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Übersteuerungsverhalten bei J-Fets

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Offline bea

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Übersteuerungsverhalten bei J-Fets
« am: 6.08.2013 23:29 »
Hallo in die Runde,

ich muß meine Röhrenprojekte mal kurz unterbrechen, weil ich für meinen EB-3 eine Aktivelektronik benötige und das gekaufte Teil sich als Fehlinvestition herausstellte.

Meine Idee ist es, mit einem oder zwei BF245 eine einfache Schaltung aufzubauen.
Zweite Stufe könnte ein Sourcefolger sein oder aber ein Aufholverstärker eines eventuellen Tonestacks. Die Betriebsspannung ist auf 9 V limitiert; für einen zweiten 9V-Block fehlt der Platz.

Knackpunkt ist das Eingangssignal: ich muss extrem hohe und kurze Spitzen von 2-4 V (beim Anschlag) verarbeiten können und möchte natürlich kein hartes Clippen (und auch kein Eigenleben irgendwelcher Limiter...). Das eigentliche Nutzsignal hat allerdings deutlich geringere Spannungen.

Wie verhalten sich denn FET-Stufen bei Übersteuerung?
Liebe Grüße

Beate

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Offline Bierschinken

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Re: Übersteuerungsverhalten bei J-Fets
« Antwort #1 am: 7.08.2013 09:23 »
Hi,

nimm eine kleine Ladungspumpe (ICL7660s u.ä.) und mach aus den 9V damit 18V, dann hast du bezüglich des Headroom überhaupt keine Probleme mehr.
Da kannste dann boosten womit du möchtest, NPN, OP, FET...

Grüße,
Swen

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Offline bea

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Re: Übersteuerungsverhalten bei J-Fets
« Antwort #2 am: 7.08.2013 10:05 »
Heute morgen - ausgeruht - fiel mir ein, dass ich mich zuerst mal der Peaks annehmen sollte. So stark wie diese ausgeprägt sind, können die die Lautsprecher beschädigen.
Ich gehe davon aus, dass die Eigenresonanz  bei diesen extremen Überhöhungen wesentlich ist. Die könnte vor allem bei den niederohmigen Sidewinder des Basses zu schwach bedämpft sein.

Nicht zuletzt deshalb *möchte* ich sogar ein Verhalten ähnlich einer Triode. Nur eben kein hartes Clippen und auch kein Pumpen irgendwelcher Regelungen.
Liebe Grüße

Beate

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Offline earnst

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Re: Übersteuerungsverhalten bei J-Fets
« Antwort #3 am: 7.08.2013 11:14 »
Hallo,

die Hauptursache für die hohe Anfangsspannung liegt darin, dass das Signal einer gezupften Saite mit der Hüllkurve einer e-Funktion abfällt.
Diese Realität habe schon die unterschiedlichsten Halbeiterschaltungen ( u. a. in Bodeneffekten) ertragen (müssen).

Ein JFET ist zwar besser als ein BJT bezüglich des Klirrs bei Großsignal, aber das bedeutet auch, dass die (theoretische) Ausgangsspannung immer noch kleiner ist als die Versorgungspannung (sonst sind wir ja bei Sättigung/Clipping).

Das Verhalten bei echter Übersteuerung würde ich nocht nicht mal simulieren, sondern - bei so einer einfachen Schaltung - ausprobieren, da es auf die akustische Wirkung/Beurteilung ankommt.
Es hängt z. B. davon ab, ob nur die ersten 1...2 Peaks gekappt werden (was bei fast jeder mit 9 V betriebenen Schaltung geschieht) oder ganze Wellenzüge darunter leiden.
Von daher weist auch Swens Vorschlag in die richtige Richtung.

mfg ernst

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Offline LIGHTMATROSE

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Re: Übersteuerungsverhalten bei J-Fets
« Antwort #4 am: 7.08.2013 11:21 »
Albert Kreuzer- Einbau-Preamp?

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Offline Fritz1949

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Re: Übersteuerungsverhalten bei J-Fets
« Antwort #5 am: 7.08.2013 12:58 »

Meine Idee ist es, mit einem oder zwei BF245 eine einfache Schaltung aufzubauen.


Hallo Bea,

halte ich für eine gute Idee. Ich benutze schon seit Jahren eine Schaltung aus der Elrad (1983) als Impedanzwandler. War auch schon mal Thema im Musikding-Forum. 4 Bauteile mit zusammen 10 Beinen. Passt in einen Dioden- oder XLR-Stecker. Die BF245 sind relativ übersteuereungsfest und können meinen MP3-Spieler bis fast voll aufgedreht übertragen.

Meine Lieblings-Gitarre hat einen extrem niederohmigen Pickup (2400Ω) mit einen total schwachen Output. Den verstärke ich noch der Wandlung mit einem BC414 (BC550). Mit einem regelbaren Emitter-Widerstand kann ich den Pegel an den zweiten Pickup und meine anderen Gitarren anpassen. Ob das so erlaubt ist weiß ich nicht aber es funktioniert schon seit 25 Jahren.

Gruß, Fritz.

PS.: Fällt mir gerade ein. In einem Bass, Höfner Prototyp Kurze Mensur Humbucker, habe ich auch so ein Ding. Da ist mir noch nichts aufgefallen. Ich spiele mit Plektron und relativ laut.
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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Offline bea

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Re: Übersteuerungsverhalten bei J-Fets
« Antwort #6 am: 7.08.2013 13:07 »
@LIGHTMATROSE: Ich kenne die Schaltung, dachte auch ganz konkret daran, alternativ an einen simplen Source-Folger.

