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Grundsätzliche Fragen zum PP-Amp Design für Highgain-Sounds

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Hallo liebe Community,

ich bastel jetzt seit bestimmt einem halben Jahr an einem Einkanal-PP-Verstärker für meine Gitarre. Ich benutze die 6V6 in der Endstufe und erhoffe mir einen "kleinen" Übungsamp der mir so gute 10 Watt Leistung bringt und einen sehr fetten verzerrten Sound bringt. Die Endstufe ist auf ca. -22V gebiast  und als PI benutze ich derzeit die ECC82 à la Blencowe's long tailed pair.

Ich habe in dem letzten halben Jahr diverse Schaltungen nachgebaut, von Blencowe, Lemme und Co. war allerdings soundmäßig nie so wirklich zufrieden. Mir persönlich war die Verzerrung (in der Vorstufe) entweder zu sanft oder zu kratzig, richtig "schön" und "satt" klang es erst, wenn ich die Endstufe übersteuert habe.

Daher sind im Verlauf des Projektes mehrfach dieselben Fragen aufgetaucht, die ich jetzt gerne mal hier stellen möchte, um hoffentlich Antworten, vielleicht aber auch persönliche Meinungen und Ideen zu bekommen:

Zum einen klingt der Amp "gut", wenn ich die Endstufe stark übersteuere. Das macht den Amp aber nur sehr schlecht regelbar, der Masterpoti wird zum Gainpoti und der Amp kann nur noch laut. Etwas unpraktisch für den alltäglichen Bedarf... Deshalb habe ich versucht, die Verzerrung nur durch die Vorstufe zu erzeugen (1x 12AY7, 2x 12AX7) und diese vor dem Masterpoti soweit runterzuregeln, dass das Signal nach dem PI die Endstufe nicht übersteuert.
Da der PI mit der ECC82 aber auch selbst verstärkt (Verstärkunsfaktor ca 7) und die Endstufe auf -22V gebiast ist, darf ich dann nur 22V/7= 3,14V(peak) nach dem Masterpoti in die PI jagen, um die Endstufe nicht zu übersteuern.
Ist es demnach nicht völliger Irsinn, die sonst so beliebte ECC83 mit einer Hochspannung von 300V in der Vorstufe zu nutzen, wenn nur so geringe Signallevel benötigt werden? Wäre hier nicht eine deutlich geringere Hochspannung in der Vorstufe für die ECC83 von vielleicht 100-150V viel zweckmäßiger (oder gar eine andere Röhre)? Oder habe ich hier einen Denkfehler?

Oder mal ganz allgemein gefragt: Was hat sich Eurer Erfahrung nach geeignet, um einen highgain PP Gitarrenverstärker zu bauen? Endstufe übersteuern ja oder nein, Masterpoti vor dem PI oder als Stereopoti nach dem PI, etc. ? Wie kann erreicht werden, dass der Amp bei starker Übersteuerung regelbar bleibt (Gain-Poti regelt nur Gain und Masterpoti regelt nur Master)?

Ich wäre für Meinungen, Tipps o.Ä. dankbar, wie Ihr das seht oder bereits vorgegangen seid.

Viele Grüße,

Max


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Offline Stahlröhre

  • YaBB God
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  • 308
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Da der PI mit der ECC82 aber auch selbst verstärkt (Verstärkunsfaktor ca 7) und die Endstufe auf -22V gebiast ist, darf ich dann nur 22V/7= 3,14V(peak) nach dem Masterpoti in die PI jagen, um die Endstufe nicht zu übersteuern. Ist es demnach nicht völliger Irsinn, die sonst so beliebte ECC83 mit einer Hochspannung von 300V in der Vorstufe zu nutzen, wenn nur so geringe Signallevel benötigt werden?
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Bei deiner Rechnung gehst du davon aus, das die Röhre dann zerrt sobald das Gitterpositiv wird, das ist so nicht allgemeingültig, jenachdem wie die Endstufe konzipiert ist können Verzerrungen auch schon deutlich früher, oder auch deutlich später, also bei schon einsetzendem Gitterstrombetrieb auftreten. In den meisten High-gain 50/100W Gitarrenverstärkern wirst du EL34 oder 6L6GC finden, die mehr Signalspannung brauchen, als deine 6V6GT. Zusätzlich kommt häufig eine Gegenkopplung zum Einsatz, die der Verstärkung entgegen wirkt.

