Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Analogschalter mit JFET


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von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Jörg W. schrieb:
> Mohandes H. schrieb:
> 9V-Versorgung, sollte also bei 3..5V schalten.
>
> Eröffne mal einen eigenen Thread dafür. Das hat mehr Sinn, als diesen
> ältlichen Thread jetzt auf ein ganz anderes Thema "abzubiegen" (und für
> mich ist nichtmal sicher, dass das überhaupt ein JFET werden sollte).

Hallo in die Runde,

für ein Gitarren-Distortion-Pedal möchte ich einen Analog-Umschalter 
basteln (z.B. für den Bypass). Ziemlich simpel hat das Ibanez in den 
80ern beim 'Tube Screamer' gelöst: JFET 2SK44SP in den Signalleitungen.
Keine besonderen Ansprüche - ein Effektgerät ist immer Teil des 
Instrumentes. Es sollte eine möglichst simple Lösung sein und den 
mechanisch aufwendigen Umschalter vermeiden.
Gitarrren-Pedale habe ich schon einige gebaut, die (klanglich) besten 
waren welche mit Röhren. Den Ibanez 'Tube Screamer' möchte ich erstmal 
mehr oder weniger 1:1 nachbauen und dann modifizieren (evtl. auch mit 
Miniatur-Röhren (Bleistift-Röhren) im Distortion-Zweig). Mit JFETs kenne 
ich mich leider kaum aus.

1. Ist die Lösung mit JFET überhaupt ideal?
2. Kann man für den 2SK44SP auch einen anderen, aus der Bastelkiste, 
einsetzen? Z.B. BF245 oder BF256?

Mohandes

von MaWin (Gast)


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Mohandes H. schrieb:
> 1. Ist die Lösung mit JFET überhaupt ideal?

Nein, ein Schalter ist ideal.

> 2. Kann man für den 2SK44SP auch einen anderen, aus der Bastelkiste,
> einsetzen? Z.B. BF245 oder BF256?

Dein Datenblatt ist nicht vom 2SK44.

2SK30


Jede Änderung an einem Effektgeräte, und sei es nur eine Leitung anders 
zu verlegen, kann den Effektklang verändern. Manche Effekte 
funktionierten nur, weil schlechte Leitungsführung zum Schwingen neigte, 
oder überstrapazierte Bauteile 'Effekte' zeigten.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Mohandes H. schrieb:
> basteln (z.B. für den Bypass). Ziemlich simpel hat das Ibanez in den
> 80ern beim 'Tube Screamer' gelöst: JFET 2SK44SP in den Signalleitungen.

Bist du dir bei der Typbezeichnung sicher? Der 2SK442, für den du das 
Datenblatt angehängt hast, ist jedenfalls schonmal kein JFET, sondern 
ein MOSFET.

Die mit Bleistift gezeichnete Schaltung ist zumindest prinzipiell 
funktional. Der JFET-Kanal (U_d respektive U_s) liegt DC-mäßig auf 
+4.5V. Das Gate floated entweder (Schalteingang auf +9V = an) oder liegt 
auf ~0.6V (Schalteingang auf GND = aus). Der JFET sieht dann effektiv 
knapp -4V U_gs, was den meisten Typen zum Sperren reicht. Zu beachten 
ist, daß das Audio-Signal nur relativ kleinen Pegel haben darf, weil es 
U_s und damit die wirksame U_gs moduliert. Mit den genannten 500mVss 
zappelt U_gs z.B. zwischen -3.75V und -4.25V.

> 1. Ist die Lösung mit JFET überhaupt ideal?

"Ideal" ist ein starkes Wort. Es gibt sicher bessere Umschalter für 
Audio-Signale. Aber für ein Gitarreneffektgerät ist ein JFET sicher 
ausreichend.

> 2. Kann man für den 2SK44SP auch einen anderen, aus der Bastelkiste,
> einsetzen? Z.B. BF245 oder BF256?

Sicher. Am ehesten die -A Typen. Auf jeden Fall muß die "gate source 
cut-off voltage" kleiner als die genannten -3.75V sein.

von W.S. (Gast)


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Mohandes H. schrieb:
> für ein Gitarren-Distortion-Pedal möchte ich einen Analog-Umschalter
> basteln

Dann mache zu allererst mal einen Plan zum Konzept:
Wie soll das Ganze versorgt werden? Per 9V Batterie?
Wie groß sind die zu schaltenden NF-Pegel?

Für Analogschaltereien würde ich allemal auf Transmissionsgatter a la 
4066, DG4xx und Konsorten orientieren. Es gibt davon eine reichhaltige 
Auswahl. Bei Typen mit höherer Spanungsfestigkeit hat man i.Allg. auch 
einen höheren Durchlaßwiderstand, der bis zu eingen hundert Ohm gehen 
kann. Das müßte in der Schaltung berücksichtigt werden.

W.S.

von Olaf (Gast)


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> ist, daß das Audio-Signal nur relativ kleinen Pegel haben darf, weil es
> U_s und damit die wirksame U_gs moduliert. Mit den genannten 500mVss
> zappelt U_gs z.B. zwischen -3.75V und -4.25V.

