[OneStone] Verstärkerbau-Kurs #1

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guten tag


kurz eine Frage zur nichtlinearen verzerrung:

wenn es zB so der Fall ist, dass der Arbeitspunkt zu niedrig gewählt wurde, und infolge dessen nur die negative halbwelle "abgeflacht" wird, dann liegt doch diese sogenannte "nichtlineare verzerrung" vor - oder?

mein gehör nimmt dann bloß dieses Abgeschnittensein der negativen halbwelle als verzerrung wahr - stimmt das?

off: @mabi: Riesenlob für das LT Attachement und das Posten des Download links. hab gestern dasselbe mit PSpice versucht - aber eine röhre gefunden ;)
 
Hi!
Ich wollte das ganze auch schon durchs SPICE lassen, aber irgendwie mochte das mit dem Röhrenmodell nicht so, daher ein fettes DANKE an mabi! Hier die Screenshots zu dem SPICE Modell:

inputbuffer_spice_1.gif

Man sieht hier recht schön, dass das Ganze eine ziemlich hohe Verstärkung hat, um die Signalspannungen im Amp auf ein erträgliches Niveau zu bringen. Ich habe desweiteren den Versuch gemacht, diese Stufe zu übersteuern....bis knapp unter 2V am Eingang gehts ohne wirkliche Verzerrungen, drüber sieht man ein "Anstehen" des Signales.

Hier sieht man den Effekt des 1µ-Kathodenkondensators:
inputbuffer_spice_2.gif

Sind zwar "nur" 4dB, aber das ist auch schon was.
Zur Orientierung: Das tiefste E liegt bei ~84Hz, die Oktave dazu (12.Bund) bei ~168Hz, die hohe E-Saite ist ja die zweite Oktave zur tiefen E Saite und hat daher eine Grundfrequenz von ~336Hz. Der normalerweise höchste Ton, der als Grundschwingung aus der Klampfe kommen kann, ist dann bei einer 24saitigen Gitarre die zweite Oktave hierzu, das wären ~1344Hz. Ihr seht also, dass mit diesem Kondensator die Obertöne der Gitarre, die eigentlich nicht mehr auf dem Griffbrett sind, schön gepusht werden.

So, ich mach mal eben die Bilder für den Cleankanal, dann gehts weiter.

Edit:

mein gehör nimmt dann bloß dieses Abgeschnittensein der negativen halbwelle als verzerrung wahr - stimmt das?

Nuja, Hören ist ein komplizierter Vorgang. Daher klingt auch Class A Verzerrung anders als AB, also symmetrisch/unsymmetrisch usw, macht man ja auch bei den Diodenverzerrern teils so. Dein Ohr hört in diesem Fall höchstwahrscheinlich zwei Töne und mischt die irgendwie....aber genau sagen kann ich dir das auch nicht.

MfG OneStone
 
Mir fällt da gerade noch was auf:
Schaut mal das da im letzten Bild des vorherigen Posts da bei 20kHz, also rechts im Graphen, an...da geht die Verstärkung wieder runter. Das ist der 10kOhm am Gitter, der als Tiefpass wirkt, er verhindert eben, dass Signale im höheren kHz- bis MHz-Bereich nennenswert verstärkt werden können und der Amp als Radio werkelt bzw irgendwelche komischen Sachen macht. Ich habe dazu nochmal ein Plot gemacht, das das zeigt:

inputbuffer_spice_3.gif

Über die obere Grenze des Übertragungsbereiches des Amps kann man sich streiten, ich denke aber, dass man ab 4-6kHz vorsichtig sein sollte, sonst klingt das nämlich ziemlich spitz, besonders wenn man verzerrt spielt. Der Frequenzgang ist logarithmisch, das bitte beachten...
Im Übrigen auch interessant ist das, dass manche Leute immer hergehen und dann die Phasenlage eines Mikros auf den Amp anpassen. In der Grafik sieht man auch schön, warum das nur begrenzt sinnvoll ist.

MfG OneStone
 
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mal noch eine Frage zum Spice. Wie kann man sich da den Frequenzgang darstellen lassen.
also bei edit simulation cmd auf AC Analysis stellen und start und stop Frequenz angeben ist klar, aber wie lege ich die "Referenz" fest. Wo stelle ich ein auf welche Spannung er die Verstärkung beziehen soll und welche Spannungsquelle die Frequenzen durchlaufen soll?

