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Mod Bass-King 1: Differenzverstärker als Eingangsstufe

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bea

  • Gast
Hallo Leute,

eine kleine Frage zur Theorie - ich möchte die Dinemsionierung der Eingangsstufe von Dynacord Eminent und Bassking verstehen. In diesen Geräten werkelt eine Triode als Differenzverstärker; sie soll symmetrische Mirkofone verstärken.
Für mein Empfinden ist die Eingangsimpedanz etwas klein geraten. Daher möchte ich den Eingang behutsam modifizieren.

Unten mal ein Schaltbild. Die Eingangsimpedanz der unteren Baugruppe wird offensichtlich sowohl von den Widerständen direkt an der Klinkenbuchse bestimmt als natürlich auch vom Gitterableitwiderstand.
Mich interessiert jetzt die Impedanz an den Eingangsklemmen des Moduls, vor allem aber, was passiert, wenn ich den Gitterableitwiderstand vergößere. Vermutlich muss ich dann die komplette Stufe neu berechnen, um die Symmetrie des Eingangs zu erhalten.

Und jetzt meine konkrete Frage: ich suche eine Quelle, in der beschrieben steht, wie man einen derartigen Differenzverstärker im Detail dimensioniert, vor allem aber, wo eventuelle Fallstricke liegen. In meiner Literatur habe ich nichts dazu gefunden (Diciol, Walve Wizard-Buch).

Danke schon mal für eventuelle Tipps.
« Letzte Änderung: 9.09.2011 22:43 von bea »

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Offline es345 (†)

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Re:Differenzverstärker als Eingangsstufe
« Antwort #1 am: 5.04.2011 22:36 »
Hallo Bea,

Das Ganze ist keine Differenzverstärkerschaltung, hier eine Kurzanalyse:

Kanal 1:

ist ausgelegt für symmetrischen Betrieb mit sehr kleinem Eingangssignal und unsymmetrischen Betrieb mit größerem Eingangssignal.

a) symmetrisch: Pin 1 und 3 aktiv (dynamisches Mikro, Impedanz üblicherweise 600 Ohm): Verstärkung, wie wenn pin 3 und ebenso der negative Pol von C2 auf Masse liegen würde. Verstärkung ca 70, siehe Datenblatt ECC808.

b) unsymmetrisch Pin 1 aktiv - 2. Pol ist Masse Pin 2, Pin 3 ist offen: Eingangsimpedanz ca 100K Ohm. C2 ist faktisch wirkungslos da über 22K an Masse. Abgeschätzter resultierender Kathodenwiderstand ca 11 K Ohm -> Verstärkung ca 20.

Kanal 2:
angeschlossen nur wie in Kanal 1 Fall b), allerdings mit großen Eingangsentkopplungswiderstand (100K)

zum Thema erhöhte Eingangsimpedanz am Beispiel Kanal2:
erhöhe R2, R710 sowie R711 (läßt sich schlecht lesen) auf 1M. Willst Du zusätzlich die Verstärkung erhöhen, lege den Minuspol von C2 auf Masse

Gruß Hans- Georg

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bea

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Re:Differenzverstärker als Eingangsstufe
« Antwort #2 am: 5.04.2011 23:50 »
Hallo Hans-Georg,

lieben Dank für die Erläuterung.

zum Thema erhöhte Eingangsimpedanz am Beispiel Kanal2:
erhöhe R2, R710 sowie R711 (läßt sich schlecht lesen) auf 1M. Willst Du zusätzlich die Verstärkung erhöhen, lege den Minuspol von C2 auf Masse

So ungefähr dieses hatte ich vor, genauer wie im Eminent die Pins 1 und 3 der DIN-Buchse direkt an C1 und C2 und die Klinkenbuchse mit Werten wie von Dir vorgeschlagen, dazu natürlich auch R2. Mir war nur nicht klar, ob  die so modifizierte Stufe (R2) dann immer noch als Mikrofoneingang verwendet werden kann (am liebsten hätte ich an beiden Kanälen je einen DIN- und einen Klinkeneingang). Da wollte ich vorsichtshalber nachrechnen...

