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weicher Clippen

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Offline Stefan_L_01

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weicher Clippen
« am: 15.08.2012 14:30 »
Hi
Ich spiel gerade ein bisschen mit Spice und Oscii rum, da stoße ich im Preamp auf immer das gleiche Problem: Wenn man eine geclipptes Signal - und die dritte, spätestens die vierte Stufe im Preamp clippt brutal hart - versucht wieder etwas aufzuweichen, sei es durch ein Cap danach gen Ground wie im Anhang oder über Ra, erreicht man ein smoothing nur für den Übergang aus dem dynamischen Bereich in den Übersteuerten. Also im Anhang zu sehen, Verrundung durch den 1nF gen Ground im Anstieg, aber nicht im Fallen.

Jetzt also die Frage: Hat einer vielleicht eine Idee wie man auch die fallende Flanke smoothen könnte, idealerweise (Quadratur des Kreises..) ohne verstärkte Höhen wieder zu dämpfen?
Stefan

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Manfred

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Re: weicher Clippen
« Antwort #1 am: 15.08.2012 20:41 »
Hallo,

ist in den Spicemodellen für Röhren eigentlich die Gitterspannungsbegrenzunge bei einsetzendem Gitterstrom berücksichtig.

Gruß
Manfred
« Letzte Änderung: 15.08.2012 20:49 von Manfred »

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Offline es345 (†)

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Re: weicher Clippen
« Antwort #2 am: 15.08.2012 21:22 »
Hallo ,

in Ergänzung zu Manfreds Kommentar (ein wenig Philosphie ;)):

Simulationen sind hilfreich und wichtig zum Verständnis der Mechanismen, die simuliert werden, und das ist jedoch ein eingeschränktes Abbild der Realität.

Am besten, Du befragst auch "die Natur". Bau dir z.B. eine 4 stufige "Probier"Vorstufe auf, jede Stufe getrennt regelbar  und probier aus. Als Startpunkt:
- Jede Folgestufe sollte durch das Eingangssignal ein wenig in die Übersteuerung gehen
- schau Dir das Signal an, das ist hilfreich, aber endscheidend ist anhören: Gitarre dran, Endstufe mit Box dran .

Die Anzahl der Stellschrauben für den Sound mag erschreckend groß erscheinen.
Pro Stufe: obere und untere Grenzfrequenz am Eingang, Größe des Gridstoppers, Arbeitspunkteinstellung, Größe der Ansteuerung usw.

Such hier  im Forum (und in anderen Foren) nach Beiträgen zu Vorstufe,Overdrive usw.
Es hilft für die Starteinstellung. Oder such Dir den Schaltplan eines Amp mit 3/4 stufiger Overdrivestufe, die anerkannt von vielen als gut gelungen gilt, bau sie auf  und fang an zu variieren.

Vergleiche mit der Simulation, Du wirst Unterschiede feststellen. Das Ganze ist äußerst spannend.

Gruß Hans- Georg

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Offline Stefan_L_01

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Re: weicher Clippen
« Antwort #3 am: 15.08.2012 22:09 »
zu Manfred: ja, das geht. Ich hab oben aber den jcm 10k in der Kathode, deswegen sieht man den nicht, müsste man (noch) härter anblasen.
Ich könnte auch ein Oscii Shot liefern, aber Spice ist für meine Frage hinreichend genau.
Mir fällt dazu jedenfalls keine Lösung ein. Halt, das stimmt nicht. Wenn ich mit solchen Sachen spiele wie im Anhang, dann geht das durchaus. Vielleicht stand da jemand vor ca. 30-40 Jahren vor genau der gleichen Frage als das Prinzip in ein bekanntes Design eindrang?

Ich kenne einfach keinen TubeAmp bei dem nicht ein gewisses hässliches Kratzen immer mitschwingt wenn es etwas mehr vom Gain wird. Und mich nervt das langsam ganz gewaltig!

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Offline El Martin

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Re: weicher Clippen
« Antwort #4 am: 16.08.2012 08:37 »
Morsche!

Schau dir mal den Schaltplan des Bogner Alchemist an. Nein, Reinhold hat es nicht erfunden. Die zwei Stufen mit lokalem Feedback sind meiner Meinung nach mit der Hauptgrund für den "weichen" Ton. Ja, es liegt auch an dem einen oder anderen Kondensator (auch mal über nem Ra).

Ciao&viel Erfolg
Martin
Rot ist schwarz und plus ist minus...