Gruß
 
Er bezieht die Verstärkung an dem Punkt, an dem du misst, immer auf die Quelle. Die Quelle heißt bei mir AC, dann nimmt er das als 0dB und relativiert die anderen Werte, die du anklickst, eben dementsprechend.

Siehe hier:

http://onestone.in-tim.com/@tmp/musikerboard/ampbaukurs_1/spice_1.gif

Da is auch schon das neue Schaltbild drin ^^. Aber ich mach das eben noch in EAGLE.
 
Also, ich betrachte damit den Input Buffer als verstanden. Wer dazu noch Fragen hat, der kann ruhig fragen, er kommt schließlich in der nächsten Schaltung in abgewandelter Form auch wieder vor :) . Hier nochmal das Schaltbild von der Eingangsstufe:

inputbuffer_1.gif


So, und damit gehts jetzt weiter:

clean_1.gif


Links kommt das Signal aus dem zuvor besprochenen Input Buffer dran und an dem rechten Knödel gehts dann weiter zum nächsten Schaltungsteil (Kanalumschaltung usw...). Die Frage ist jetzt folgende: Warum braucht man hier eine Röhre? Nun, es ist so: Dieses Klangstellnetzwerk ist ein passives, d.h. es kommt hinten immer weniger Spannung raus, als man vorne reinschickt. Das sieht man hier recht gut (ATS ist dabei AfterToneStack, also praktisch vor der Röhre):

clean_spice_1.gif


Fazit: Die Röhre wird benötigt, damit der Cleankanal lautstärkemäßig zum Leadkanal passt. Sie dient also als Aufholverstärker, sie holt den Pegelverlust wieder auf. Okay, das sollte also klar sein. Wer genauer hinsieht, der wird feststellen, dass an dieser Schaltung drei wesentliche Punkte anders sind als an der Eingangsstufe, die wir zuvor besprochen haben:

1. Der Anodenwiderstand ist kleiner (100k anstatt 220k): Der Anodenwiderstand bestimmt wie wir wissen die Verstärkung der Röhrenstufe maßgeblich mit. Da wir hier ja schon genügend Spannung haben - der Eingangsstufe sei Dank - benötigen wir nicht mehr soviel Spannungsverstärkung. Desweiteren ist es besser, hier 100k anstatt 220k zu verbauen, weil die gesamte Verstärkerstufe damit am Ausgang niederohmiger wird. Das wird klar, wenn man sich mal den Weg der +250V oder so an den Ausgang überlegt: Diese +250V müssen ja durch den Anodenwiderstand fließen, das heißt, desto größer der ist, desto mehr Probleme mit Rauschen usw fängt man sich ein.

2. Der Kathodenkondensator ist größer (25µ anstatt 1µ, außerdem ein Elko): Das kann man machen, wie man will...Wenn einem die Höhen noch nicht spritzig genug sind, dann kann man da 1µ einbauen, jeder wie er will...man kann ihn auch ganz weglassen, das muss das an die Entwicklung anschließende Basteln zeigen.

3. Der Gridstopper mit 10kOhm fehlt (weggelassen): Man kann ihn hier einbauen, ich habe ihn im Schaltbild schlicht vergessen. Macht aber nichts, es sollte auch ohne nichts schwingen, ins Gesamtschaltbild werde ich ihn mit reinmachen.

Zur Funktionsweise der Schaltung:
Das Signal gelangt vom Eingang an das Klangstellnetzwerk (das ist, wie man sehen kann, von der Firma mit der komischen 7...). Dieses Gebilde ist relativ schwer zu berechnen, da ich noch nicht E-Technik studiere kann ich das genauso wenig wie ihr das wahrscheinlich könnt, aber es gibt ja noch den ToneStack Calculator von Duncan's Amp Pages ! Schaut da mal unter "Software Downloads", der hat echt nette Sachen online. Mit dem TSC könnt ihr mal schauen, was passiert, wenn ihr die Werte der Bauteile verändert bzw die Regler rumschiebt...da seht ihr auch, dass es bei einem Gitarrenamp praktisch keinen geradlinigen Frequenzgang gibt. Na egal, weiter im Text:
Das Signal wird durch das Klangstellnetzwerk abgeschwächt und gelangt auf das Volume-Poti, mit dem man....wer hätte das gedacht...die Lautstärke des Clean-Kanals einstellen kann. Versuche werden zeigen, ob das Poti besser vor oder hinter der Röhre funktioniert. Ich denke, hinter der Röhre geht es besser, also mit weniger Rauschen, aber das probiere ich dann aus und dementsprechend ändere ich dann vor der Bauphase die Schaltbilder nochmals ab.
Nach der Röhre wird das Signal durch den Kondensator wieder von der Gleichspannung befreit, die durch den Ruhearbeitspunkt an der Anode anliegt und liegt dann wieder als reines, klangverbogenes, Wechselspannungssignal vor, das dann weiter bearbeitet werden kann.

