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Vorstufen Verzerrung

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Offline Rob

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Re: Vorstufen Verzerrung
« Antwort #45 am: 12.04.2012 14:20 »
Hallo Georg

Ein interessantes Thema!
Bin vor einiger Zeit bei Hoffman Amps auch auf einige Schaltungen mit einem IRF820 als Kathodenfolger gestossen, konnte mir aber mangels Halbleiterverständnis keinen Reim auf den Sinn der Schaltung machen.
Mir ist es im Grunde wurscht, was eingebaut ist, solange ich mich nicht mit SMD oder mit Digitalem Kram herumärgern muß, und der Sound stimmt.
Meine Frage daher: was ändert sich klanglich, wenn man das z.B. in einen allgemein bekannten Klassiker wie VoxTB oder Plexi Einbaut?
Auf einigen Plänen ist der Mosfet auch ohne schützende Zenerdiode (welche eigentlich?)  eingebaut.
Andererseits klingen einige Preampverzerrer wie SLO, Recti, mit RöhrenKF auch ganz gut.
Besteht da etwa noch Verbesserungspotential?
Ich bräuchte viel mehr Zeit, um alle Ideen auszuprobieren.

Gruß Rob

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Offline Fandango

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Re: Vorstufen Verzerrung
« Antwort #46 am: 12.04.2012 15:14 »
Hallo Rob,
am Klang verändert das an dieser Stelle gar nichts, jedenfalls nicht mit dieser Schaltung, der Mosfet stellt seine Ausgangsspannung auf die gleiche wie an seinem Eingang ein, minus 4V etwa, je nach Typ.
Anders verhält sich das wenn man vor das Gate noch einen hochohmigen Widerstand schaltet, dann bewirkt die Eingangskapazität des Fet eine Höhenabsenkung, hier aber nicht.
Die Z-Diode sollte man aber einbauen, ich nehme dafür eine Z18, der Wert muss unter der zulässigen Gate/Source-Spannung liegen, beim IRF830 sind das 20V.
Bei Schaltungen mit Kondensatoren im Lastkreis könnte diese Spannung bei einem Rechtecksignal überschritten werden, dabei kommt es auf den Lastwiderstand und die Größe der Kondensatoren an, mit einem 5cent-Artikel wie einer Z-Diode ist man auf der sicheren Seite.
Zitat
Ich bräuchte viel mehr Zeit, um alle Ideen auszuprobieren.
Der Tag sollte 48 Stunden haben...

Gruß,
Georg
I doubt if any of my favorite players even own a soldering iron.

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Offline Stefan_L_01

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Re: Vorstufen Verzerrung
« Antwort #47 am: 13.04.2012 20:58 »
@Manfred
Zitat
es wird daher keine Arbeitsspunktverschiebung geben
Gibt es imo auch nicht. Aber die Röhre weiß doch nicht ob hier ein Rk allein oder eine Parallelschaltung vorliegt. Genauso die normale Triode mit Cap Bypass, verhält sich ja auch anders im AC als im DC.
Der niedrige Ausgangswiderstand liegt ja auch nicht im Rk sondern durch die Tube bzw. Anode begründet.
Im Anhang habe ich mal versucht das grafisch darzustellen, die loadline für Rk ist hellrot, und für Rk || TS (für eine Frequenz) mal angenommen doppelt so steil, wenn Rk = ImpTS(f). Im AC verschiebt sich die Linie in den AP für DC und so lange man im Bereich A ist läuft alles normal bis Ik = 0 (o. knapp davor). Dann schrammt man im clipping entlang der Ik = 0 Achse Richtung Uk = 0 (B-Bereich), und von da geht es dann irgendwie zurück zum AP.
Das dies tonal nicht besonders glücklich klingen dürfte sollte jedem klar sein.

Jedenfalls liefert Spice genau dieses Ergebnis wenn man Rk = 100k anlegt und hinter parallel dazu einen KoppelCap und einen weitern 100k gegen Masse legt, was dann im AC nur halbe Last bedeutet.