Rote Litzen sollst Du küssen, denn zum Küssen sind sie da.

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Manfred

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Re: weicher Clippen
« Antwort #5 am: 16.08.2012 13:59 »
Hallo Stefan,

und die sogenannten "Snubbers" Kondensatoren parallel zu Anode-Katode. Die können aber ebenso parallel dem Anodenwiderstand geschaltet sein oder direkt von der Anode zu Masse gehen.
Gary von Glasswerks hatte mal in einem Thread aus seiner geschrieben das er keinen Unterschied zwischen mit dem Parallelkondensator zwischen Anode und Kathode und parallel zum Anodenwiderstand feststellen konnte. Bei der Anoden zu Massevariante musste der Wert des Kondensators ein klein wenig erhöht werden. Der Mann muss es wissen, denn der baut Hammer-Dclones mit äußerst positiven Verbesserungen.
Für den soften Overdrive hat "Herr Dumble hat die Lastgeraden für die Overdrivestufen geschickt gelegt.
Außerdem wird mit der Einstellung des Potis "Trim" das Eingangsignal für die Stufe begrenzt damit es nicht häßlich klingt.

Gruß
Manfred
« Letzte Änderung: 16.08.2012 21:06 von Manfred »

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Offline El Martin

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Re: weicher Clippen
« Antwort #6 am: 16.08.2012 19:02 »
Namd!
...für Signalwechselstrom ist Masse und Plus fast das Gleiche, da sie über die fetten Elkos quasi kurzgeschlossen sind...

und ja, auch HADumble hat mit lokalem Feedback rumgemacht. Wieso sehen die Werte denen von HAD ähnlich? Pürer Züfäll, denkischmir.  :angel:

Es ist dann die Feinabstimmung, die "DEN" Sound liefert. Soundideale ändern sich.

HabbicheichentlichschonaufNFBhingewiesen? Im umschaltbaren Master/Präsenz/Depp  steckt auch noch dies&das drin, was Übersteuerungsverhalten anlangt.

Ciao
Martin
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Manfred

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Re: weicher Clippen
« Antwort #7 am: 16.08.2012 21:35 »
Hallo,

Zitat
..für Signalwechselstrom ist Masse und Plus fast das Gleiche, da sie über die fetten Elkos quasi kurzgeschlossen sind...

So kann man es sehen.
Für die Schaltungsanalyse wird die Betriebsspannung als konstant angenommen, d.h. die Spannungsänderung dU = 0V für eine beliebige dynamische Stromentnahme dI, der dynamische Innenwiderstand ist dann dU/dI = 0V/xA = 0 Ohm also Kurzschluß. ( d steht für Delta).
Theorie meets practice.  ;)

Zitat
Pürer Züfäll, denkischmir.
Es soll auch Leute geben die sich sowas ausdenken und berechen können und ihre Produkte nicht nur mit der "trial and error" Methode entwickeln. Wenn die Basis stimmt dann erfolgt der "Feinschliff"  von Bauteilwerten dann natürlich unbestritten per Gehör. :)

Gruß
Manfred

Gruß
Manfred
   

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Offline Stefan_L_01

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Re: weicher Clippen
« Antwort #8 am: 16.08.2012 23:18 »
Snubbers o. normale Caps, die beinflussen überwiegend nur eine Flanke. Die andere bleibt relativ unbeindruckt mit einem harten Wechsel die spätestens im Tonestack zu einem üblen Spike sich ändert, krächz.
Es ist wie die Sprungantwort eines Caps auf eine RechteckFlanke, eine Seite wird gerundet, die andere nicht. Dioden scheinen den Vorteil zu haben dass sie im dynamischen Bereich clippen. Ich meine, wenn eine Röhre negativ clippt dann ist die Ausgangsspannung maximal, was darüberhinaus passiert ist dem Signal völlig unbekannt. Sinkt das Signal ist der "Fall" dann sehr aprupt. Die Diodenschaltung arbeitet im Clip mit der Signalstärke weiter mit was immerhin zu einer leichten Verrundung auch im Fall führen kann. Bisschen laienhaft versucht zu erklären.

Letzlich kann man doch machen was man will, die dritte o. vierte Röhrenstufe wird mit > +-10V angeblasen, das ist einfach HighGain, und dann ist das Ergebnis ein Plateau. Dann kommt der Tonestack und damit die hässlichen Spikes, Sägezahn, whatever. Jetzt kann man Bässe und mitten vielleicht völlig rausnehmen (peavey 6501?), dann bleibt nur noch Hochtochkrächzen übrig und wenig "Transen"-Gekrächze, klingt aber auch eher bescheiden imo - ok mag im Bandgenfüge bei High Volume sich wieder etwas geben, aber das ist nicht mein Ziel...

