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LND150 Tremolo PCB Entwurf

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Offline iefes

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LND150 Tremolo PCB Entwurf
« am: 28.04.2020 08:50 »
Liebe Leute,

da ich in meinem aktuellen Amp-Projekt keinen Platz mehr für eine weitere Röhre habe, aber trotzdem ein Bias-Tremolo drin haben möchte (Potis schon vorhanden etc), hab ich mich ein klein wenig mit einer entsprechenden LND150 Alternative auseinandergesetzt. Ich möchte mir gern eine Platine dafür ätzen und habe das mal in Eagle gezeichnet.
Die Schaltung entspricht quasi der Fender-Schaltung, aber mit Zener-Dioden und Serienwiderständen am Gate der LND150. Die Idee dafür kommt unter anderem von R.G. Keen ("geofex"; http://geofex.com/Article_Folders/sstremolo/sstremolo.htm ) und auch aus dem EL34-Forum ( https://el34world.com/Forum/index.php?topic=23811.msg256428#msg256428 ). Der user dort (2deaf) hat die Schaltung scheinbar schon erfolgreich ohne Probleme verwendet.

Ich habe außerdem ein Intensity-Poti auf der Platine vorgesehen, falls die Endstufe mit Auto-Bias arbeitet und man das Tremolo-Signal auf Masse beziehen möchte. Wenn man fixed Bias nutzt, wie bei mir, kann man einfach einen Fest-Widerstand für das Poti einlöten und R9 einsetzen. Die Platine ist so entworfen, dass die WIMA MKP10 aus Dirks Shop darauf passen, ebenso die kleinen 1W Metalloxid Widerstände. B+, Gnd und Output (osz. Signal) können über eine 3er Printklemme abgegriffen werden.

Und jetzt noch ein paar Fragen:
- Gibt es Erfahrungswerte bzgl dieser Art Schaltung? Besonders bei den Werten für R5 und R7 (Serienwiderstände am Gate) habe ich keine wirklich Idee, wonach ich die Größe bestimme. Habe daher Werte aus den beiden Quellen genommen. Die Widerstände sollen hochfrequentes Oszillieren verhindern.
- Wie groß sollte der Source-Widerstand an Q2 sein, wenn man kein Poti verwendet? Wie kann ich das ermitteln?
- Wie ist das mit dem Source-Widerstand an Q1?
- Der LND150 FX-Loop nutzt zwei 18V Zener-Dioden "Kopf-an-Kopf" anstelle der einen 12V, die ich hier eingezeichnet habe. Was ist der Vorteil?
- Gibt es sonst Anmerkungen zur Schaltung selbst?
- Gibt es Anmerkungen zum Platinen-Layout? Ich bin mir unsicher, da ich bisher immer nur Platinen für Effekte entworfen habe und die arbeiten halt mit niedrigeren Spannungen. Muss ich da auf viel Abstand zwischen den Bahnen achten, weil Hochspannung durch geht?

Freue mich über allerlei Feedback  :topjob: Wenn das Platinenlayout von euch abgesegnet ist kann ich auch gern die entsprechenden Dateien hochladen, falls sich noch jemand sowas ätzen will.

Viele Grüße!

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Offline Laurent

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Re: LND150 Tremolo PCB Entwurf
« Antwort #1 am: 28.04.2020 09:14 »
Hallo Yves,

Hast du versucht, die Schaltung unter Spice zu simulieren?
Somit könntest du alles ohne weiteres ermitteln.

Gruß
Laurent

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Offline dimashek

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Re: LND150 Tremolo PCB Entwurf
« Antwort #2 am: 28.04.2020 09:57 »
Ein Mosfet darf zw Gate und Source keine hohe Spannung haben. Beim LND150 sind es +/-20V.
In deiner Schaltung schützt du nur in eine Richtung.
jetzt müsste man nachdenken/simulieren, ob es beim An/Ausschalten möglich ist, dass diese +/-20V überstiegen werden.
Oder man baut einfach zwei Zener anti-Seriell  :)  Würde mit dem jetzigen Layout auch gehen, etwa so ^
Hätte noch den Vorteil, dass sich die Kapazität der Zener halbiert (die ist ziemlich nichtlinear) - spielt aber beim Tremolo keine Rolle  8)

Besonders beim Q2 sehe ich die Möglichkeit, dass Source höheren Potential haben kann, als Gate. da wird ein zener nicht helfen.

1k im gate finde ich OK, aber 1Meg (R5) ist deutlich zu viel... Es sei den, der ist schaltungsmässig erforderlich.

