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Invertierender Opamp Zerre

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Offline FloPoeKo

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Invertierender Opamp Zerre
« am: 14.09.2015 15:29 »
Hallo Allerseits,

ich kam gerade an einem Schaltplan von drei Ibanez-Pedalen (SM-9/SML/MS-10) vorbei.
Die verwenden interessanterweise eine invertierende Schaltung in den beiden ersten Zerrstufen.
Wie muss ich mir denn das vorstellen? Was ist der Unterschied zur nicht-invertierenden Schaltung z.B. beim Tubescreamer?

Beste Grüße

Florian

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Offline Headsurgeon

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Re: Invertierender Opamp Zerre
« Antwort #1 am: 17.09.2015 23:36 »
Moin,

diese invertierenden Schaltungen fahren richtig in die Sättigung, wie bei einem Distortion Pedal (Ratte und ähnlich),
nur das der OpAmp selbst dabei *nicht* übersteuert wird, was sicherlich positiv zu werten ist.

Hier ist der Unterschied erklärt und es sind Signalformen abgebildet:
http://www.bteaudio.com/articles/TSS/TSS.html

Der Autor scheint ein Fan des Tube Screamers zu sein.
Ich hingegen finde den TS nur dann erträglich, wenn er als Booster eines Röhrenamps eingesetzt wird.
Eben genau weil er nicht richtig in die Sättigung fährt und zu clean klingt.

Die Blackstar Amps (Röhrenamps!) benutzen in der Vorstufe ebenfalls diese invertierende Topologie,
erst dahinter sitzt dann eine Röhre.


Hope it helps   :gutenacht:

Hallo Allerseits,

ich kam gerade an einem Schaltplan von drei Ibanez-Pedalen (SM-9/SML/MS-10) vorbei.
Die verwenden interessanterweise eine invertierende Schaltung in den beiden ersten Zerrstufen.
Wie muss ich mir denn das vorstellen? Was ist der Unterschied zur nicht-invertierenden Schaltung z.B. beim Tubescreamer?

Beste Grüße

Florian

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Offline doctormolotov

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Re: Invertierender Opamp Zerre
« Antwort #2 am: 18.09.2015 11:09 »
Tag zusammen,

das is ja ne interessante Schaltung! Und super erklärt bei bte audio. Danke für den Link!

Da gehts glaub ich nicht um den Unterschied zwischen OpAmp-Sättigung oder nicht. Keiner der Opamps der beiden Varianten von bte Audio (oder wie im Tube Screamer) geht in Sättigung - die Dioden in der negativen Rückkopplung setzen ja bei starker Aussteuerung die Verstärkung massiv herunter und "limiten" die Signalspitzen. Anders bei der Rat oder MXR Distortion Plus - da sind ja keine begrenzenden Elemente in der Rückkopplung, und der OpAmp kann "gegen die Wand fahren" und die Dioden clippen was das Zeug hält. Das hattest Du ja schon geschrieben, Headsurgeon.

Der springende Punkt zwischen invertierend und nichtinvertierend ist hier meine ich, daß bei der nicht-invertierenden Version das Eingangssignal noch mit dazugemischt wird. Das sieht man allein schon an den Formeln für den Verstärkungsfaktor von invertierendem und nichtinvertierendem OpAmp:

Invertierend: A = -R2/R1 (http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210141.htm)
Nichtinvertierend: A = 1 + R2/R1 (http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210151.htm)

Die 1 steht dann wohl für das direkte Zumischen des Originalsignals, und die R2/R1 für das verstärkte Signal.
Zu R2 gehören ja die Dioden, R2 ist also abhängig von der Aussteuerung...

Soweit mal

Gruß Bernhard

« Letzte Änderung: 18.09.2015 11:20 von doctormolotov »

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Offline chipsatz

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Re: Invertierender Opamp Zerre
« Antwort #3 am: 18.09.2015 12:34 »
Der springende Punkt zwischen invertierend und nichtinvertierend ist hier meine ich, daß bei der nicht-invertierenden Version das Eingangssignal noch mit dazugemischt wird. Das sieht man allein schon an den Formeln für den Verstärkungsfaktor von invertierendem und nichtinvertierendem OpAmp:

richtig,
man kann es auch noch anders ausdrücken:
Bei der nicht-invertierenden Version haben wir mindestens eine Verstärkung von 1. Wenn also die Dioden clippen und somit niederohmig werden folgt der Ausgang dem Eingangssignal.

