Der Fußschalter des Fender "The Twin"

von DerOnkel, 18.06.07.

  1. DerOnkel

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    Erstellt: 18.06.07   #1
    Viele Verstärker bieten heute die Möglichkeit, einige ihrer Eigenschaften per Fußschalter zu verändern. Das Ein- oder Ausschalten von Effekten oder der Wechsel eines Kanals stehen dabei an vorderster Stelle.

    Innerhalb des Verstärkers werden dann die Signalwege durch Relais, Transistoren oder lichtempfindliche Widerstände (LDR) verändert. Die Ansteuerung dieser Bauelemente erfolgt gegebenen falls über eine eigene Treiberelektronik, die unter Umständen sogar mit Speichern (FlipFlops) ausgerüstet ist. Das hängt unter anderem davon ab, ob Schalter oder Taster verwendet werden. Letztere setzen immer voraus, daß eine Speichermöglichkeit zur Verfügung steht

    Grundsätzlich kann man davon ausgehen, daß für jede Schaltfunktion eine eigene elektrische Verbindung sowie eine gemeinsame Masse notwendig ist. Die Hersteller gehen da ganz unterschiedliche Wege, um den Aufwand für die notwendigen Fußschalter so gering wie möglich zu halten.

    Fender ist da besonders trickreich vorgegangen und hat es geschafft mit dem Fußschalter des "The Twin" zwei Schaltfunktionen zu realisieren und trotzdem nur zwei Adern eines Kabels zu verwenden. Sehen wir uns die Schaltung einmal an:

    [​IMG]

    Links findet sich die Schaltung des eigentlichen Fußschalters. Man erkennt zwei parallele Pfade in denen jeweils ein Schalter, eine Leuchtdiode und eine normale Diode in Reihe geschaltet sind. Bemerkenswert ist, daß die Polarität der Dioden in den beiden Pfaden unterschiedlich ist!

    "Wie soll das denn gehen?", wird sich da so mancher fragen und auch der Onkel hat das heute Abend getan und sich dann ans Werk gemacht.

    Klar ist, wenn durch die Konstruktion nur Gleichstrom fließt, dann ist ein Schalter immer wirkungslos! So geht es also nicht. Sieht man sich jedoch das gesamte Schaltbild etwas genauer an, so erkennt man, das an der Buchse des Fußschalters eine Wechselspannung von 38V anliegt. Schließt man den Schalter an, so sorgt die Betätigung eines Schalters dafür, daß eine Halbwelle der Wechselspannung bis auf einen Rest von ca. 2,2V+0,7V=2,9V quasi kurzgeschlossen wird.

    Die entstehende "verbogene" Wechselspannung wird dann weiter verarbeitet. Dieses geschieht in den beiden Operationsverstärkern, die jeder für sich als Komparator arbeiten. Ihnen ist jeweils eine Schaltung vorgelagert, die so etwas wie eine Gleichrichtung vornimmt. Dabei ist der obere, etwas aufwendigere Pfad für die negative Halbwelle und der untere Pfad für die positive Halbwelle zuständig.

    Ist eine Halbwelle "da", so liefert der zuständige Komparator an seinem Ausgang eine hohe Gleichspannung. Fehlt die Halbwelle hingegen, so ist eine kleine Spannung die Folge.

    Tja, gewußt wie und schon hat man zwei unabhängige Steuerspannungen gemacht. Da hat wirklich jemand nachgedacht! :great:

    Eine Unklarheit bleibt jedoch noch: Bekannterweise sollte man LEDs nur mit Vorwiderstand betreiben, um eine Zerstörung durch thermische Überlastung zu vermeiden. Ein Vorwiderstand ist jedoch nicht zu sehen. Die beiden Dioden liegen jeweils direkt an der Wechselspannung. "Das geht doch gar nicht. Oder?"

    Schau'n wir mal...

