2*pi*R*C).
Für solch grundlegenden Versuche würde ich aber erstmal die Röhre weglassen und nur die einfache RC-Schaltung modellieren, damit Du ein Gefühl für die Größenordnungen bekommst.

Werd ich machen...
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Offline basementmedia

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Sorry, jetzt komm ich doch nochmal zu der (für erste Versuchszwecke eig. noch zu kopmplexen) Schaltung zurück:

Mit dem Kathoden-C kann man ja nun (je nachdem welche Größe man wählt) anscheinend den Einsatzpunkt der Tiefpass-Frequenz wählen.
Mit welchem Bauteil könnte man denn die Steilheit der Kurve beeinflussen?

Und nochmal die Frage von vorhin: Wo könnte man den Ansetzen, um eine bestimmte Frequenz anzusenken (also keinen kompletten Cut-Off AB einer Frequenz sondern quasi einen "Bell"-Filter bei einer bestimmten Frequenz mit einer bestimmten Steilheit).

Ich hoff ich nerv euch grad nicht mit dem Gefrage ;-)
Bin grad nur HEISS  O0
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Offline 12stringbassman

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Hi Daniel!
Das ist halt, nimm's mir bitte nicht übel, Musiker- oder Tonkutscher-Sprech ;) . Für den Elektrotechniker gibt es Hoch- und Tiefpässe (und Bandpässe), und davon gibt's die noch jeweils in 1. Ordnung, 2., 3. usw. Ordnung. Einfache RC-Filter sind 1. Ordnung, d.h. sie verändern den Amplitudenverlauf mit 6dB/Oktave (oder 20dB/Dekade).

Die Steilheit der Höhenanhebung durch den Kathoden-Bypass-Kondensator kannst Du nicht verändern, da es ein einfaches RC-Glied mit eben 6dB/Oktave ist. Du kannst nur die Grenzfrequenz verändern, z.B. durch Veränderung des Wertes dieses Kondensators. Das steht aber alles in Merlins Buch, samt Formeln zur Dimensionierung.

Man kann allerdings anstelle des Kathoden-Cs einen LC-Schwingskreis parallel zum Kathodenwiderstand schalten. Damit erhältst Du eine Mittenanhebung (oder "bell"- oder Glockenkurve, wenn Du so willst.) So wird es zum Beispiel im aktiven Mitten-EQ des Ampeg-SVT gemacht.
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Offline 12stringbassman

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Jetzt sehe ich es erst:
Mit dem Kathoden-C kann man ja nun (je nachdem welche Größe man wählt) anscheinend den Einsatzpunkt der Tiefpass-Frequenz wählen.
Kann man nicht. Es ist kein Tiefpass. Mit diesem Kondensator werden die Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz höher verstärkt als unterhalb. Die Tiefpassfunktion macht der Gridstopper zusammen mit der Miller-Kapazität.
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Offline basementmedia

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Ach genau, die Miller-Kapzität...die hab ich mir ja auch noch nicht angeschaut...hol ich heut Abend nach...ist halt echt ein harter Weg für nen Newie, wenn dieser gleich alles auf einmal wissen will...
« Letzte Änderung: 29.07.2011 14:54 von basementmedia »
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