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Berechnung von Hochpassfiltern

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Berechnung von Hochpassfiltern
« am: 11.01.2019 19:39 »
Guten Abend Zusammen,

ich möchte aktuell eine Vorstufe auslegen, bei der ich mehrere ECC83-Stufen verwende. Da ich noch nicht ganz sicher bin, welcher Klang mir gefällt, möchte ich die Regler
und Spannungsteiler zwischen den Stufen so bauen, dass sie einen möglichst geringen Einfluss auf den Klang haben.
Beim Stöbern in diverser Literatur bin ich auf die angehangene Schaltung gestoßen.

Erste Stufe:
Nach dem Ausgangskondensator der ersten Stufe ist ein "Gain"-Regler verbaut. Mit dem Ausgangskondensator, sowie dem Poti und dem Widerstand entsteht ein Hochpass mit einer
Grenzfrequenz von ca 160Hz (1nF, R=1M, f=1/(2*pi*R*C).
Zweite Stufe:
Der Ausgangskondensator der zweiten Stufe (1nF) und der Widerstand (270k) bilden zusammen einen Hochpass mit Grenzfrequenz  von ca 590Hz.

Dies erscheint mir jedoch zu hoch angesetzt, daher denke ich, dass meine Berechnung falsch ist und der Serienwiderstand nach den Stufen (also entweder der Poti oder der 820k Widerstand)
mit berücksichtigt werden muss.
Allerdings kenne ich einen Widerstand und Kondensator in Reihe nur unter dem Stichpunkt kapazitiver Blindwiderstand.

Ich würde mich sehr freuen, eine Lektion in Filterauslegung erteilt zu bekommen, da ich hier scheinbar Grundlagen noch nicht verstanden habe  :facepalm:

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Offline bea

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Re: Berechnung von Hochpassfiltern
« Antwort #1 am: 12.01.2019 01:24 »
Hallo,

zuallererst verstehe ich den Sinn des 2k-Widerstands am Fuß des Potis nicht. Der verhindert nur, dass man das Poti auf stumm einstellen kann. Normalerweise ist das ein Nachteil.

Die 820k und 270k in Reihe mit Abgriff dazwischen musst Du Dir als fest eingestelltes Poti von ca. 1.1Meg vorstellen. Für die Bestimmung der Grenzfrequenz benötigst Du noch die Impedanz der Last, also das, was an Out dranhängt. das liegt parallel zu den 270k. Die resultierende Impedanz + 820k ist dann das R aus der obigen Formel.
Schau Dir mal die Schaltung eines alten Orange-Amps an. Da gibt es schaltbare Koppelkondensatoren. Das könnte vielleicht auch was für Dich sein. Dir Grenzfrequenz würde ich nicht höher als ca. 300 Hz wählen. Das entspricht etwa dem Bright-Eingang eines Hiwatt und ist für viele Ohren bereits unangenehm dünn.
« Letzte Änderung: 12.01.2019 01:28 von bea »
Liebe Grüße

Beate

Re: Berechnung von Hochpassfiltern
« Antwort #2 am: 12.01.2019 08:16 »
Guten Morgen Beate,

vielen Dank für Deine Antwort! Jetzt verstehe ich schonmal, wie ich rechnen muss.
Der 2k Widerstand ist genau dafür da, was Du gesagt hast und in meinen Augen kein Nachteil.
Der "Gain"-Regler soll den Grad der hörbaren Verzerrung regeln, von wenig bis stark verzerrt. Dabei möchte ich jedoch nicht,
dass das Signal ganz auf Masse geht. Dies soll ausschließlich mein MasterVolume regeln, der sich dann ganz am Ende der Endstufe befindet.

Zum Auslegen des Lastwiderstandes:
Wie wird dieser berechnet, wenn noch eine weitere Röhrenstufe oder ein EQ oder eine Endstufenröhre folgt? Ist es der
Widerstand der Röhren beim eingestellten Arbeitspunkt, muss man den Gridstopper hinzurechnen; sind es beim EQ alle Filterstufen, oder nur die erste?
Für mich ist es aktuell noch schwierig zu erkennen, welche Widerstände hierbei relevant sind und welche nicht... ???