    .. und nehmen an, das ein Schalter an ist. Dann sorgen die Dioden dafür, daß über sie eine Spannung von 2,2V+0,7V=2,9V abfällt. Sie ist im weitesten Sinne als konstant zu betrachten. Die Quelle unserer Spannung liefert am Trafo rund 76Veff, was rund 110Vs sind. Über dem Widerstand R132 (3,9kOhm) fällt jetzt eine Spannung von 110V-2,9V=107,1V ab. Der Strom durch diesen Widerstand beträgt dann

    I=107,1V/3900Ohm=27,46mA.

    Das ist zwar recht groß, reicht aber nicht aus, um eine LED vom Typ CQX35 zu zerstören. Sie kann durchaus Ströme bis zu 50mA ertragen.

    Allerdings sind wir noch nicht fertig mit unserer Betrachtung, denn durch die Reihenschaltung aus R133, R134 und R135, die parallel zum Fußschalter liegt fließt jetzt ein Strom von

    I=2,9V/(3900Ohm+470Ohm+470Ohm)=6mA

    Dieser Strom belastet natürlich nicht unsere "arme" Leuchtdiode. Sie muß tatsächlich nur mit einem Strom von 27,46mA-6mA=21,46mA klar kommen und stellt auf diese Weise kein armes Würmchen, sondern eine helle Leuchte dar. [​IMG]

    Ulf
     
  2. Cadfael

    Cadfael HCA Bass Hintergrundwissen HCA HFU

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    Erstellt: 18.06.07   #2
    Hallo Ulf,

    da bin ich ja froh, dass ih dich durch meine drei Fragen "angefixt" habe! :D

    2/3 von deinem Text verstehe ich sogar - und wenn ich ihn noch ein paar mal lese bestimmt noch mehr!

    Da lag ich ja sogar mit meiner Wechselstrom-Vermutung richtig!
    Naja; ein blinder Hunne trinkt eben auch mal einen Korn - oder wie heißt das? :cool:

    Meinen DIY-Thread über den "10 Euro Fender-1-Button-Switch" kriege ich heute leider nicht mehr fertig. Ein paar Bilder und Schaltzeichnungen sind aber bereits gemacht.
    Die LED an meinem 9,90 Euro Fußschalter leuchtet zwar am Frontman recht hell, ich gehe aber davon aus, dass sie es lange überleben wird.

    Interessant finde ich, dass es bei Thomann alleine 15 verschiedene Fender Footswitches gibt, die sehr unterschiedlich im Preis sind. Wäre interessant, ob da alleine der Aufdruck 10 Euro Unterschied ausmacht, oder ob die innen drin anders aussehen.
    Naja; der Footswitches haben wir jetzt entzaubert. Ich durch die Technik-Depp "try and error" Methode, Du durch Fachwissen!

    Wenn ich deine Ausführungen richtig deute schafft es Fender also, bis zu 4 Switches mit einem normalen Stereo-Klinkenkabel zu steuern.

    Gruß
    Andreas
     
  3. DerOnkel

    DerOnkel Threadersteller HCA Elektronik Saiteninstrumente HCA

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    Erstellt: 19.06.07   #3
    Ich habe lediglich den Schalter für den "The Twin" beschrieben. Bei anderen Geräten, insbesondere bei Transistorverstärkern mag das wieder ganz anders aussehen!

    Beim Frontman 25G sieht es so aus:

    [​IMG]

    Hier sind die Dinge wesentlich einfacher, da ja nur eine Schaltfunktion realisiert wurde. Ich persönlich frage mich zwar, warum man hier nicht einfach eine Gleichspannung geschaltet hat, aber... anyways.

    Eine Erklärungsmöglichkeit besteht dann darin, daß man so den gleichen Fußschalter verwenden kann.

    Aber sehen wir uns mal an, wie "laut" eine LED im Fußschalter wohl ist. Also die Rechnung:

    20VAC=28,2Vs

    maximaler Strom durch R46:

    I=(28,2V-2,9V)/1500Ohm=16,9mA

    Strom durch R47 und R46:

    I=2,9V/(2700Ohm+300Ohm)=0,96mA

    Strom durch die LED im Fußschalter: 15,9mA

    Das wäre in der Theorie möglich.

    Ulf
     
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