Dank und Gruß

Beate
« Letzte Änderung: 5.04.2011 23:52 von bea »

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Offline Hucky

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Re:Differenzverstärker als Eingangsstufe
« Antwort #3 am: 8.04.2011 04:05 »
Ich glaube die Eingangsschaltung ist hochohmiger als Du im Moment denkst.
Am besten bestimmst Du die wirkliche Eingansimpedanz mit einer kleinen Messung.
Speise die Schaltung aus einer niederomigen Quelle (z.B. Soundkarte Ausgang).
Lege zwischen Generator und Eingang ein 500kOhm Poti (lin oder log)
Erhöhe das Poti von null bis Du am Ausgang des Amps (Soundkarte Eingang) den halben Pegel hast (-6dB)
Der Wert des Potis entspricht nun dem Eingangswiderstand der Schaltung.
Ich schätze Du wirst das Poti weit aufdrehen müssen (nahe 500kOHm), eventuell ist es sogar zu klein.

Noch eine kleine Bemerkung zur Schaltung:
R2 brauchst Du wahrscheinlich nicht zu erhöhen. Er ist Teil der Eingansstufe, welche
als Bootstrapschaltung ausgeführt ist. Ueber die Kathode kriegt er eine Mitkopplung.
90% des Ausgangssignal wird gleichphasig zum Gitter zurückgeführt.
Dies erhöht den Einganswiderstand (er entspricht nicht R2).
Der effektiv AC-mässig gesehene (gefühlte) Widerstand ist daher ungefähr 1MOhm.
Gleichzeitig wird das Rauschen reduziert, da man mit einem kleinereren Gitterableitwiderstand (R2) arbeiten kann.
Durch die Mitkopplung wird k2 erhöht.
Was wollen wir mehr ?

Ich vermute die Schaltung ist schon beinahe perfekt ... und vielleicht auch besser als
das was wir meistens von unseren Abkupfern (Leo und Jim) selber so abkupfern.

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Offline Fritz1949

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Re:Differenzverstärker als Eingangsstufe
« Antwort #4 am: 8.04.2011 23:20 »
.....
Ich vermute die Schaltung ist schon beinahe perfekt ... und vielleicht auch besser als
das was wir meistens von unseren Abkupfern (Leo und Jim) selber so abkupfern.

Hallo,

man darf auch nicht vergessen dass bei Dynacord die Entwicklungen von Ingenieuren gemacht wurden. Die hatten/haben auch Ahnung von der Theorie.

Das Gesamt-Konzept der Geräte ist ja auch sehr ausgefuchst was Kompatibilität, Flexibilität und Kompaktheit betrifft.
Vom Effekt-Weg, mit einem Kabel (mit 2 Kabeln, für fremde Geräte, geht natürlich auch) zum Hall/Echogerät, Tonbandgerät-Eingang und -Ausgang und variabler Eingangsimpedanz konnten andere damals nur träumen.

Anfang der Siebziger Jahre, als es für normal sterbliche, noch keine bezahlbaren Mischpulte gab haben wir unsere "Produktionen" mit Hilfe eines Eminent II auf genommen.

Gruß, Fritz.



Musik machen.
Bastel mit Dynacord BASS-KING und Eminent.
Z.B. aus BASS-KING T "all tube" Gitarrenverstärker.
Gitarren justieren, Gitarrenelektronik, Aufnahmetechnik, mixen.

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bea

  • Gast
Re:Differenzverstärker als Eingangsstufe
« Antwort #5 am: 9.04.2011 00:42 »
Hallo,

ja der Eminent 2 ist schon ein geniales Teil; wir haben ihn damals mit allen 4 Kanälen als Gesangsanlage verwendet. Für dieses Zweck ist er um Welten besser geeignet als der viel kultigere Echolette.

Die Aussagen/Infos zur Eingangsimpedanz haben mir keine Ruhe gelassen; ich hab nochmal ein wenig recherchiert. Laut den Infos auf el-me-se.de soll er 400 kOhm Impedanz haben. Das passt aber nicht zur abgebildeten Schaltung, und der klangliche Eindruck besonders der Gitarre passt schon gar nicht zu den 400 k, sondern recht gut zu 100 k oder weniger.

Mal der Versuch einer Abschätzung: nehmen wir mal an, der Eingangswiderstand der Schaltung sei beliebig groß.
Dann sieht ein an einer der Klinkenbuchsen angelegtes Signal doch die 100 kOhm (R710 bzw. R711) parallel zu den jeweils drei anderen 100 k-Widerständen in Reihe, also 100 k || 300 k, nicht wahr? Oder hab ich vorhin zuviel getanzt und deshalb den totalen Knoten in den Hirnwindungen? Und weil der Eingagswiderstand der daruf folgenden Schaltung endlich ist, definiert das Widerstandsnetzwerk eine obere Schranke?