Im Falle der Vorstufe geht es darum viel Verzerrung durch kaskadierte Stufen zu erzeugen. Wenn es nur darum gehen würde ein unverzerrtes Signal an die Endstufe zu schicken, würde auch locker eine ECC83 reichen.


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Wäre hier nicht eine deutlich geringere Hochspannung in der Vorstufe für die ECC83 von vielleicht 100-150V viel zweckmäßiger (oder gar eine andere Röhre)? Oder habe ich hier einen Denkfehler?
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Die Verstärkung wird durch deine Röhrenparameter und die Anodenlast bestimmt. Die Versorgungsspannung beeinflusst die Verstärkung nur indirekt, da sie die Lage im Kennlinienfeld bestimmt und sich dadurch deine Röhrenparameter ändern (können). Was die Spannung viel mehr bestimmt ist der maximale Aussteuerbereich der Stufe.


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Oder mal ganz allgemein gefragt: Was hat sich Eurer Erfahrung nach geeignet, um einen highgain PP Gitarrenverstärker zu bauen? Endstufe übersteuern ja oder nein, Masterpoti vor dem PI oder als Stereopoti nach dem PI, etc. ? Wie kann erreicht werden, dass der Amp bei starker Übersteuerung regelbar bleibt (Gain-Poti regelt nur Gain und Masterpoti regelt nur Master)?
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Meine persönliche Meinung für High-gain: Endstufenzerrung nein. Sobald die Endstufe zerrt wirkt die Klangreglung nur noch pre-gain, genauso wird der Effektloop nutzlos und die Lautstärke lässt sich nicht mehr kontrollieren. Der Master gehört bei so einem Konzept vor die Endstufe und die gesamte Verzerrung wird aus der Vorstufe geholt. Dadurch hat man dann auch noch viele Möglichkeiten durch zusätzliche Filternetzwerke nach dem Eq und die Endstufengegenkopplung den Klang zu formen. Auch hat Endstufenzerre die Tendenz eher fizzy und untight zu sein, was selten klanglich im High-gain Bereich gewünscht ist.

Man kann den Master auch nach den Pi setzen, dass nennt man dann PPIMV (post phaseinverter mastervolume). Sofern eine Gegenkopplung eingesetzt wird kommt es jedoch zu Problemen, da das Poti nun in der Gegenkopplungschleife liegt und sich je nach Potistellung die Menge an GK ändert.

Die Endstufenzerrung wirst du ohne zusätzliche Maßnahmen nicht in der Lautstärke regelbar bekommen, da der Verstärker erst dann zerrt wenn er an seine Leistungsgrenze kommt. Optionen wären ein Attenuator, Powerscaling oder Slaving mit einer Ersatzlast und einer weiteren Endstufe (z.B. Fryette Powerstation).
Gruß,
Max

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Offline Stubenrocker81

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Hallo

Ich würde auch mal den Splitload DC gekoppelten PI mit der ECC82 aus dem Philips Datenblatt versuchen! Zerre komplett aus dem Preamp.
Endstufe mit straffer Gegenkopplung.

Gruß Stephan
« Letzte Änderung: 14.05.2024 15:12 von Stubenrocker81 »
Zwei Kanäle sind EINER zu viel😁!!! Boost!!!

Hallo und vielen Dank schonmal für die ausführlichen Antworten!

Da ich ja relativ wenig Signalspannung für die 6V6 brauche, hatte ich überlegt die Hochspannung nochmal deutlich zu reduzieren, dann geht die ECC83 ja viel früher ins Übersteuern und ich muss nicht nach jeder kaskadierten Stufe gewaltige Spannungsteiler einbauen. Die 12AY7 benutze ich auch nur, weil all meine Gitarren extrem viel Output haben und ich sonst eine ECC83 als Eingangsstufe direkt übersteuere.