Der Nachteil dieser Schaltung ist, dass sie praktisch nur Clean macht, also wirklich nur Clean, sowas wie Crunch kann diese Schaltung nicht. Je nachdem wie das mit der Anzahl der Röhrensysteme aussieht, kann man nachher da noch einen schaltbaren "Crunch Booster" einbauen, mal schauen. Das betrachten wir dann im Gesamtschaltbild.

MfG OneStone
 
Saubere Grafiken :great:

Man kann vielleicht noch erwähnen, dass es nicht nur diesen Tonestack (wie oben in der Schaltung abgebildet) gibt, sondern recht zahlreiche Varianten. 3 davon kann man im TSC ausprobieren. Diese sind einfach austauschbar zwischen der Stelle die Onestone als "From Input Buffer" beschrieben hat und dem Gitter des Aufholverstärkers.
Ist vielleicht für manchen auch eine schöne Stelle um etwas zu experimentieren.

Gruss Flo
 
Hi Flo,

jep, da hast du Recht. Man sollte dazusagen, dass die Tonestacks aber auch für jeweils eine spezielle Ansteuerung gedacht sind. Das Marshall Stack zieht nur dann wirklich gut, wenn es einen niederohmigen Treiber (Anodenbasis) vorgeschaltet hat. Aber egal, du hast Recht, man kann da ein F*nder, ein M*rshall oder M*sa Tonestack oder ein Bandaxall-Netzwerk einbauen, das ist egal. Aber wenn man einen typischen F*nder Sound will, dann sollte man auch das F*nder Netzwerk nehmen.
Auf das Basteln mit den Werten hab ich ja schon indirekt durch den TSC hingewiesen.

So Leute, Kommentare her :)

MfG OneStone
 
Hier nochmal das Schaltbild von der Eingangsstufe:

C2 fehlt wieder :D

scnr duckundwech

Das Signal gelangt vom Eingang an das Klangstellnetzwerk (das ist, wie man sehen kann, von der Firma mit der komischen 7...). Dieses Gebilde ist relativ schwer zu berechnen, da ich noch nicht E-Technik studiere kann ich das genauso wenig wie ihr das wahrscheinlich könnt

Wir sollen das jetzt mit C3,C5, C6, R17 usw. also einfach mal hinnehmen? Grad wollte ich nämlich fragen, was die drei Kondensatoren da eigentlich genau machen. :)

EDIT: hat sich erledigt, ich war kurz blöd...
 
Die drei Kondensatoren...die trennen eben bestimmte Frequenzbereiche ab und mischen die nachher wieder zusammen. Das dumme ist, dass sich die Stellung der Potis gegenseitig beeinflusst, daher ist die Berechnung nicht trivial. Da ist Basteln angesagt. Und ich wette, dass Leo und Jim das ihrerzeit genauso gemacht haben.

Edit: Wegen dem C2: War mein FTP...
 
also verstanden hab ich dieses Klangstellenetzwerk noch nicht
das die kondensatoren die frequenzen rausfiltern, ok
aber wenn wir jetzt treble auf 0 stellen, also auf den höchsten widerstand, dass da diese frequenz gar nicht mehr durchkommt, dann dürfte doch eigentlich gar kein strom zur röhre fließen, oder?? der kreis wäre ja dann nicht geschlossen; oder gibts da noch ne rückleitung
zweitens: ist das immer noch die vorstufe??
 
Wenn du Treble auf Null stellst, dann hast du immer noch Signalspannung am unteren Ende vom Treble-Poti, über den 100n-Kondensator. Ich kann das Klangstellnetzwerk nicht erklären, weil ich es selber nicht komplett durchdenken kann. Und selbst wenn, das will eh keiner berechnen, also wozu?

Und ja, das ist immer noch die Vorstufe.
 
kannst du vielleicht mal verschiedene Klangstellnetzwerkschaltungen einstellen, also ich meine jetzt mal eine von Marshall, mal ein Mesa etc.
gruß
 
nabend,

ich habe mal die Simulation erweitert.
Eine Frage stellt sich mir dabei die ich mir nicht beantworten kann: Warum habe ich jetzt am Ausgang der Eingangsstufe (hinter dem Koppel-C!) eine Gleichspannung anliegen? Ich kann mir absolut nicht erklären wie die da hinkommt!?