Die invertierende Version kann auch eine Verstärkung kleiner 1, also eine Dämpfung des Eingangssignals erzeugen. Wenn der Widerstand der Dioden durch das clippen kleiner wie R1 wird, haben wir diesen Fall.

Gruß
mike

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Offline Reinhold Messmal

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Re: Invertierender Opamp Zerre
« Antwort #4 am: 18.09.2015 13:21 »
Hallo,

das unterschiedliche Verhältnis entsteht dadurch, dass R1 bei invertierend einen Teil des Eingangsignals abführt. Ist aber egal, weil R1 in der Ibanez -Schaltung sowieso nicht stattfindet.

Normal nimmt man nichtinvertierende Zerr-Stufen, weil man dann die Möglichkeit besteht durch ein R/C-Glied vom -Eingang zu Masse oder VRef die Verstärkung und damit die Zerre frequenzabhängig zu gestalten, weil die meisten ja eigentlich nicht mögen, wenn die Bässe wegen zuviel Clipping matschen.

Bei symmetrischem Clipping ist inv/noninv in meinen Augen total egal, eine Rolle spielt das höchstens bei asymetrischem Clipping, aber das hat schon Kollege Paul Cochrane in Timmy-Thread auf freestombboxes erklärt, viel besser als ich das könnte.

Ein Freund von mir hat vor Jahren mal einen MS-10 auf dem Sperrmüll (!!!) gefunden, den ich dann zum modden in die Finger gekriegt habe. Bei der Mid-Regelung ist ja klar, welches Pedal des Hauptkonkurrenten dort erbarmunglos abgekupfert wurde, aber so gibt es wenigstens einen Teil in der Schaltung, der brauchbar ist. Und dann hat man sich gnadenlos jedes mögliche Eigentor geschossen, was man sich beim designen eines Zerrpedals schiessen kann.

Es gibt diese lustige Seite: http://www.diystompboxes.com/distmaker/DistMaker.html. Selbst dort schafft man es nicht, sich eine derart sinnlose Schaltung zusammen zu klicken. Der SM-9 und der SML müssen völlig zurecht wie Blei in den Regalen gelegen haben, man findet sie kaum auf dem Gebrauchtmarkt.

Was dann beim MS-10 passiert ist, lässt sich heutzutage schwer nachvollziehen. Obwohl exakt das gleiche unerträgliche Pedal wie seine Vorgänger, wurde dies zum totalen Verkaufsschlager. Am Sound kann das nicht gelegen haben, es muss wohl die Farbe gewesen sein. Sein Wert auf dem Gebrauchtmarkt heute sieht so aus, dass man schon ein richtig gutes Pedal mit dazu geben muss, damit ihn jemand auch nur geschenkt nimmt.

Was mir jetzt gerade auffällt, ist dass der MS-10 rein strukturell einige Parallelen zum Amptweeker Tight Metal aufweist, da könnte man sich ganz gut ein paar Angegungen holen.

Grüsse
Stefan
Lesen ist Schreiben. Silber ist Gold!

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Offline doctormolotov

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Re: Invertierender Opamp Zerre
« Antwort #5 am: 18.09.2015 13:42 »
Och Stefan, jetzt geh doch nich so hart mit den Ibanez Jungs ins Gericht...

Ich hab nie ein MS-10 gespielt, aber die Schaltung, die ich gefunden hab, sieht in meinen Augen recht vernünftig aus...

http://www.6v6power.ru/inf/Distortion/Ibanez%20Metal%20Charger%20MS-10.jpg

Die Tubescreamer-Klangregelung am Anfang
Zwei TS-Dioden-"Limiter" (darf ich die mal so nennen? Übrigens beide mit R1, sonst funktionieren sie gar nich..)
Zwei Clipping dioden
Ein "halber aktiver Baxandall" für den Bass
Eine recht clevere Variante eines Equalizer-Bands mit zwei Gyratoren

Also auf den ersten Blick solides Handwerk... Obs gut klingt, sei dahingestellt.
Und gekupfert haben alle von allen, und vor allem von den Application notes der Halbleiterhersteller, völlig legal.
Auch bei Halbleitern is die Vielfalt an möglichen Schaltungen endlich...