@Georg
Georg, ich gebe Dir prinzipiell in allem Recht. Da macht man sich bei 4 Vorstufen Gedanken um die Arbeitspunkte und weiche Verzerrung, nur um festzustellen dass dann im CF eh alles geclippt wird, auf die übelste Art die man sich nur vorstellen kann!!!
Es scheint aber vielleicht bei High Gain Amps gewünscht zu sein, vielleicht unterstützt dies die messerscharfen Akzente die man bei dieser Sorte setzen kann.

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Manfred

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Re: Vorstufen Verzerrung
« Antwort #48 am: 13.04.2012 22:44 »
Hallo Stefan,

Zitat
Aber die Röhre weiß doch nicht ob hier ein Rk allein oder eine Parallelschaltung vorliegt. Genauso die normale Triode mit Cap Bypass, verhält sich ja auch anders im AC als im DC.

Nochmal, für den Ausgangswiderstand des KF gilt Ri/(mü+1) ~ 1/S ~  625 Ohm da ändert die Parallelschaltung des Rk von 100K bzw. auch die gesamte Last von 66kOhm nicht viel.
Ich kann auch nichts dazu, das ergibt sich aus der Berechnung des Wechselstromersatzbilds des KF.

Das sieht bei der Kathodenbasisstufe andest aus, da ist der Ri, mit der "Allerweltsbeschaltung" Rk = 1,5KOhm, Ck = 22kOhm
und Ra = 100kOhm, ca. 38kOhm, da würde die Belastung des TS eine wesentliche Änderung der dynamischen Lastkennline bewirken, was eine Verschiebung des Klippingeinsatzes bewirkt.

Es wird weder beim KF, noch beider Kathodenbasisschaltung der DC-Arbeitspunkt durch eine gleichspannungsmäßig entkoppelte Last verschoben. Die dynamische Lastkennlinie geht durch den DC-Arbeitspunkt.

Gruß
Manfred



   

 
« Letzte Änderung: 14.04.2012 09:25 von Manfred »

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Offline chipsatz

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Re: Vorstufen Verzerrung
« Antwort #49 am: 14.04.2012 00:47 »
Hallo Manfred,

für mich sieht dein Bild eigentlich genauso aus wie Stefans Bild  ;) (zumindest inhaltlich).
Ich glaube ihr liegt da garnicht so weit auseinander. Im Grunde kommt ihr ja nahezu zum gleichen Ergebnis. Ich finde die Sache jedenfalls recht interessant. Mir war diese Form des Clippings beim CF bisher garnicht bewusst.
Wie ich das sehe müsste man den CF also möglichst so betreiben, dass er auf keinen Fall dieses Ik=0-Clipping (ich nenn es mal so) erreicht, aber Clipping durch Gridstrom an der positiven Halbwelle erwünscht ist. Oder?

Gruß,
mike

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Offline _peter

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Re: Vorstufen Verzerrung
« Antwort #50 am: 14.04.2012 01:20 »
Hallo Mike,

dazu müsste man doch eigentlich nur den AP der vorhergehenden gain stage so wählen,
dass diese das Signal "oben" beschneidet, so dass es - dann am Gitter des KF gedreht -
diesen nicht mehr so weit nach unten aussteuern kann.

Wie berechnet man jetzt noch mal die Spannung über Rk, ab der das clipping einsetzt?

Gruß, Peter
vintagevalveamps
Der Imperativ von "messen" lautet: miss!

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Manfred

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Re: Vorstufen Verzerrung
« Antwort #51 am: 14.04.2012 09:24 »
Hallo Stefan,

Zitat
So, Einwurf: Ich hab einen 220hz ton mal aufgenommen. Direkt vor der Gainstufe, und direkt hinter dem CF (hinter dem Auskopplungs-Cap 330nf). Man beachte die utnerschiedlichen Skalierungen.
Jetzt mit 820 an der Kathode der Gainstufe, AP 165V bei B+ 295V
Die "Pflugscharren" kann ich auch am Oscii beobachten wenn ich Gitarre spiele, ganz typische Wellenform. Sobald die weg sind beim Ausklingen des Tons hört auch das Geschnarre auf

Da war ich die ganze Zeit mit dem Signal auf dem "Holzweg".

