Jfets Übertragungskurven aufgezeichnet

  • Hallo liebe Forengemeinde,

    ich beschäftige mich schon seit ein paar Monaten (wenn mal Zeit ist) mit simplen Jfet Schaltungen und deren Verzerrungen im Bereich des leichten Clippens.
    Angefangen hat es mit dem Peppermill von http://%22http//www.runoffgroove.com/%22 über die Therorie des Fetzer Valve der selben Seite. Einmal muamp und zurück, gestolpert über diesen Artikel http://www.lynx.net/~jc/transferCu…Simulation.html und viele weitere deutsch und englischspachige Foreneinträge und Artikel
    Stetig auf der Suche nach einem Verstärker, der eigentlich eher Clean ist, das Signal gegen Ende leicht komprimiert um etwas die Dynamik zu reduzieren, Obertöne hinzufügt die singend abklingen aber nicht als eigentliche Verzerrung im Sinne der E-Gitarre wahrzunehmen sind. Und das möglichst mit 1-2 Transistoren.
    Meine Soundvorstellungen sind aber in diesen Topic nicht der Punkt um den es sich drehen sollte.

    Ich habe am Wochenende mal so einen Vertreter der Jfets durchgemessen um unter anderem meine Vermutung bezüglich des Drain Widerstandes bestätigt zu wissen. Die vielen Diagramme, die anscheinend sehr Schwungvoll aus dem Handgelenk gezeichnet sind, die man im Internet findet um die Arten der Arbeitspunkteinstellung zu erläutern, verschweigen dies nämlich allesamt.

    Angehängt findet ihr 2 Diagramme zum folgenden Versuchsaufbau:
    -ein J113 dem Innenwiderstand bei Ugs=0 von 57 Ohm
    -Versorgungsspannung20V
    -kein Sourcewiderstand (also kein negatives Feedback)
    -zweite Spannungsquelle mit einem variablen Spannungsteiler zum einstellen von der Gate-Source Spannung (Batterie und Poti ;) )
    Aufgezeichnet wurden die Drainströme Id in Abhängigkeit von Rd und Ugs

    Erkenntnisse:
    (1)für Rd<510 Ohm ändert sich nichts mehr (Kurve ist identisch für 51 Ohm)
    (2)die Kurve (510) ist in einem großen Bereich deutlich linearer als angenommen, bzw als es die meisten der Darstellungen im Internet vermuten lassen.
    (3)Der maximale Drainstrom scheint in etwa umgekehrt proportional zu Rd. (zumindest fürRds>510)
    (4)Rd=1510 erzeugt eine Kurve, die über den gesamten Nutzbereich des Fets eine große Symmetrie aufweißt.
    (5)Rd=4700 erzeugt eine Kurve, die ihrem "Mittelpunkt" weniger Linearität zeigt als die vorherige und im Verhältnis einen größeren Bereich der Rundung aufweißt (siehe Diagramm 2)
    (6)Diese Eigenschaften verstärken sich nicht weiter durch einen noch größeren Drainwiderstand.


    zu2: Hier wird wohl Vielerorts etwas mit dem röhrenartigen Klang übertrieben.
    Ich habe weitere Messungen von anderen Jfets (J201, J112, J175) und keiner zeigt eine rundere Kurve.

    zu3: welch Wunder, steckt doch das Ohmsche Gesetz dahinter. Idmax=U/(Rd+Rds+Rs)

    zu4,5: das war natürlich kein Zufall, dass ich diese Werte gewählt habe

    zu6: wäre ja auch zu schön. Leider oder zum Glück sind Vorgänge der Physik meist krümmungsstetig und verschiedene Einflüsse heben sich halt auf :D


    Will man jetzt seine Schaltungen mit den schönsten symmetrischen Kurvendes Jfets versehen reicht es leider nicht mehr nur Idss und Ugsoff zumessen. Zumindest Id bei Ugsoff/2 und Rdson müssten mit dazu.

    Nennen wir Id bei Ugsoff/2 jetzt mal Ix kann man zusammenfassend für eine einfache Verstärkerschaltung mit einem Bypass Kondensator sagen:

    Rs=Ugsoff/(2*Ix)
    Rd=(U-Rs*Ix-Rdson*2*Ix)/(2*Ix)

    Ist der Aufwand gerechtfertigt? Jein...
    Ich habe zur Zeit eine Schaltung bestehend aus einem Rd von 4700 Ohm,einem Variablen Rs mit Bypass durch einen ausreichend großen Kondensator, keinerlei Tiefpässe, ausreichend tiefe Hochpässe,direkt in eine alte Hifi-Endstufe laufen.
    Ich merke schon, wenn sich der Arbeitspunkt aus der Mitte verschiebt.
    Nicht nur durch die eher einsetzende Verzerrung, sondern durch ein geringeres Sustain aber ein interessanteres Ausklingverhalten.
    Sitzt der Arbeitspunkt genau mittig, habe ich eine sehr gute Kompression,bevor es in die Zerre geht. Bis zu diesem Punkt ist außer der Begrenzung der Dynamik auch wenig Veränderung zu hören. Auch komplexere Akkorde werden gut abgebildet. Die richtige Zerre ist allerdings eher mumpfig, flatterig, leicht fuzzig (wenn ich das mal so beschreiben darf :D ) Nun hat ein cleanes Gitarrensignal ja durchaus einige Peaks und es ist schwer diesen Bereich auszunutzen,ohne dass das flattern anfängt. Ich glaube der asymmetrische Arbeitspunkt in Verbindung mit etwas weniger Gain gefällt mir hier sogar besser. Aber ich werde eh noch weiter probieren.


    Ihr dürft nun Schlüsse ziehen, euren Senf dazugeben oder mir sagen,dass das doch eh alles ein alter Hut ist und ich nur an den falschen Stellen gesucht habe.

    In jedem Fall einen angenehmen Sonntag Abend.
    Felix

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    Edit: Heut morgen fällt mir auf, dass mein Ausgangswiderstand irgendwie viel zu klein ist. Hab da wohl in die falsche Kiste gegriffen. Eben schnell geändert und einen Emitterfolger hintergehängt. Soundtechnisch geht da nun einiges :D
    der oben genannte Klang ist also für die Katz, wie ich den neuen in Worte fassen kann weiß ich noch nicht.
    Auf jeden Fall bin ich richtig zufrieden!

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