Nix für ungut

Gruß Bernhard

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Offline Reinhold Messmal

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Re: Invertierender Opamp Zerre
« Antwort #6 am: 18.09.2015 15:38 »
Die Ibanez Pedale werden doch bei Maxon entwickelt, soviel ich weiss?


Nun dann dröseln wir das mal auf (Ein Erfahrungsbericht aus erster Hand):

Die TS-Klangregelung am Eingang ist schon mal am völlig falschen Platz. Bei der ersten Drehung wird klar, dass man bei diesem Regler versuchen wird, die am wenigsten suboptimale Einstellung zu finden und ihn dann, wenn man diese gefunden hat, nie wieder anzufassen. Nix gegen den TS-Tone, ich liebe ihn in der Dirt Box, aber halt hinter der Zerre.

Die "TS-Clippingstufen" sind keine, weil eben kein R/C-Glied dran ist und dadurch auch kein frequenzselektives Clipping wie beim TS. In diesen beiden Stufen ist für ein Pedal, auf dem Metal steht, erstaunlich wenig Zerre zu erreichen, allerdings wird dem Signal hier komplett jede Dynamik entzogen und völliger Brei in den Bässen produziert. Normalerweise erwartet man, das an einem Pedal der Gain-Regler für den Grad der Zerre zuständig ist. Dies ist hier eher Nebensache, sondern hier kann der Gitarrist sich entscheiden zwischen Matsch und völligem Matsch. Wieder läuft es wie beim Tone.

Angesichts der völlig undefinierten Bässe freut man sich dann natürlich über den Bassregler, und die Bässe hier wegzublenden, hilft natürlich ein wenig, das zu reparieren, aber wieder stellt man fest: man regelt den Bass soweit herunter, dass er nicht mehr nervt, aber wenigstens noch einigermassen vorhanden ist und schon hat man keine Lust mehr diesen Regler anzufassen.

Nun kommen wir zum einzigen, was der Firma Boss an diesem Pedal gelungen ist, die Mids. Richtig: Boss. Stichwort HM-2. Vielleicht hätte Ibanez dich zu ihrem Patentanwalt machen und einfach gleich das ganze Pedal nachbauen sollen. Denio, Rocktek und die ganzen anderen haben das ja auch gemacht.

Noch was vergessen? Richtig Volume, oder wie auch immer dieser Regler heisst. Nur soviel: Voll auf, immerhin fast Unity Gain, nicht ganz, aber fast. Der nächste Regler, dem man nicht braucht!


Es ist nicht so, dass ich keine Ibanez-Pedale mag, ich mag mir mein Leben ohne meine Dirt Box und meinen TM-5 gar nicht vorstellen, aber mit diesem Dreiergestirn haben sie einfach den Vogel abgeschossen.

Grüsse
Stefan
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Offline torus

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Re: Invertierender Opamp Zerre
« Antwort #7 am: 19.09.2015 03:17 »
Ach, macht den MS-10 mal nicht schlechter als er ist. Ich hab auch erste Hand Erfahrung. Mein Bandkollege hatte einen, und ich hab reichlich mit dem Teil experimentiert.

Er bringt einen Metal-Sound, aber halt nicht den modernen. Er klingt ehr so, wie mäßig erfolgreiche Untergrund Metal Bands Ende der 80'er bis Mitte 90'er so klangen. Das ist ein Sound, den ich persönlich nicht mag, aber es gibt Leute, die genau auf diesen unakzentuierten aber dreckigen Sound stehen (keine Ironie).

Im Recording habe ich ihn mal eingesetzt als ich Wall of Sound machen wollte. Ging gut. Der MS-10 ist nicht schlecht für den zweiten und dritten Gitarrenlayer. Bring Abwechselung rein, nur nicht zu weit aufdrehen. ;D

/Nils


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Offline Reinhold Messmal

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Re: Invertierender Opamp Zerre
« Antwort #8 am: 19.09.2015 10:53 »
Hallo,

im Prinzip sehe ich das ja in beiden Fällen genauso.

-Was das "sich inspirieren lassen" angeht: Klar, machen alle, schliesslich ist Ibanez die Firma, die das Pedal auf den Markt gebracht hat, das wohl am meisten als Inspiration herhalten musste. Solange man sich dann nicht hinstellt und so tut, als hätte man das Rad neu erfunden, habe ich auch kein Problem damit.