Der PI aus dem Philips-Datenblatt kannte ich noch nicht, teste ich gerne mal. Hat die den irgendwelche Vorteile? Ich sehe das nicht so direkt auf den ersten Blick (oder den zweiten).

Mit der Rückkopplung bei der PP-Endstufe habe ich noch nicht gearbeitet, dieses Thema ist mir quasi neu. Ich hatte mal dran gedacht damit zu arbeiten, um mir nach der Endstufe nochmal die Bassfrequenzen anzuheben (Stichwort depth-Regler), bisher habe ich mich aber erfolgreich darum gedrückt, da mir der Zerrsound der Vorstufe bisher noch nicht gefällt.

Dennoch nochmal vielen Dank für die ertsen Tipps! Ich werde mich mal in das Thema Rückkopplung für PP-Endstufen einlesen.

Was sagt ihr denn zu dem Zerrsound des PI? Kann man den klanglich gebrauchen oder für Highgain lieber Finger weg lassen?

Viele Grüße,

Max

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Offline Stubenrocker81

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Wie schon von Sahlröhre geschrieben sollte Endstufe inkl. PI nicht übersteuern.
Erstmal aus dem Preamp nen ordentlichen Sound holen und dann die Endstufe knackig/tight auslegen.
Der Philips PI ist sehr straff und sauber und mMn sehr gut für High Gain geeignet.
Beim Preamp kann man sich erstmal am SLO orientieren.
Gruß Stephan
« Letzte Änderung: 14.05.2024 16:59 von Stubenrocker81 »
Zwei Kanäle sind EINER zu viel😁!!! Boost!!!

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Offline Helmholtz

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Mir persönlich war die Verzerrung (in der Vorstufe) entweder zu sanft oder zu kratzig, richtig "schön" und "satt" klang es erst, wenn ich die Endstufe übersteuert habe.

Zum einen klingt der Amp "gut", wenn ich die Endstufe stark übersteuere....

Das sollte doch zu denken geben, auch wenn das Potenzial der Vorstufe noch nicht ausgereizt ist.
Nach meiner Erfahrung muss die Endstufe wenigstens ein bisschen "angefahren" werden, damit der Amp "lebt" und "atmet".
Da ich aber nicht auf moderne Hi-Gain Sounds stehe, halte ich mich lieber raus.

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Offline Stubenrocker81

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Vielleicht will Max ja auch High Gain in Form von angeblasenen Plexi!?

Gruß Stephan
Zwei Kanäle sind EINER zu viel😁!!! Boost!!!

Das ist natürlich immer die wesentliche Frage: Was will man eigentlich?

Einen Plexi 45 habe ich bereits zusammengebaut, ohne Modifikationen, als ich damals mit der Thematik Röhrenverstärker angefangen habe. Klanglich gar nicht meins, aber es amüsiert mich jedesmal wieder, wenn ich ihn aufschraube und sehe, wie "kreativ" man löten kann  ;)

Auch mit den üblichen Fender- oder Marshallamps werde ich klanglich nicht glücklich. Um bei Vollröhre zu bleiben hatte mich zum Beispiel der Bogner-Shiva Amp klanglich völlig überzeugt. Aber halt alles eine Frage des Geschmacks.

Bitte schlaut mich aber nochmal kurz auf: Was ist denn der SLO? Lese ich hier immer wieder, sagt mir aber noch nichts...  ???

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Offline Stahlröhre

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Einen Plexi 45 habe ich bereits zusammengebaut, ohne Modifikationen, als ich damals mit der Thematik Röhrenverstärker angefangen habe. Klanglich gar nicht meins, aber es amüsiert mich jedesmal wieder, wenn ich ihn aufschraube und sehe, wie "kreativ" man löten kann  ;)
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Klanglich nicht deins, wegen des Sounds oder wegen der nicht regelbaren Lautstärke?
Beim Namen gehe ich mal davon aus, das es ein JTM45 Clone ist, dieser ist für High Gain ohne Mods kaum brauchbar, jedoch sind gerade diese Plexis gut modbar. Wäre eigentlich schade wenn der Amp desshalb in der Ecke versauert.