Zitat
Direkt vor der Gainstufe, und direkt hinter dem CF (hinter dem Auskopplungs-Cap 330nf). Man beachte die utnerschiedlichen Skalierungen.

Du schreibst "direkt vor der Gainstufe" ich bin die ganze von der Spannung am Ausgang der Gainstufe sprich am Gitter des KF ausgegangen.
Kannst du eine Oszillogramm am Gitter des KF aufnehmen? Wenn ein Gitterstrom fließen sollte ist die Ausgangspannung ein Abbild von der Gitter-Kathoden-Spannung sein. Die Gitter-Kathoden-Spannung wäre noch besser, aber da muss man das Oszilloskop oder den Amp über eine Trenntrafo vom Netz abkoppeln oder den PE trennen, sonst hat man über den Schutzleiter einen Kurzschluß der Kathode gegen Masse.
Wenn man dies tut höchste Vorsicht walten lassen.
Das Klipping ist in diesem Fall eine kleine, verundete  Ecke und ein flaches Begrenzen des Signals aber nicht solche "krassen Pedals".
Entweder kommt das Signal schon so verformt am Gitter des KF an  oder es muss eine andere Ursache vorliegen.


@Peter
Zitat
dazu müsste man doch eigentlich nur den AP der vorhergehenden gain stage so wählen,
dass diese das Signal "oben" beschneidet, so dass es - dann am Gitter des KF gedreht -
diesen nicht mehr so weit nach unten aussteuern kann.

Ja, den Level zurücknehmen.
Wie ich schon erwähnte ist etwas Clipping ist für den Marshall- oder Vox-Topboost-Crunchsound erwünscht,
vorausgesetzt wenn möchte es so haben, aber das Signal ist weich verrundet begrenzt.

Siehe hier:
http://www.freewebs.com/valvewizard1/dccf.htm

Ich sehe, es wird Zeit das ich mir eine Digitalspeicheroszi kaufe. ;D

Gruß
Manfred
















 
« Letzte Änderung: 14.04.2012 09:28 von Manfred »

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Offline Fandango

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Re: Vorstufen Verzerrung
« Antwort #52 am: 14.04.2012 11:41 »
Hallo Freunde,
warum versucht Ihr nur mit aller Gewalt diese Schaltung so zu verändern dass sie Eueren Wünschen entspricht?
Seht einfach ein dass es so nicht geht.
Man kann kleine Verbesserungen machen, die Widerstände den eingesetzten (!) Röhren anpassen, aber dann ists schon vorbei.
Ein Kathodenfolger verstärkt keine Spannung, den kann man nicht zum "Abrunden" eines Signals benutzen, man kann lediglich erreichen dass immer mehr Gitterstrom fließt, und dass der Klang immer nur schlechter wird.
Ich bezweifle auch sehr, dass das:
Zitat
für den Marshall- oder Vox-Topboost-Crunchsound erwünscht
ist. Dort nicht.

Bei der Ausgangsschaltung fliesst beim KF ab ca. 30V Wechselspannung am Gitter Gitterstrom, das macht sich aber am Ausgangssignal nicht bemerkbar, in diesem Fall wirkt der KF wie ein Gleichrichter, die Kathode sieht hier keinen zusätzlichen Strom sondern das Gitter wird für sie wie eine zusätzliche Anode deren Spannung nur höher und von der Kathode bedient wird, dabei folgt das Ausgangssignal schön dem Eingangssignal, bis zu dem Punkt an dem der KF sperrt, und der tut das weil die Spannung an der Kathode nicht schnell genug abfallen kann, diese Spannung ist in den Kondensatoren gespeichert, das Gitter wird gegenüber der Kathode zu negativ, die Röhre sperrt. Bleibt also nur den Kathodenwiderstand zu verkleinern damit sich die Kondensatoren darüber schneller entladen können, aber dadurch fliesst viel eher und viel mehr Gitterstrom und die Röhre wird sehr belastet.
Man kann sich hier drehen und wenden wie man will, entweder belässt man es einfach dabei und steuert diese Röhre nicht zu sehr aus, oder, wenn man bei Röhren bleiben will, man setzt dort eine Leistungsröhre ein wie z.B. eine EL84 und verkleinert den Kathodenwiderstand entsprechend, die zieht dann zwar auch ab einem bestimmten Punkt Gitterstrom aber diese "Pflugscharen" treten nicht mehr auf weil sich die Kondensatoren über der kleinen Kathodenwiderstand schnell entladen können, dieser R könnte z.B. 22k haben.
Dabei muss man aber berücksichtigen dass der Vkf der 84 bei 100V liegt, also muss die Heizung hochgelegt werden (eigener Heiztrafo...), am Besten aber lässt man das alles sein und nimmt einen Mosfet.