Nachtrag:
Mir ist noch eingefallen, dass Zener in die andere Richtung eine normale Diode hat.
Somit nehme ich den Grund, warum man zwei antiseriell braucht zurück. Es geht weniger um ÜberspannungsSchutz, sondern einfach um Aussteuerbarkeit des gates. Kurz gesagt, damit die interne Diode im Zener nicht klippt
« Letzte Änderung: 28.04.2020 10:14 von dimashek »

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Offline iefes

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Re: LND150 Tremolo PCB Entwurf
« Antwort #3 am: 28.04.2020 10:04 »
Super, danke für eure Ratschläge!  :)
Tatsächlich hab ich es eben in Spice simuliert und mit den 12V Zener Dioden, wie im Schaltplan funktioniert der Oszillator nicht. Ohne die Dioden sieht es gut aus. Dann würde ich auf jeden Fall schonmal zwei anti-serielle Dioden zwischen Gate und Source vorsehen, Dirk hat das ja definitiv auch erprobt, dann kann man sich da ja guten Gewissens dran orientieren.

Den 1M hab ich aus dem Layout von "2deaf" übernommen, aber R.G. Keen schlägt ja auch nur 1k vor. Da werde ich wohl also erstmal mit 1k oder etwas höher ausprobieren. Der Simulation ist es jedenfalls egal, wie groß der Widerstand am Gate jeweils ist.

Werde noch etwas mit den Werten in der Simulation herum spielen und schauen, wie sich das auswirkt, prinzipiell sollte es aber funktionieren.

Sonst noch Vorschläge?

Edit: Anti-Serielle 18V Z-Dioden an Q1 funktionieren soweit. An Q2 darf allerdings laut Spice keine Diode hängen, da sonst die obere Halbwelle des (Quasi-)Sinus abgeschnitten wird. Ist hier überhaupt eine Diode nötig? Das Signal an G und S sollte doch einander folgen und da das Gate mit an Drain von Q1 hängt liegt da auch im Idle eine hohe Spannung an...? Danke!
« Letzte Änderung: 28.04.2020 10:11 von iefes »

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Offline raffau

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Re: LND150 Tremolo PCB Entwurf
« Antwort #4 am: 28.04.2020 10:12 »
Lovely!

Genau das suche ich! Jetzt noch Reverb LNB aus dem SHop  auf die gleiche PCB und schon ist ein perfektes Kit vorhanden!

Iefes...ich würde ein PCB bestellen!

Raffa
« Letzte Änderung: 28.04.2020 10:20 von raffau »

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Offline dimashek

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Re: LND150 Tremolo PCB Entwurf
« Antwort #5 am: 28.04.2020 10:16 »
Nachtrag:
Mir ist noch eingefallen, dass Zener in die andere Richtung eine normale Diode hat. Leider etwas zu spät ;)
Somit nehme ich den Grund, warum man zwei antiseriell braucht zurück. Es geht auch um ÜberspannungsSchutz, aber vor allem um Aussteuerbarkeit des gates. Kurz gesagt, damit die interne Diode im Zener nicht klippt.

Der Überspannungsschutz ist dann auch in beide Richtungen gegeben.

Gerade am Q2 braucht man den Schutz. Ist zwar ein Folger, aber beim An/Aus könnte alles passieren, besonders wenn größere Kondensatoren im spiel sind
« Letzte Änderung: 28.04.2020 10:27 von dimashek »

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Offline raffau

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Re: LND150 Tremolo PCB Entwurf
« Antwort #6 am: 28.04.2020 10:19 »
@iefes, wäre die LDR option von R.G noch ein add-on auf deiner PCB?

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Offline iefes

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Re: LND150 Tremolo PCB Entwurf
« Antwort #7 am: 28.04.2020 10:32 »
Freue mich, dass hier noch mehr Interesse besteht!  :topjob:

Also muss gerade nochmal kurz zurück-rudern, hatte in der Simulation einen Fehler. Es funktioniert doch mit den Z-Dioden von Source nach Gate an Q2.

@Dimashek: Also trotzdem 2 Stück anti-seriell vorsehen oder reicht eine? An Q1 und Q2?

@raffa: Freue mich über dein Interesse, aber ich würde sagen, ich bringe das erstmal zum Laufen  ;D Wenn es klappt kann ich dann gern ein paar PCBs machen lassen, die etwas hochwertiger sind. Ich ätze mir nur reine Cu-Platinen ohne Verzinnung, Lötstopplack etc.
Wenn alles gut läuft, kann ich das aber gern umsetzen. Dann auch mit Möglichkeit für Opto-Trem à la Keen.  :)

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Offline dimashek

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Re: LND150 Tremolo PCB Entwurf
« Antwort #8 am: 28.04.2020 10:39 »
An Q2 würde ich 2st einbauen. An Q1 könnte eins reichen. Mit 1Meg gate-R bräuchte man dort gar keins ;) ... vermutlich
« Letzte Änderung: 28.04.2020 10:40 von dimashek »

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Offline carlitz

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Re: LND150 Tremolo PCB Entwurf
« Antwort #9 am: 28.04.2020 11:19 »
Hi Yves,

würde auch mitmachen bei den Platinen für das Tremolo (wenn es mal läuft).