Den Gedanken weitergesponnen sollte ich wohl erstmal testen, wie eine Gitarre klingt, wenn sie an Pin 1 und 2 der DIN-Buchse angeschlossen wird, bevor ich tatsächlich in das  Gerät eingreife.

Beate


PS: An derartigen Details merkt man m.E. übrigens auch, dass da Ingenieure dran waren - die haben den Einfluss der geringen Impedanz auf die Klangqualität bei Gitarren-PUs nicht berücksichtigt  und wenn, dann wohl eher  einen  Höfner-Bass oder eine E-Klampfe von Fasan,  Framus, Höfner  aus den späten 60ern mit relativ niederohmigen PUs  ... Mussten sie ja auch nicht: Zielgruppen waren doch wohl vor allem Tanzkapellen und Alleinunterhalter, und deren Klangvorstellungen kam das wohl  sogar eher entgegen.

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Offline Fritz1949

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Re:Differenzverstärker als Eingangsstufe
« Antwort #6 am: 9.04.2011 01:52 »

PS: An derartigen Details merkt man m.E. übrigens auch, dass da Ingenieure dran waren - die haben den Einfluss der geringen Impedanz auf die Klangqualität bei Gitarren-PUs nicht berücksichtigt  und wenn, dann wohl eher  einen  Höfner-Bass oder eine E-Klampfe von Fasan,  Framus, Höfner  aus den späten 60ern mit relativ niederohmigen PUs  ... Mussten sie ja auch nicht: Zielgruppen waren doch wohl vor allem Tanzkapellen und Alleinunterhalter, und deren Klangvorstellungen kam das wohl  sogar eher entgegen.


Hallo,

ich denke die Instrumenten-Eingänge sind hauptsächlich für Orgel oder Bass gedacht. Gitarren hat man auch damals meist über eigene Amps gespielt.

Die Flexibilität der Eingänge ist auch bestimmt mit Kompromissen erkauft. Die Qualität der Mikrofoneingänge ist allerdings ziemlich gut.
Ich habe das mit meinem alten Soundcraft 200B und mit meinem neuen Midas Venice 100 Pult verglichen und da schneiden sie mMn ein bisschen besser ab. Sie haben etwas mehr Klarheit. Das haben mir auch andere beim blind A/B-Vergleich bestätigt. Also wenn man was besseres haben will muss man wohl einiges mehr ausgeben.

Gruß, Fritz.
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Z.B. aus BASS-KING T "all tube" Gitarrenverstärker.
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Offline trial and error

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Re:Differenzverstärker als Eingangsstufe
« Antwort #7 am: 9.04.2011 14:32 »
Hallo Bea,

die Schaltung um die Widerstände an den Eingangsbuchsen und C1 reduziert- erinnert mich das Schaltbild an eine "HiFi"-Schaltung aus Elektor oder Elrad irgendwann in den achtziger Jahren. Seinerzeit wurde die Funktion der Schaltung dahingehend erklärt, dass R3 (10K) gleichzeitig als Gegenkopplung und Eingangsimpedanzerhöhung dienen würde. Zu Testzwecken könntest Du ja einmal  nur eine Eingangsbuchse anschließen direkt zu R1 (22k) Dessen Wert auf 1M und probieren wie sich das klanglich auswirkt. Wenn dann Verzerrung durch zu große Signalspannung eintritt, bleibt nur die Neudimensionierung der Widerstände an den Eingangsbuchsen.

MfG Bernd

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bea

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Re:Differenzverstärker als Eingangsstufe
« Antwort #8 am: 10.04.2011 00:42 »
Hallo Bernd,

allerdings ist mir eine Neudimensionierung der Eingangswiderstände doch sympatischer. Das hat Gründe:
sie befinden sich außerhalb der Modulplatine. Wenn ich die schonen könnte, wäre das besser. Die Eingangswiderstände könnte ich zunächst extern an einen der Mikrofoneingänge austesten, ohne in das Gerät ieeingreifen zu müssen. Irgend einen Dioden-Stecker  für einen freischwebenden Aufbau besitze ich noch.

Eine Alternative gibt es allerdings noch: Impedanzwandler. Ist vielleicht sogar am einfachsten - im Verstärker geht es ziemlich eng zu, und die Eingänge sind nur schwer zu erreichen. Aber die Schaltung zu verstehen ist m.E. in jedem Fall sinnvoll. Mal sehen, was ich machen werde.