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Auch mit den üblichen Fender- oder Marshallamps werde ich klanglich nicht glücklich. Um bei Vollröhre zu bleiben hatte mich zum Beispiel der Bogner-Shiva Amp klanglich völlig überzeugt. Aber halt alles eine Frage des Geschmacks.
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Es ist lustig, das du sagst, dass du mit Marshall und Fender wenig anfangen kannst, denn gerade ein Bogner Shiva ist nichts anderes als ein JCM800 mit Loop und Gain mod plus einem Fender Clean Kanal. Zumindest den Gain Kanal könnte man innerhalb von ein paar Stunden in den Plexi implentieren.

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Bitte schlaut mich aber nochmal kurz auf: Was ist denn der SLO? Lese ich hier immer wieder, sagt mir aber noch nichts...  ???

Der SLO ist der Soldano Super Lead Overdrive, der 1987 auf dem Markt kam. Er gilt als einer der ersten richtigen High-gain Amps und viele andere wegweisende High-gain Verstärker wie Peavey 5150 oder Mesa Rectifier wurden aus dem SLO abgeleitet.



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Mit der Rückkopplung bei der PP-Endstufe habe ich noch nicht gearbeitet, dieses Thema ist mir quasi neu. Ich hatte mal dran gedacht damit zu arbeiten, um mir nach der Endstufe nochmal die Bassfrequenzen anzuheben (Stichwort depth-Regler), bisher habe ich mich aber erfolgreich darum gedrückt, da mir der Zerrsound der Vorstufe bisher noch nicht gefällt.
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Wenn die Endstufe ohne Gegenkopplung läuft ist der Ausgangswiderstand der Endstufe sehr hoch. Dadurch kommt es zu einer starken Betonung der Lautsprecherresonanz im Bassbereich und des gesamten Hochtonbereich. Es ist durchaus denkbar das der vermeinliche "schlechte Vorstufensound" viel mehr durch das Endstufenvoicing kommt, gerade wenn der Klang zu brizzelig/fizzelig ist.
Gruß,
Max

*

Offline Stubenrocker81

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 Plexi ist für mich Marshall1959 und mit dem Amp kann man definitiv old school Metal machen.
@Sahlröhre  :topjob:

Wir brauchen erstmal die Preamp Schematic inkl. der max. verfügbaren Spannung.

Gruß Stephan
Zwei Kanäle sind EINER zu viel😁!!! Boost!!!

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Offline Showitevent

  • Geronimo Stade
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  • Röhrengraf
Moin,

zur Eingangsfrage:

Ich baue nun schon seit bald 30 Jahren Röhrenverstärker und das auch vornehmlich im High Gain Bereich.
Es gibt da einfach unglaublich viele Dinge zu beachten.

Mit Highgain assoziiert man ja vornehmlich Rock / Metal. Allerdings gibts da auch schon wieder super viele Unterscheide.

Ich sags mal mit ganz einfachen Worten:
- Oldschool Rock = Endstufenzerre willkommen
- Oldschool Metal = Endstufenzerre nur partiell willkommen
- Modern Glattgebügelter Rock = eher wie der punkt davor ABER mit weniger Gain im Preamp
- Modern Metal = so gut wie keine Endstufenzerre, dafür alles schön Tight und mit dem Pick Kontrollierbar bei 230 BPM auf 16teln

So jetzt kommts aber! Oben beschrieben ist eher die Wahrnehmung wie wir sie ohne eine technische Theorie bescheiben würden.
Der Hintergrund ist, dass Du nicht unmittelbar eine Verzerrung als solche wahrnimmst. Bevor die eigentliche "höhrbare Clipping Distortion" akustisch so richtig einsetzt, setzt erstmal das Gefühl der "Wärme im Ton" ein. Geschuldet ist das s.g. Formanten (2te und 3te Harmonik), welche mit höherem Aussteuerungspegel entstehen, wenn die Röhre eben in "Verzerrung" ist.
Der gesamte Dynamikumfang der Endstufe entscheidet dann darüber, ob Du da viel Spielraum hast bevor es unangenehm wird.