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Offline Wuffenberg

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Re: Berechnung von Hochpassfiltern
« Antwort #3 am: 12.01.2019 08:17 »
1nF als Koppelkondensatoren ist auch zu klein gewählt, damit wird es wirklich sehr dünn klingen. Übliche Werte liegen bei 15, 22 oder sogar 47nF. Die Formel ist schon richtig so.

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Offline Stubenrocker81

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Re: Berechnung von Hochpassfiltern
« Antwort #4 am: 12.01.2019 08:55 »
In der Zerrstufen macht es schon Sinn die Koppel Cs eher klein zu wählen und weiter hinten dann großzügiger. Gibt weniger Matsch und teilweise kann man auf Gridstopper verzichten was den Sound wieder direkter und offener macht. Der Filter hat ja auch nur 6db pro Oktave.
Bea ihren Vorschlag mit der Orange Graphic FAC Regelung solltest du mal probieren. Ich mag die sehr funzt super und man bekommt ein Gefühl für die Bemessung der Koppel Cs.

Beste Grüße Stephan
Zwei Kanäle sind EINER zu viel😁!!! Boost!!!

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Offline Stubenrocker81

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Re: Berechnung von Hochpassfiltern
« Antwort #5 am: 12.01.2019 09:25 »
In deinem Beispiel wird die nachfolgende Röhre ja erstmal stromlos angesteuert. Erst wenn du die zweite Stufe in den Gitterstrom fährst verschiebt sich die Trennfrequenz des Koppel Cs nach oben.
Probier einfach mal aus, bringt mehr wie 1000 Formeln.
Beste Grüße Stephan
Zwei Kanäle sind EINER zu viel😁!!! Boost!!!

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Offline pit

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Re: Berechnung von Hochpassfiltern
« Antwort #6 am: 12.01.2019 12:46 »
Genau: probieren!

Da Röhren recht große Toleranzen und Nichtlinearitäten aufweisen, ebenso übliche Bauteile, speziell Kondensatoren (~20%) Toleranzen haben, die sich aufaddieren oder je nach Schaltung gar aufmultiplizieren, ist eine Schätzung meist gut genug. Zu den produktionsbedingten Toleranzen kannst du noch als großen Faktor die gewählte Betriebsspannung geben.

Cheers

pit

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Offline Wuffenberg

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Re: Berechnung von Hochpassfiltern
« Antwort #7 am: 12.01.2019 13:40 »
Dennoch, 1nF ist zu wenig. Das gibt eine Grenzfrequenz von 159Hz, und das bei der ersten Röhre, die sicher noch keine Zerrstufe ist.

Re: Berechnung von Hochpassfiltern
« Antwort #8 am: 12.01.2019 16:23 »
Was hat denn der Kondensator mit der Zerrstufe zu tun?
Insgesamt soll das ja eine Vorstufe für die heftigere Gangart werden, da bin ich sehr neugierig, wie dieser Kondensator die Verzerrung noch beeinflusst!

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Offline pit

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Re: Berechnung von Hochpassfiltern
« Antwort #9 am: 12.01.2019 18:34 »
Was hat denn der Kondensator mit der Zerrstufe zu tun?

Vor Zerrstufen nimmt man einen kleineren Koppelkondensator (z.B. Soldano 2,2nF), denn man möchte Bässe raus haben, da diese den Sound sehr matschig machen, wenn die mit verzerrt werden. Bass kann man später wieder reinmachen.
Das kannst du bei fast allen High-Gain Amps am Schaltplan auch nachvollziehen.

Cheers

pit

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Offline Stefan_L_01

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Re: Berechnung von Hochpassfiltern
« Antwort #10 am: 14.02.2019 23:03 »
Muss nicht der Koppelkondensator sein. Der kann auch frequenzneutral ausgelegt sein und die Filter passieren dahinter. Z.b. mit RC parallel Gliedern die einen gewissen Erhalt der Baesse garantieren, klassisch Marshall 470k/470pf parallel.
Und die caps können dann Niedervolt sein.
Ansonsten Stift beiseite, LTSpice Download, Roehenmodelle ziehen, simulieren

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Offline chaccmgr

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Re: Berechnung von Hochpassfiltern
« Antwort #11 am: 15.02.2019 14:00 »
es gibt auch online-Rechner wie auf www.ampbooks.de
da kannst Du Deine eigenen Berechnungen gegenchecken
Liebe Grüße
Robert