Grüße in die Nacht

Beate

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Offline AmpGuru

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Re:Differenzverstärker als Eingangsstufe
« Antwort #9 am: 11.04.2011 10:00 »
Hallo,

ich denke nicht, dass es bei dieser Stufe etwas an der Eingangsimpedanz zu bemängeln gibt. So wie ich die Schaltung verstehe, ist sie ziemlich raffiniert.
So würde ich die Sache am Eingang I (obere Buchse) sehen:

Signal hot an Pin1 und ground an Pin2 :

R2 ist "bootstrapped", also ein Teil seiner Eingangsspannung wird auf seinen unteren Teil gleichphasig wieder zugeführt.
In diesem Fall ist das etwa 0,9 fach (Katodenfolgerverstärkung) mit dem Verhältniß der Widerstände. Daraus ergibt sich eine Eingangsimpedanz von:

Rin = R2/(1-(A*R3/(R5+R3))) = 446k

Vorstellen kann man sich das so, dass die wirksame Eingangsspannung über Rg(R2) reduziert wird und er dadurch die Quelle weniger belastet.

Signal hot an Pin1 und ground an Pin3 / verbunden mit Pin2 :

C2 ist nun auf Signalmasse und versaut den Bootstrapeffekt. Die Eingangsimpedanz sollte also etwa R2 entsprechen.

Signal hot+ an Pin1 und hot- an Pin3  :

Die Eingangsimpedanz ist jetzt wohl die Summe aus R2+R5+R701, also etwa 100k. AABEER - an der Kette R2+R5 wird nur etwa 1/10 der Signalspannung wirksam (bootstrap) . Die wirksame Impedanz liegt in der Nähe von
Rwirk = (R2+R5)/(1-0,9) also etwa 10x(R2+R5), also etwa 1M Ohm.

Wenn Du für den unsymetrischen Bassgitarrenbetrieb an Pin1 + Pin 2 die Impedanz erhöhen willst, könntest du den Minuspol des C2 von R1 trennen und ihn an den Knotenpunkt R2/R3/R5 löten. Dann hättest du eine Eingangsimpedanz von etwa 1M Ohm.

So verstehe ich die ganze Geschichte. Andere Meinungen sind wilkommen!

AmpGuru

« Letzte Änderung: 11.04.2011 19:34 von AmpGuru »

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Offline es345 (†)

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Re:Differenzverstärker als Eingangsstufe
« Antwort #10 am: 11.04.2011 19:27 »
Hallo Ampguru

Zitat
Signal hot an Pin1 und ground and Pin3 

Ich vermute, Du wolltest schreiben "ground an Pin3":

Dann liegt der Elko C2 mit dem Minuspol auf Masse, wechselstrommäßig ist die Kathode geerdet  -> kein Bootstrap.

Ansonsten: Wenn hohe Verstärkung und hohe Eingangsimpedanz gefordert ist, muß R2 erhöht werden.
Und das erhöhten Rauschen dabei? Nun, bei aufgedrehtem Poti an der Gitarre hat ein Gibson Humbucker ca 8K ohmschen Widerstand, er liegt parallel zum R2. Der Vorteil von einem erhöhten R2 liegt darin, das die Eigenresonanz des Tonabnehmers weniger bedämpft wird und die Charakteristik des Klangbildes weniger beeinfluß wird.

Gruß Hans- Georg


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Offline AmpGuru

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Re:Differenzverstärker als Eingangsstufe
« Antwort #11 am: 11.04.2011 19:41 »
Ich vermute, Du wolltest schreiben "ground an Pin3":
Dann liegt der Elko C2 mit dem Minuspol auf Masse, wechselstrommäßig ist die Kathode geerdet  -> kein Bootstrap.

Hallo Hans-Georg,

genau, wenn ich "and" geschrieben hatte meinte ich "an".
Bei dritten Fall meinte ich aber nicht "ground" im Sinne von Schaltungsmasse, sondern im Sinne von Signalgeber minus. Also z.B. wenn jemand ein symetrisch beschaltetes Mikro anschliesst. Der Fall Pin3 an Masse ist ja im Fall2 schon abgedeckt.

Ich habe das jetzt in meinem Fred korrigiert - danke für die Berichtigung!!