Schauts euch mal im Spice an...(Anhang)

Gruß
 

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kannst du vielleicht mal verschiedene Klangstellnetzwerkschaltungen einstellen, also ich meine jetzt mal eine von Marshall, mal ein Mesa etc.
gruß

tonestacks_1.gif


:D

ich habe mal die Simulation erweitert.
Eine Frage stellt sich mir dabei die ich mir nicht beantworten kann: Warum habe ich jetzt am Ausgang der Eingangsstufe (hinter dem Koppel-C!) eine Gleichspannung anliegen? Ich kann mir absolut nicht erklären wie die da hinkommt!?

Das ist beim Hochfahren der Anodenspannung ein kapazitiver Spannungsteiler, da verhalten sich die Spannungen umgekehrt zu den Kapazitäten. Du hast also 47nF gegen + (Anodenspannung) und 147,27nF gegen Masse. Kannst dir dann ja ausrechnen.
Du hast zwischen den beiden Kondensatoren ja keinen Massebezug, und da diese Kondensatoren in der Simulation keine Leckströme haben, kommt dann sowas dabei raus. Ist aber absolut korrekt, hätte man im Aufbau sicherlich auch.

Edit: Daher sind bei mir im Gesamtschaltbild hinter dem 47n (C1) auch 10M gegen Masse (kann man irgendwas einbauen, das größer als so ca. 2,2M ist), einfach um das DC-Potential zu definieren, da kommt ja nachher ein Relais rein, und das würde dann beim Umschalten scheppern wie sonstwas.

Edit 2: Hatte versehentlich 1M als Bass-Poti eingezeichnet, da gehören aber 250k (Europäische Norm sind 220k) rein!

MfG OneStone
 
Das ist beim Hochfahren der Anodenspannung ein kapazitiver Spannungsteiler, da verhalten sich die Spannungen umgekehrt zu den Kapazitäten. Du hast also 47nF gegen + (Anodenspannung) und 147,27nF gegen Masse. Kannst dir dann ja ausrechnen.

ah jetzt! klar! man sollte halt genau hinschauen..:screwy:

Danke!
 
@ Mabi: dieselbe Frage hatte ich mir eben auch als erstes gestellt. aber jetzt ist ja alles klar.

P.S.: sollte man nicht bei der Generatorspannung (V1 in deiner Schaltung), die ja das Gitarrernsignal darstellt, eher sowas um die 300mV angeben?

ich hab gestern mal kurz ans oszilloskop angeschlossen (Fender Strat, SingleCoils) und so 300mV peak kommen da ganz gut hin wie ich finde.

krass fidne ich, wie STARK sich diese umstellung auf die amplitude des (momentanen) Clean ausgangs auswirkt.
Steigt von 12V auf 60V [peak].
oder hab ich mich am oszilloskop verlesen???? übersehe ich etwas entscheidendes???? kA


@ One_Stone: ich hbas mit PSpice irgendiwe auch nicht hinbekommen.
Die Röhrenbauteile da scheinen nix zu sein - oder?
 
300mV von der Nulllinie zur Spitze???? Würde aber auch nix machen, du hast ja ein Volume-Poti, und mei, dann cruncht der halt n bissl...macht ja auch nix.

Lieber zu viel angeben als zu wenig, damit man auch bei halb zugedrehtem Volume Poti an der Gitarre noch genügend Signal im Amp hat.

Nebenbei: Gemessen wird nach DIN bei 1kHz, auch wenn das für eine Gitarre n bissl hoch ist, daher hab ich meine Simulationen, wie man unschwer erkennen kann, bei 1kHz gemacht.

MfG OneStone
 
das war eigentlich eher eine "frage", ob 50mV nicht ein bisschen wenig wären. eher allgemein, nicht unbedingt "nur" auf die scheltung bezogen.
 
Finde ich nicht, ich habe das ja nur mal so hingeschrieben. In alten Schaltbildern, wo die PUs noch nicht soviel Ausgangsspannung hatten, stand da öfter "10mV" oder so, daher hab ich da jetzt mal 50mV hingeschrieben. Die Eingangsstufe ist - wenn man der Simulation glauben will - bis fast 2V noch clean (ohne Ecken im Signal, halt mit Wärme, aber ohne Ecken), daher ist das kein Problem. Es ändert sich ja nichts, auch wenn man da jetzt 300mV hinschreibt.

MfG OneStone
 
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