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Manfred

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Re: weicher Clippen
« Antwort #9 am: 17.08.2012 05:23 »
Hallo Stefan,

Zitat
Snubbers o. normale Caps, die beinflussen überwiegend nur eine Flanke.

Im Sprachgebrauch der englischsprachigen Foren sind Snubbers normale Kondensatoren die in den im Beitrag oben beschriebenen Positionen
eingesetzt werden. Bitte nicht mit den Snubberkondensatoren in der Leistungselektronik verwechseln.

Zitat
die beinflussen überwiegend nur eine Flanke
Hast du noch eine Diode in Serie zu dem Kondensator? ;D
Spaß beiseite ich weiß was du meinst.

Die Anordnung ist ein Tiefpassfilter.
Die Sprungantwort eines Rechtecksignals ist bei der ansteigenden Flanke verrundet und der abfallenden nicht,
das gilt aber nur wenn die Frequenz des Rechtecksignals kleiner als die Grenzfrequenz des Tîefpassfilters ist.
Bei Frequenzen ab der Grenzfrequenz und größer ist das eine ansteigende und abfallende Kurve eine e-Funktion.
Am Umschaltpunkt ist eine Ecke die in der Praxis  nur bei reinem Rechtecksignal vorkommen wird.

Es wird beim Gitarrenverstärker kein Rechtecksignal vorkommen.

Nun zum Klippen der Röhren Stufen.
Bei der positiven Halbwelle erhält man beim Einsetzen das sogenannte Gitter-Clamping, die Gitterspannung wir begrenzt die Kurvenform ist abgeplattet mit einem leichten schrägen Dach und abgerundten Übergängen. Dieses Verhalten ergibt sich aber  nur durch eine Wechselwirkung mit der vorhergehenden Stufe. Der Gitterstrom fließt über den Anodenwiderstand der vorhergehenden Stufe und deren Ausgangssignalspannung mit stiegendem Gitterstrom abnimmt. Die Signalform Anodenausgangsspannung ist identisch der "geclampten" Gitterspannung.
Ein Einspeisen einer Röhrenstufe mit eine Funktionsgenerator der eine konstante Spannung liefert  zeigt nicht den  Clampingeffekt.
Bei der negativen Halbwelle wird die Kurvenform durch, ich nenne es mal Abschalten des Anodenstroms (Cutting) abgeplattet,
wobei die Abplattung nicht eine gerade Linie sonder eher eine leichte Krümmung ist. Auch hier sind die Übergänge jeweils verrundet.

Nun kann ich mir beim Desing überlegen was ich haben will.
Overdrive mit einer Stufe:
Arbeitspunkt so um die Mitte:
pos. Halbwelle Clamping und neg. Halbwelle Cutting.
Arbeitspunkt mehr links:
pos. Halbwelle Clamping und neg. Halbwelle unbeinflusst.
Arbeitspunkt mehr recht:
pos. Halbwelle unbeinflusst und neg. Halbwelle Cutting.

Overdrive mit zwei Stufen:
Hier kann man durch die Phasendrehung je nach Arbeitspunktlage
zwei mal Clamping oder Cutting haben.

Für beide Varianten der Overdrivestufen ist ein vorausgehende Eingangsstufe vorausgesetzt.

Der Oberwellengehalt und damit der Overdrivesound und dadurch ist je nach Wahl der Stufen bzw. Stufenkombination unterschiedlich.
Dazu kommt noch die "Klangformung" durch Filter davor und danach.

Andere wie Mesa, Peavy etc. erzeugen das Clipping in "Portionen" über mehre Stufen.

Last not least, noch eine Overdrivestufe gefolgt von leicht geklippten Kathodenfolger.

"Alles Geschmacksache sprach der Affe und biß in die Seife "

Aber zu dem Dioden-Clipping muss ich sagen, dass es heutezutage superdimensionierte Overdrives  und Distortions gibt,
wo der Overdrive- und der Distortionsound in Kombination mit  einem  Clean-Röhrenamp besser klingt als ein Röhrenamp mit einem schlecht dimensionierten Overdrivekanal. Die liegen leider alle so in der 150 - 250 Euro-Klasse. Aber man weiß hier ja wie man sie selbst baut.