Gruß
If you don't know how to fix it, stop breaking it!

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Offline iefes

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Re: LND150 Tremolo PCB Entwurf
« Antwort #10 am: 28.04.2020 12:37 »
würde auch mitmachen bei den Platinen für das Tremolo (wenn es mal läuft).

Klar, sehr gern!  :topjob:

Habe mal meine Spice Versuche angehängt. Zuoberst den Schaltplan. Der Schalter schaltet den Oszillator nach 4 Sekunden ein. Ich lege eine kleine initiale Spannung von 0.01V am Gate an um den Oszillator zum Schwingen zu bringen.
Mit den Werten schwingt es fast die kompletten 400Vp-p B+ Spannung. Das sollte genug sein, um den Bias zu "wigglen"  ;D Im ersten Oszi-Graph sieht man die Schwingung bei maximaler und die minimaler Speed-Einstellung.
Im zweiten und dritten Oszi-Graph sieht man die Spannungen an Gate und Source an Q1 (zweiter Graph) und Q2 (dritter Graph). Da ist alles im grünen Bereich.  :topjob:

Ich bin mit Spice nicht so versiert wie viele andere hier, also wem ein grober Schnitzer auffällt oder wer noch Vorschläge hat, was man noch ändern könnte, immer her damit  :) 

Danke!

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Offline dimashek

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Re: LND150 Tremolo PCB Entwurf
« Antwort #11 am: 28.04.2020 12:50 »
Jetzt baue noch ein Switch in die Versorgungsspannung, um turn on /off zu simulieren.
Oder einfacher, die Spannungsquelle als "Pulsed" zu wählen und dort den Spannungsverlauf von 0 auf 400 periodisch zu ändern.
Mit paar miliSec rise/fall time.

Und dann versuche, die Betriebspannung mal im Output-Signal-maximum (fast 400V) und minimum (ca 0V) auszuschalten

Und schaue dir die GS-Spannung an.  V(G,S). Ohne Zener.  >:D


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Offline iefes

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Re: LND150 Tremolo PCB Entwurf
« Antwort #12 am: 28.04.2020 13:10 »
Jau, hab ich gerade schnell durchgespielt, danke für die Tipps  :topjob: Spikes (ohne Dioden) bekomme ich nur zwischen G und S (~ -140V) von Q1 und da auch nur, wenn ich irgendwo zwischen V(max) und V(min) ausschalte. Habe rise und fall times von 10ms genommen. Also an Q1 sind die Dioden nötig, an Q2 lasse ich sie aber auch mal drin, schaden sollten sie ja nicht...?

Abgesehen von dem oben beschriebenen Szenario hat es wenig Auswirkungen gezeigt, wenn man mitten drin ein- oder aus-schaltet.  :topjob:

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Offline Mr. Lime

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Re: LND150 Tremolo PCB Entwurf
« Antwort #13 am: 28.04.2020 13:29 »
Freut mich, dass der Ruf nach einem PCB für ein LND Tremolo immer größer wird, hatte das schon mal für den Shop vorgeschlagen und für mein derzeitiges Projekt vorgesehen.
Man kann die Schaltung ja so auslegen, dass das Tremolo sowohl an das BIAS Netzwerk oder gleich an eine Kathode wie beim Fender Champ gehängt werden kann. Klar spricht auch nichts gegen LDR, finde aber, dass das ein Pedal genauso hinbekommt. Für LDR hat man es mit 555 Timer oder ICs wohl auch nicht viel schwerer.. (siehe Mesa Rectoverb)

Was du vielleicht noch einplanen kannst, wäre ein erweiterter Frequenzbereich des Oszillators oder gar eine Umschaltmöglichkeit zwischen Triangel und Rechteck. Sinus wird mühsamer.

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Offline iefes

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Re: LND150 Tremolo PCB Entwurf
« Antwort #14 am: 28.04.2020 13:43 »
@Mr Lime: Wie würdest du den erweiterten Frequenzbereich umsetzen? Im 63 Vibroverb Reissue ist der Oszillator mit Gegenkopplung ausgeführt, dadurch wird wohl ein breiterer Frequenzbereich erreicht. Das wollte ich mir auch noch anschauen, allerdings war hier mein Haupt-Augenmerk darauf, die "normale" Fender-Schaltung möglichst kompakt für meinen Amp zu adaptieren. Daher habe ich mich auch nicht weiter mit Rechteck oder Sonstigen Formen auseinander gesetzt.

Bin aber natürlich für Ideen offen. Erstrecht wenn sich herausstellen sollte, dass einige Leute an dem Projekt interessiert wären.