-Sound ist Geschmackssache. Dem einen gefällts, dem andern nicht. Das ist nicht nur legitim, sondern in meinen Augen die Grundlage dafür, dass Musik immer spannend bleibt. Wäre schlimm, wenn es anders wäre!


Aber jetzt mal abgesehen vom SM-9/SML/MS-10, gibt es in dieser Zeit, nennen wir sie mal post HM-2 Ära, haufenweise Pedale, die, sagen wir mal höflich, overengineert waren. Nicht nur bei Ibanez, da gibt es bei Boss den Xtortion und den Power Driver und unzählige andere von anderen Herstellern.

Ist jetzt auch nichts schlechtes, wenn eigentlich eher am Massenmarkt und Stückzahlen interessierte Hersteller, dann auch mal versuchen, was Neues auf den Markt zu bringen. Im Gegenteil.


Interessiert man sich nun ernsthaft für Schaltungsdesign, ist diese Zeit eine wahnsinnig interessante.

Ich muss jetzt leider nochmal Ibanez ins Spiel bringen, tut mir leid, aber dieses Beispiel ist einfach zu gut: Fat Cat und LA Metal. Beide auf RAT-Basis, das eine ein anerkannt guter Klon, am anderen scheiden sich die Geister. Und das mit minimalen Änderungen.

Dann muss man nur noch ein wenig im Netz stöbern, sich ein paar Videos anschauen, und schon hat man eine Ahnung, was passiert, wenn man was macht. Find ich Klasse.

Schönen Sonntag
Stefan
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Offline doctormolotov

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Re: Invertierender Opamp Zerre
« Antwort #9 am: 19.09.2015 11:49 »
Tag Stefan,

Overengineering ist beim MS-10 vielleicht echt das Stichwort. Das HM-2 sieht wirklich viel aufgeräumter aus, bei (fast) gleicher Funktionalität... Und die Kunst liegt bestimmt nicht in der Anzahl der Bauteile, sonder in der gekonnten Auslegung, Bauteilewahl etc. Sagen wir mal, nem Fuzz Face kann man auch wunderschöne Sounds entlocken.. Nicht für Metal, zugegeben. Für den, der Fuzz Sounds mag. Aber mit nur 8 Bauteilen... Wunderschön.

Behauptet nicht jede Marketing-Abteilung, das Rad neu erfunden zu haben? Sollen se doch..
Erinnerst Du dich an die Steinigungs-Szene aus "Das Leben des Brian" ?
"Warum soll ich bei Ihnen Steine kaufen, die ganze Wüste ist voller Steine!"
"Ja - aber unsere sind frisch!"

Auch nen schönen Sonntag!

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Offline Reinhold Messmal

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Re: Invertierender Opamp Zerre
« Antwort #10 am: 19.09.2015 12:35 »
Hi,

bei einer hiesigen Firma stand mal auf der Site, dass sie 4558 Transistoren verbauen.

Da Freut sich der Fachmann!
Lesen ist Schreiben. Silber ist Gold!

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Offline FloPoeKo

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Re: Invertierender Opamp Zerre
« Antwort #11 am: 20.09.2015 19:04 »
Huh, da habe ich ja was losgetreten... :facepalm:

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Offline Laurent

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Re: Invertierender Opamp Zerre
« Antwort #12 am: 21.09.2015 02:28 »
Passt doch zu overdrivre Tretern   ;D

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Offline Reinhold Messmal

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Re: Invertierender Opamp Zerre
« Antwort #13 am: 21.09.2015 06:03 »
Hi Flo,

auf jeden Fall vielen Dank für die Inspiration, ich werde mir jetzt mal ein paar MS-10 besorgen.

Grüsse
Stefan
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Offline FloPoeKo

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Re: Invertierender Opamp Zerre
« Antwort #14 am: 21.09.2015 19:22 »
Wenn man lustig ist, kann man ja mal versuchen, die beiden Zerrstufen in nicht invertierende Konfigurationen umzubauen, also zwei Tubescreamer-Stages zu basteln, und das Attack-Modul nach der ersten anordnen. Das wäre bestimmt eine interessante Kombi, Quasi stacked screamer... Ich wollte schon ewig mal mit Fädeldraht arbeiten und Leiterbahnen durchsäbeln... O0
« Letzte Änderung: 21.09.2015 19:23 von FloPoeKo »