Die "Puristen" würden mich jetzt bestimmt wieder am liebsten steinigen. ;D

Nachtrag: Grid-Clamping wird auch als Grid-Current-Limiting bezeichnet.

Gruß
Manfred



 


 
« Letzte Änderung: 17.08.2012 11:56 von Manfred »

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Offline Stefan_L_01

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Re: weicher Clippen
« Antwort #10 am: 18.08.2012 15:20 »
Hallo Manfred

Erstmal Danke für Deine Ausführungen. Ich muss Dir leider in einem Kernpunkt widersprechen:
"Es wird beim Gitarrenverstärker kein Rechtecksignal vorkommen."

Das sehe ich anders. Ok, ein 100% Rechtecksignal wird man tastächlich nicht beobachten. Aber gerade das Cutting kommt dem schon relativ nahe - weniger das current-limiting.
Ich meine eine Röhre hat vielleicht so +-2V Austeuerung, das liefern schon manche Pickups Humbucker. Bei 4 Stufen im Preamp (typisches einfaches Design heute, ohne K-Folger, 2xECC83 + 1xPI, s. Screamer, Valveking u.v.a.) kommen an die 4te Stufe einfach riesen Signale an, auch wenn gerade die Bässe mit -20db o. mehr gefiltert werden gegenüber den Frequenzen so um die 1-2khz typischerweise. Ehrlich gesagt kann man schon bei einem JCM800 Design in Oscii ziemlich rechteckförmige Signalformen beobachten. Da kann man die AP der vorangehenden Stufen wählen wie man will, die dritte Stufe wird in der Regel schon mit > +-10V angeblasen.
Und das will man ja, man will ja den Crunch, es schwingt nur zu viel Dreck mit, wenn man mal genau hinört. Geht wie gesagt wenn man sehr laut spielt etwas unter, in der Band noch mehr, aber er ist da und wenn man das mal raushört stört es ungemein.

Ich habe jetzt einiges ausprobiert, und ich meine es liegt imo immer an drei Punkten:
a) negatives Signal - cutten produziert Plateaus die de facto rechteckförmig sind
b) Die Hinterkante eine Plateaus ist mit normalen passiven Bauelementen nicht glättbar (Rückkopplung sei mal dahingestellt, muss ich mal rumspielen) ohne völlig die Höhen zu verlieren (  -> Sprungantwort )
c) darauffolgende Kapazitäten, insbesonders niederohmige RC-Lasten wie Tonestack, verschlimmern das Plateau noch indem es durch Aufladevorgänge zu dem Rechteck noch einen Sägezahn obendrauf gibt, meist ist die Hinterkante dann ultrascharf. Dazu gehören auch Koppelkondensatoren, je kleiner umso schärfer!
Außerdem entstehen durch das Höhen-Cap ultrascharfe Spikes, die aber sicherlich im weiteren Verlauf durch den Amp sich glätten dürften.

Deswegen finde ich den (Fender) Clean Kanal im JVM ja so interessant, weil er ja den TS nach der ersten Stufe hat. Macht irgendwo Sinn weil dort das Signal noch ohne Clip-Anteile nicht so stark integrierend/differenzierend verformt wird wie eine Rechteck, also sprich es ist immer noch rund danach.
Ich finde eh die wesentlichen Filter sollten aus diesem Grund möglichst vor der ersten Stufe die clippt liegen.

Mit dem Artikel ging übrigens mein Interesse an dem Clipverhalten los:
http://www.bteaudio.com/articles/TSS/TSS.html

Gruß
Stefan

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Manfred

  • Gast
Re: weicher Clippen
« Antwort #11 am: 18.08.2012 18:53 »
Hallo Stefan,

auch danke für Deine Ausführungen.

Zitat
Das sehe ich anders. Ok, ein 100% Rechtecksignal wird man tastächlich nicht beobachten.
Da sind wir uns ja einig.

Hör mal da rein:
http://www.youtube.com/watch?v=ap6odoC4itw
Der Dumble Crunch Sound ist speziell aber "smoother", für die Musikrichtungen.
Dieser hat auch den Tonstack vor dem Overdrive.
Manche "Dumbler" inverstieren am Overdrive-Channel noch eine "Treble-Bleed"  also eine regelbare Höhenabsenkung.
Mesa mit Petrucci:
http://www.youtube.com/watch?v=i24e8icZG1o
Es ist auch rauh in den Höhen aber so wie man es will.
Mit Zuschaltbaren Z-Dioden und Dioden im Overdrive-Channel.
http://www.youtube.com/watch?v=0zaEnTNoLx8
Geiler Amp oder?
Probiere mal den Amp mit einem Tubescreamer mit schon etwas Crunch anzublaßen.
Ein Tubescreamer mit 18V Versorgung hat mehr "Headroom", so dass der OP-Amp nicht durch steilfankige Signale begrenzt bevor das Dioden-Clipping einsetzt.