Man könnte jetzt der Einfachheit sagen "Sweet Spot". Den musst Du für Dich definieren.

Für mich muss ein Highgainer, den Gain vornehmlich in der Vorstufe machen! Die Endstufe soll aber anfangen zu färben. Ich als eher tighter Metaller will das Ding schon in einer Region spielen, wo der Dynamikumfang der Endstufe relativ gering ist, will aber auch nicht das gefühl haben, dass ich aufpassen muss, wie doll ich die Saiten jetzt gerade spiele. Also ab 30 Watt aufwärts Push Pull, sonst reichts nichtmal für den Proberaum, eher 50 bis 100 Watt.
Mit Dynamikumfang meine ich hier, dass geschuldet dem hohen Preamp Gain zur Clipping Distortion der Endstufe nicht mehr viel Platz ist um eben auch das Maximal nutzbare der Endstufe zu haben.

Für alle Blueser unter euch! Sorry so ist das nunmal.

Jetzt kommt es aber eben auch darauf an, wieviel Gain ich denn überhaupt haben will.

Viel Gain geht mit 3 Stufen im Preamp und tweaking - allerdings nicht richtig Tight! Die Möglichkeit für richtig tighten Highgain hast Du dann ab 4 bis 5 Stufen (sagen wir 4) und zwar ECC83 Style. Hier musst Du dann super doll aufpassen, weils ab der 4ten Stufe extrem schnell overgained, extrem noisy wird und am Ende auch extrem dünn. 4 bis 5 Stufen nutzt man vornehmlich um eben nicht noch mehr gain raus zu holen, sondern das Gesamtkonstrukt über mehrere Stufen tight zu halten - während man Gain aufbaut. 

CF:
Ich persönlich bin NULL Freund von Cathode followern. Das ist aber meinem Spielstil und der Tatsache geschuldet, dass ich nicht daran glaube, dass die Impedanzwandlung notwendig ist (ganz untechnisch gesprochen) um ein einfaches Tonestack zu treiben. Zig Hersteller haben das klanglich bewiesen. Ein CF neigt schnell dazu, ein Ungleichgewicht in die Gainstruktur zu addieren. Wenn das gewünscht ist, habe ich nichts gesagt.

Jetzt kommt aber mein Alter auch so langsam in die Höhe, man wird ruhiger, spielt langsamer, weniger laut und hey, wenns mal nicht reicht, dann ist ein Boss SD1 eben vor dem 3stufen +CF amp.
Gefällt mir dann klanglich auch, allerdings spiele ich dann nicht das, was ich sonst spielen würde.

LG

Geronimo
« Letzte Änderung: 16.05.2024 00:39 von Showitevent »

Das ist ja mal ein spannender Punkt Geronimo!
Über Klang und Geschmack lässt sich bekanntlich streiten, mir persönlich taugt vor allem eher moderner Metal, hieße nach Deiner Erklärung quasi keine Endstufenzerre.. Wäre noch mal einen Versuch Wert.

Ich hatte bereits das Problem, dass ich mit vier ECC83 Stufen viel zu viel Bassfrequenzen bisher hatte und die Höhen recht dünn wirkten. Obwohl ich sogar immer recht kleine Koppelkondensatoren benutzt habe (<=1nF).

Mit wieviel Signalpegel kann man denn so ungefähr in die nächsten Gainstufen reingehen? Wenn's zu viel wird, klingt es irgendwie auch kacke...
Wenn ich eine ECC83-Stufe auf knapp -2V biase und dann mit 10Vp Signalpegel reingehe, sieht das zwar nach viel Verzerrung aus, ist klanglich aber noch recht überschaubar.