Wer der Meinung ist dass in einen Amp keine Halbleiter rein dürfen und auf Röhren bestehen will der muss sich den Gegebenheiten anpassen und die Röhren eben so benutzen wie sie funktionieren, diese KF-Schaltung ist ausgereizt, viel mehr geht nicht, gebt Euch damit zufrieden.
Jede Signalverfälschung die der KF macht klingt einfach nur übel, außer vielleicht bei einem Ton und einer Einstellung des Tonestacks.
Aber probiert und rechnet selbst ruhig weiter, irgendwann wird auch der Letzte wohl einsehen müssen dass außer einem Lernerfolg nix Gscheits dabei herauskommt.

Gruß,
Georg
 
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Offline _peter

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Re: Vorstufen Verzerrung
« Antwort #53 am: 14.04.2012 11:44 »
Ja, den Level zurücknehmen.
Wie ich schon erwähnte ist etwas Clipping ist für den Marshall- oder Vox-Topboost-Crunchsound erwünscht,
vorausgesetzt wenn möchte es so haben, aber das Signal ist weich verrundet begrenzt.

Manfred,

um das weiche clipping durch sozusagen A2-Betrieb geht es doch gar nicht, sondern um das
scharfe clipping auf der anderen Seite des Sinus. Mir ging es auch nicht darum, das Level
insgesamt zurückzunehmen, sondern nur die Seite des Signals vorher zu beschneiden, die
dann dem scharfen clipping ausgesetzt wird. Die andere Seite kann von der Gain-Stufe noch
voll verstärkt werden und wird dann weich durch den KF begrenzt.

Gruß, Peter
vintagevalveamps
Der Imperativ von "messen" lautet: miss!

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Offline _peter

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Re: Vorstufen Verzerrung
« Antwort #54 am: 14.04.2012 11:59 »
@Georg:

Wenn das Gitter Strom zieht, fällt über dem Ra der Treiberstufe eine Spannung ab. Dadurch
wird das Gitter wieder weniger positiv. Der Gitterstrom begrenzt somit weich das Eingangssignal.
Das ist ein durchaus gewünschter Kompressionseffekt und der Grund, warum der DC-KF so
abgefeiert wird. Das mag aus perfektionistischer Sicht Unfug sein. Aber gerade weil die Schaltung
so grenzwertig ist, färbt sie den Klang eben auf eine bestimmte Weise, die für manchen Gitarristen
eben gut klingt.

@Alle:

Wir haben es ja hier mit 2 verschiedenen Effekten am KF zu tun. Die weiche, gewollte Begrenzung
die z.B. auf der Valve-Wizard-Seite beschrieben ist und die "Pfluscharen" auf die Georg aufmerksam
gemacht hat. Ich denke, der erste Effekt ist hinlänglich bekannt und braucht nicht weiter diskutiert
werden, oder? Interessanter wäre es, den zweiten Effekt näher zu betrachten.

Und noch einmal die Frage: Die Kathode des KF folgt ja er Signalspannung am Gitter. Wie berechne
ich den Punkt, ab dem die "Plugscharen" einsetzen?