Weil die Peaks vom Tonabnehmer aber bereits Alberts Schaltung zum Clippen bringen würden und natürlich erst recht den dahinter liegenden Verstärker, muss ich hier ansetzen. Also behutsam die Resonanz bedämpfen - die Angaben oben beziehen sich auf 1 MOhm Last; im wahren Leben ist der Lastwiderstand natürlich deutlich kleiner. Also erst mal ein wenig trial and error... dann fürs erste einfach mal den FET und die drei Widerstände zusammenlöten... vermutlich mache ich das noch diese Nacht.
« Letzte Änderung: 7.08.2013 13:11 von bea »
Liebe Grüße

Beate

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Offline El Martin

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Re: Übersteuerungsverhalten bei J-Fets
« Antwort #7 am: 15.08.2013 18:20 »
...und dann kann man immer noch mal zwei 9V zusammenschalten und HÖREN, Bea.

Ciao
Martin
Rot ist schwarz und plus ist minus...

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

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Offline bea

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Re: Übersteuerungsverhalten bei J-Fets
« Antwort #8 am: 28.08.2013 02:00 »
Bevors ans Hören geht, kommt erst mal das Wundern.

Gerade messe ich eine simple Source-Schaltung mit dem BF245B durch (Rg=270k, Rd=6.8k, Rs=2.2k), mit einer alten 9-V-Batterie, die unter der Last 8.3 V abgibt.

Die Spannungen an Source und Drain passen zu dem theoretischen Strom von ca. 0.9 mA - Us=1.9 V, Ud=2.4 V, Abfall an Rs von 5.85 V.

Verstärkung sauber, aber kleiner als 1 (so um die 0.7), und die Aussteuerbarkeit entsprechend gering. Die Spannungen am FET entsprechen  denen, die an einem Spannungsteiler aus Rd und Rs zu erwarten sind.

Ist dieses Verhalten noch  im Rahmen der Toleranz des FETs, genügt es  also, Rd und Rs verkleinern (überschlagsmäßig zu halbieren), oder ist der FET kaputt?

(Natürlich war ich so mutig, die paar Bauteile gleich auf eine Lochrasterplatine zu löten :-()
Liebe Grüße

Beate

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Offline Hardcorebastler

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Re: Übersteuerungsverhalten bei J-Fets
« Antwort #9 am: 28.08.2013 09:10 »
Hi,
ist Rs mit einem C wechselstrommäßig entkoppelt ?

Gruß Jörg

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Offline bea

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Re: Übersteuerungsverhalten bei J-Fets
« Antwort #10 am: 28.08.2013 09:42 »
Nein.

Mich wundern zuallerst auch schon mal die Gleichspannungen - die sagen ja entweder, dass der FET im Leerlauf voll durchgesteuert oder aber kaputt ist, nicht wahr?

Oder mal anders rum ausgedrückt: wenn am Drainwiderstand wie es sein sollte etwa die Hälfte der Klemmenspannung abfällt, ist die Summe von Sourcewiderstand und Rds gleich dem Arbeitswiderstand. Davon sind wir hier meilenweit entfernt.
Und solange die Potentiale so verquer sind, muss ich mich um Wechselströme eigentlich gar nicht erst kümmern, nicht wahr?
« Letzte Änderung: 28.08.2013 09:46 von bea »
Liebe Grüße

Beate

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Offline Bierschinken

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Re: Übersteuerungsverhalten bei J-Fets
« Antwort #11 am: 28.08.2013 10:29 »
Dann nimm nen zweiten FET ud veri- bzw. falsifiziere  ;)

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Offline bea

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Re: Übersteuerungsverhalten bei J-Fets
« Antwort #12 am: 28.08.2013 20:46 »
Nachdem ich probeweise den Source-Widerstand halbiert hatte und dasselbe in grün gemessen hatte (also wieder Werte entspr. Spannungsteiler und 0.5 V Differenz zwischen Gate und Drain) baue ich das Dingens jetzt wirklich auf dem Breadboard auf.
Liebe Grüße

Beate

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Offline Ramarro

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Re: Übersteuerungsverhalten bei J-Fets
« Antwort #13 am: 28.08.2013 21:51 »
Bea, die Spannung am Gate gegen Masse gemessen muss Null sein, andernfalls ist der FET definitiv kaputt.

Grüße,
Rolf
Wer As (Ab) sagt, muss auch Bes (Bb) sagen.

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Offline bea

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Re: Übersteuerungsverhalten bei J-Fets
« Antwort #14 am: 28.08.2013 22:45 »
Danke. Ich fürchte, ich hatte im vorigen Beitrag einen Fehler und meinte die Spannungsdifferenz zwischen Drain und Source. Ich werde das nochmal nachmessen.

Mit einem zweiten FET konnte ich das oben geschilderte Verhalten weitestgehend verifizieren; für 5 V am Drain muss ich den Arbeitswiderstand auf 3.9 k verringern. Die Messung erfolgte in einem frischen Aufbau auf dem Breadboard.

Mit 3.9 k Arbeitswiderstand erzielte ich dann auch eine geringe Verstärkung, die mit einem Source-C auf 6.8 anstieg. Sogar an nur 10 k Last war es noch 5-fach.

Beides ist vollkommen ausreichend für meine Zwecke. Jetzt muss ich nur noch rausbekommen, was in der Lötversion schiefgelaufen ist - besser, ob überhaupt etwas schiefgelaufen ist. Ich fürchte eher, dass ich nur wie so oft einen Knoten in den Gehirnwindungen hatte.
« Letzte Änderung: 28.08.2013 22:47 von bea »
Liebe Grüße

Beate