Hier komme ich aber nochmal auf das Thema Anodenspannung zurück:
Wenn wir vier (oder mehr) Stufen kaskadieren müssen wir ja zwischen jede Stufe auch Spannungsteiler packen, hohe Widerstände im Signalweg führt ja auch zu erheblichem Rauschen. Wäre es da nicht sinnig, die Hochspannung auf z.B. 150V (oder weniger) zu begrenzen? Dann ist der Ausgangspegel der Stufe geringer und die Stufe geht auch mit deutlich weniger Eingangspegel schneller ins verzerren...

Viele Grüße,
Max

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Offline Stubenrocker81

  • YaBB God
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  • 1.105
Das kann man nicht beantworten.
Da spielen Gridstopper und Bias der einzelnen Stufen ne große Rolle.

Gruß Stephan
Zwei Kanäle sind EINER zu viel😁!!! Boost!!!

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Offline Stahlröhre

  • YaBB God
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  • 308
Ich glaube du zerdenkst das viel zu sehr. Verzerrungen (in der Gitarrenwelt) sind etwas sehr chaotisches und vorallem subjektives, wofür man schlecht ein technisches/mathematischen Ideal definieren kann. Das ist etwas völlig anderes, als z.B. irgendeine HiFi Endstufe, wo man ein technischen Ideal vorgeben kann was Ausgangsimpedanz, THD, Frequenzverlauf, Wirkungsgrad, Phase etc. betrifft.

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Ich hatte bereits das Problem, dass ich mit vier ECC83 Stufen viel zu viel Bassfrequenzen bisher hatte und die Höhen recht dünn wirkten. Obwohl ich sogar immer recht kleine Koppelkondensatoren benutzt habe (<=1nF).
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Das kann viele Gründe haben, z.B. zu große/keine Kathodenbypasskondensatoren.

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Hier komme ich aber nochmal auf das Thema Anodenspannung zurück:
Wenn wir vier (oder mehr) Stufen kaskadieren müssen wir ja zwischen jede Stufe auch Spannungsteiler packen, hohe Widerstände im Signalweg führt ja auch zu erheblichem Rauschen. Wäre es da nicht sinnig, die Hochspannung auf z.B. 150V (oder weniger) zu begrenzen? Dann ist der Ausgangspegel der Stufe geringer und die Stufe geht auch mit deutlich weniger Eingangspegel schneller ins verzerren...

Die Anodenspannung hat hier nicht den Einfluss den du denkst. Bei einer ECC83 erhältst du bei 350V eine Verstärkung von ca. 61 bei nur 150V geht diese auf ca. 58 zurück. Das ist kaum signifikant, was sich dagegen gewaltig ändert ist der Headroom der Stufe der ist bei 150V geringer, wesshalb die Stufe sogar eher begrenzt und somit mehr zerrt. Du erreichst auf diese Weise also das genau Gegenteil. In #1 war ich auf diese Thematik auch schon eingegangen.

Letztendlich geht es auch nicht darum möglichst viel Verzerrung zu erreichen, sonst könnte man auch eine Röhre plus zwei antiparallele Dioden nehmen und die Sache wäre erledigt.
Es geht viel mehr daraum das Gain von vorne nach hinten "zu shapen" durch Wahl der Arbeitspunkte, Spannungsteiler, Kondensatoren usw.. Um das hinzubekommen brauchst du viel mehr Hands-on Erfahrung, die du nur durchs Probieren bekommen kannst. Die Mathematik kann dir dann für alles eine Begründung liefern, aber das eigentliche Ziel wo man hin will, ist kaum vorhersehbar/definierbar.

Meiner Meinung nach solltest du am besten mit einer Schaltung eines Verstärkers anfangen der dir grundsätzlich zusagt und diese dann nach den eigenen Wünschen modifizieren.
Nichts anderes haben letztlich 95% der heute am Markt anzutreffenden Firmen gemacht.
Gruß,
Max

*

Offline Helmholtz

  • YaBB God
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  • 375
Für alle Blueser unter euch! Sorry so ist das nunmal.

Das mag schon sein - muss einen "Blueser" aber auch nicht wirklich interessieren.