Gruß, Peter
vintagevalveamps
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Offline Fandango

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Re: Vorstufen Verzerrung
« Antwort #55 am: 14.04.2012 12:20 »
Zitat
Wenn das Gitter Strom zieht, fällt über dem Ra der Treiberstufe eine Spannung ab. Dadurch
wird das Gitter wieder weniger positiv.
Hallo Peter,
das ist schon i.e. richtig, aber um diesen Effekt ausnutzen zu können muss der Arbeitspunkt anders gewählt werden, der Kathodenwiderstand des Treibers muss größer sein, dadurch aber verschiebt sich die Spannung an der Kathode des KF nach oben und überschreitet den zulässigen Vkf.
Wenn man einen KF als "Effektgerät" einsetzen will dann sollte man seine Schaltung anders dimensionieren, niedrige Anodenspannung von z.B. 100V, dann hat man allen Spielraum. Aber dafür ist diese Schaltung an dieser Stelle weder gedacht noch geeignet.

Gruß,
Georg
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Offline Stefan_L_01

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Re: Vorstufen Verzerrung
« Antwort #56 am: 14.04.2012 17:48 »
Und noch einmal die Frage: Die Kathode des KF folgt ja er Signalspannung am Gitter. Wie berechne
ich den Punkt, ab dem die "Plugscharen" einsetzen?

Gruß, Peter

Wie schon gesagt, ich meine da wo die dynamische Arbeitsgerade (Rk || ImpTS) durch den statischen Arbeitspunkt die Ik = 0 Achse schneidet, ab da etwa ist damit zu rechnen dass der CF abgewürgt ist. Auf der Uk Achse kannst Du dann als Differenz zu U_AP ablesen um wieviel die Gainstufe davor ausschlagen darf um den CF nicht zu übersteuern. Durch deren Gain kann man wiederrum zurückrechnen wieviel an deren Grid anliege darf, und das ist nicht viel ... insbesonders wo man heute 3, 4 Gainstufen hat ist das ja fast unvermeidbar nicht zu überschreiten
« Letzte Änderung: 14.04.2012 17:50 von Stefan_L_01 »

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Offline Stefan_L_01

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Re: Vorstufen Verzerrung
« Antwort #57 am: 14.04.2012 18:01 »
noch was, Merlin bzw. Valvewizard beschreibt imo die Sättigung durch grid current bei positiven Signalhalbwellen OHNE den Einfluss eines folgenden TS !!! Also nur für hochohmige Last oder sogar gar keine!
Deswegen sind seine Folgerungen imo mit Vorsicht zu genießen. Denn real sind die dyn. Arbeitsgerade auch steiler im positiven Signal, und der Einfluss der Caps im TS macht aus der symmetrischen Kompression wieder einen Sägezahn. Also passieren auch hier andere Dinge und NICHT wie auf seiner Seite gezeigt nur das symmetrische clippen mit fast nur "schönen" harmonischen Anteilen !!

Wahrscheinlich war Merlin vom Marshall 6100 inspiriert zu seinen Aussagen in dem Artikel, der glaube ich im HighGain 2 o. 3 Treiber/CF Stufen hintereinander hat OHNE folgenden TS, also rein zur Soundformung

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Manfred

  • Gast
Re: Vorstufen Verzerrung
« Antwort #58 am: 15.04.2012 04:57 »
Hallo Stefan,

danke für Deine Mühen, ich versuche Deinem Gedankengang zu folgen und das Ganze mal nachzuvollziehen.

Gruß
Manfred
« Letzte Änderung: 15.04.2012 13:11 von Manfred »

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Offline Grooverock

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Re: Vorstufen Verzerrung
« Antwort #59 am: 15.04.2012 23:51 »
Hi!

Ich finde dieses Thema äusserst Interessant, denn mich hat dieses Gefissel bei einigen Amps auch genervt.
Vielleicht ist bei dieser Disskusion der Ansatz von Fender beim EVH-Amp ganz interessant.
http://support.evhgear.com/schematics/EVH_5150III_AmpHead_Schematics.pdf
Ein ähnliches vorgehen wurde ja weiter oben schon angesprochen.
So vermeidet man auf jeden Fall das Übersteuern des CF.
Viele Grüße, Kim
Dreckig und laut...