Gruß
Manfred



 
« Letzte Änderung: 19.08.2012 09:42 von Manfred »

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Offline Stefan_L_01

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Re: weicher Clippen
« Antwort #12 am: 19.08.2012 22:05 »
also wirklich interessant ist wie alle 3 Musiker scheinbar ihre Spielweise auf das was mich stört adaptiert haben. Denn es lässt kaum einer mal einen Crunch ausklingen, da wird sofort abgedämpft oder das Vol.Pot runtergedreht. Dadurch lassen sich einige weniger schön klingende Passagen einfach vermeiden.  Es knallt oder eben nicht, aber der Übergang wird sorgfältigst vermieden!

Beim Dumble ist natürlich mit viel Hall etwas smoothing dabei, ein paar sehr crunchige Phasen find ich jetzt nicht so übertoll, immerhin ist das ja auch noch produziert
Der MarkV klingt im High Gain schon krass genial. Der Schaltplan ist auch relativ complex, die Jungs haben wirklich viel zeit in die Entwicklung des Frequenzganges gesteckt.

Beim Cameron muss man dem Player erstmal ein Kompliment machen, weil er wirklich versteht durch immer wieder gleich gespielte Rhythmen dem Zuschauer einen objektiven Eindruck zu vermitteln. Was natürlich vehement auffällt ist dass die Möglichkeiten des Amps zueinander nicht ausbalanciert sind. Also eine Umschaltung an der Rückseite, evtl. nicht mal per Pedal, das ist doch nicht mehr zeitgemäß, und dann noch riesen Vol. drop, naja. Da ist Marshall beimJVM mit MIDI wirklich eine Nase voraus - mein Gott, MIDI ist wie alt? 40 Jahre? Naja für Röhrenfreaks ist das wahrscheinlich immer noch HighTech vom anderen Stern. Aber das hat nix mit meinem Problem und dem Thread zu tun :)

Der Schaltplan ist auch interessant. Die ersten Filter sind so niederohmig dass man es mit Ra sicher mehr zusammenspielt?
Ich habe auch schon zener Dioden studiert, es gibt ein paar Kennlinien die durchaus rund aufmachen, wobei die Kennlinien die ich gefunden habe am weichesten so um die 2.7 - 3.9 sind
Ein 1M Poti vor dem TS ist auch interessant. Im ersten Moment denke ich mir geil, dann ist die Stufe davor meist doch mit einer sehr hochohmigen Last versehen. Nur das der TS parallel zu Masse ja mehr o. weniger konstant ca. 60-80kOhm hat - naja irgendwie arbeitet das Vol-Poti schon auch so lauter/leiser. Hmm da ich eh meist nicht nicht über 12Uhr spiele, was bei einem LogPot vielleicht 20% ist, ist das echt eine Idee...

Gruß
Stefan

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Manfred

  • Gast
Re: weicher Clippen
« Antwort #13 am: 20.08.2012 00:09 »
Hallo Stefan,

schau mal hier da hatte ich eine Schaltung zum Mastervolumeanpassung bei unterschiedlichen Dioden.
http://www.tube-town.de/ttforum/index.php/topic,16586.0.html

Gruß
Manfred

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Offline Grooverock

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Re: weicher Clippen
« Antwort #14 am: 20.08.2012 10:23 »
Ein 1M Poti vor dem TS ist auch interessant. Im ersten Moment denke ich mir geil, dann ist die Stufe davor meist doch mit einer sehr hochohmigen Last versehen. Nur das der TS parallel zu Masse ja mehr o. weniger konstant ca. 60-80kOhm hat - naja irgendwie arbeitet das Vol-Poti schon auch so lauter/leiser. Hmm da ich eh meist nicht nicht über 12Uhr spiele, was bei einem LogPot vielleicht 20% ist, ist das echt eine Idee...
Mich würde interessieren wir sich das Tonestack bei geringen Volumeeinstellungen verhält... Ändert sich da nicht die Wirkungsweise ordentlich?
Viele Grüße, Kim
Dreckig und laut...