Übrigens habe ich mal so ein bisschen über die Schaltung nachgedacht. Im dritten Fall ist es auch kein Differenzverstärker ABER gleichphasige Störungen auf Signal Plus und Minus sollten sich trotzdem recht gut aufheben. Allerdings wird die Verstärkung der Stufe ganz schön runtergewurstelt. Trotzdem eine wirklich ausgebuffte Eingangsstufe....finde ich.

Viele Grüße!
AmpGuru

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bea

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Re:Differenzverstärker als Eingangsstufe
« Antwort #12 am: 11.04.2011 22:08 »
Hallo Leute,

um das mal zusammenzufassen: die eigentliche Eingangsstufe hat bei asymmetrischem Betrieb also eine Impedanz von 440 Ohm. Das wäre eigentlich vollkommen ausreichend. Allerdings wird diese an den Klinkenbuchsen durch die externe Eingangsbeschaltung auf unter 100 k verringert - sie kann ja nicht größer als der Wert von R710 bzw. R711 sein.

Wenn ich also über Pin 1 und 2 der DIN-Buchse spiele, sollte also alles in Butter sein, außer vielleicht einer etwas zu großen Eingangsempfindlichkeit. Das werde ich gleich mal ausprobieren und berichten. Die erlaubte Zimmerlautstärke reicht dazu ja aus.

EDIT: es ist wie vermutet: zwischen PIN 1 und 2 des DIN-Eingangs ist die Impedanz in Ordnung. Das spricht doch jetzt für folgende Modifikation: einfach je eine der DIN-Buchsen an jeden Eingang, und zwar wie im Eminent ohne Entkopplungswiderstände. Parallel zu deren Pins 1 und 2 jeweils eine Klinkenbuchse. Dann sind die Eingänge zwar nicht mehr entkoppelt, aber das ist m.E. zu verschmerzen. Ich kann dann halt an jeden Eingang wahlweise ein Mikrofon oder ein Instrument anschließen.

Danke schon mal für Eure Mühe.

Beate

PS:
Zitat
Trotzdem eine wirklich ausgebuffte Eingangsstufe....finde ich.
Das finde ich auch.
« Letzte Änderung: 12.04.2011 00:14 von bea »

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bea

  • Gast
Re:Differenzverstärker als Eingangsstufe
« Antwort #13 am: 16.04.2011 01:55 »
Kurzes Update: gerade habe ich die beiden Widerstände parallel zu den Klinkenbuchsen auf 1.1 M vergrößert. Jetzt passt es dort mit der Eingangsimpedanz, vor allem klanglich. Gleichzeitig habe ich auch verstanden, wie man da rankommt und bei dieser Gelegenheit gleich mal versucht, das Chassis an der zerstoßenen Ecke wieder gerade zu biegen.

Mal sehen, vielleicht komme ich ja an Ostern dazu, die Buchsen umzumontieren, sodass an jedem Kanal jeweils ein symmetrischer DIN-Eingang für Mikrofone und ein Instrumenteneingang zur Verfügung steht.

Viele Grüße

Beate

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bea

  • Gast
Re:Differenzverstärker als Eingangsstufe
« Antwort #14 am: 24.05.2011 23:58 »
Kurzes Update: heute bin ich dazu gekommen, jeweils zwei der DIN- und der Klinken-Buchsen zu vertauschen.  Die Beschaltung vereinfacht sich dadurch erheblich -  Widerstände zur Entkopplung sind ja nicht mehr sinnvoll, man kann halt entweder ein Mikrofon oder ein Instrument anschließen. Daher habe ich genau wie es beim Eminent er Fall ist die beiden DIN-Buchsen direkt an das jeweilige Modul angeschlossen und die beiden Pins der Klinkenbuchsen direkt mit Pins 1+2 der DIN-Buchsen verbunden.

Weil die Eingangsstufen keine Gridstopper besitzen, frage ich mich allerdings, ob es nicht einen Sinn machen könnte, dies an den Klinkenbuchsen nachzurüsten, also z.B. 100k zwischen den Signalpin der Klinke und Pin 1 der DIN-Buchse. Was meint Ihr?

Viele Grüße

Beate

PS: an dem Gerät mag ich übrigens, dass es in der Lautstärke sehr feinfühlig einstellbar ist und nicht so zum Aufdrehen verleitet wie die M40 und sogar der Valve Junior. Gut für die Nachbarn. Das Teil ist wohl trotz seiner Leistung ideal auch zum Üben.
« Letzte Änderung: 25.05.2011 00:01 von bea »