Bein einem Effektgeraet gehoert das ja vielleicht zum Effekt. :)

Olaf

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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W.S. schrieb:
> Dann mache zu allererst mal einen Plan zum Konzept: Wie soll das Ganze
> versorgt werden? Per 9V Batterie? Wie groß sind die zu schaltenden
> NF-Pegel?
>
> Für Analogschaltereien würde ich allemal auf Transmissionsgatter a la 4066 ...

Das Konzept ist soweit klar: erstmal angelehnt an den Tube Screamer von 
Ibanez (ich hänge den Plan mal an).
1. Stufe Emitterfolger, 2. OP1 mit Distortion im Rückkoppelzweig, 3. OP2 
mit Klangregler, 4. weiterer Emitterfolger als Buffer. Betrieb mit 9V, 
intern 4,5V (Spg.-Teiler) mit dem die OPs und Transistoren auf halbe Ub 
gezogen werden.
Mir ist klar, das die Schaltung aus den 80ern und 'old-fashionated' ist. 
Aber das hat auch seinen Reiz und sicher nicht ohne Grund wird der Tube 
Screamer seit 40 Jahren fast unverändert gebaut und ist sehr beliebt 
(und vergleichsweise teuer: ca. €130). Wie gesagt, die Schaltung ist 
erstmal der Grundstock mit dem ich dann weiter experimentieren werde.

9V-Batterie ist Standard bei Effektpedalen. NF-Pegel bei Gitarre schwer 
zu sagen, ca. 500mVss, in der Spitze beim Anschlag deutlich mehr. 
Gesamtverstärkung ~1.

MOSFET oder JFET - hier kommt meine Unkenntnis ins Spiel. Ich dachte das 
wäre ein n-Kanal JFET. Laut Ibanez ist es der 2SK44SP.

An den 4066 hatte ich auch gedacht, habe ich aber nicht in der 
Bastelkiste. Mechanischen Umschalter wollte ich eben vermeiden.

Sinn der Analogschalter ist der Bypass, aber auch die Option zwischen 
mehreren Analogquellen umzuschalten.

P.S. Und ja, so ein Effektpedal ist ein Teil des Instrumentes, das ist 
kein HiFi und soll es auch nicht sein. Es gibt sogar Freaks die 
angeblich die Baureihe des speziellen OPs heraushören wollen (was ich 
für Humbug halte, in ganz alten Pedalen war noch der 741 drin, mit einer 
slew-rate von 0,5V/us). Da werde ich einen TL072 nehmen.

von Peter D. (peda)


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Wozu soll die Diode vorm Gate gut sein?
Damit floatet das Gate in einer Richtung, d.h. das Verhalten ist 
undefiniert.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Peter D. schrieb:
> Wozu soll die Diode vorm Gate gut sein?

Die soll wohl verhindern, daß die Gate-Kanal Diode des JFET leitend 
wird. Die Steuerspannung geht ja bis 9V. Ein Könner hätte statt dessen 
mit 4.5V geschaltet und die Diode weggelassen.

Die ganze Schaltung ist ... interessant. Man könnte fast denken, da lag 
noch ein Sack Transistoren rum, der verbaut werden sollte.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Naja, ganz schlau geworden bin ich immer noch nicht was (J)FETs 
betrifft, habe etwas nachgelesen.

Die Schaltung werde ich erstmal so aufbauen (mit BF245), sie 
funktioniert ja anscheinend so. Hier eine gute Analyse des Tube 
Screamers:

https://www.electrosmash.com/tube-screamer-analysis

Richtig interessant wird es erst beim OP1: hier, im Rückkoppelzweig, 
findet die eigentliche Distortion statt - viel Raum zum Experimentieren. 
Läßt sich auch nicht simulieren, muß man hören.

Würde man heute eben 'modeln' und mit Arduino & Co. alles digital 
machen. Aber ich mag Analogtechnik - und man hört auch Unterschiede.

von Lurchi (Gast)


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Die Verzerrerschaltung kann man schon simulieren. Es ist aber an den 
Zahlen und Kurven schwer zu sagen wie es sich anhört. Das ist halt eine 
modert weiche Begrenzung.

Die Schaltung um die FETs ist schon etwas komisch, weil man für das 
Anschalten auf die Leckströme vertraut.

Die LED zur Anzeige des flip-flop Zustandes hätte man auch einfacher und 
sparsamer direkt am Flipflop haben können. An der Positiven Seite sollte 
1.5-2 V auch noch über sein.

von hinz (Gast)


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Lurchi schrieb:
> Die Verzerrerschaltung kann man schon simulieren. Es ist aber an den
> Zahlen und Kurven schwer zu sagen wie es sich anhört.

Man kann den Simulatoren auch WAV Files füttern und entnehmen.

von Peter D. (peda)


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Lurchi schrieb:
> Die Schaltung um die FETs ist schon etwas komisch, weil man für das
> Anschalten auf die Leckströme vertraut.

Und auch, daß kein Brummen in das Gate einkoppelt. Ein geschlossenes 
Metallgehäuse mit GND verbunden dürfte Pflicht sein.

von Michael M. (michaelm)


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Mohandes H. schrieb:
> Naja, ganz schlau geworden bin ich immer noch nicht was (J)FETs
> betrifft,...
Noch etwas zum Lesen:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/anasw1.htm

von dirk (Gast)


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Gruss

In einem einem älteren Blatt
 wird bei Sanyo der 2SK304 als
 Ersatz zum 2SK44SP angegeben,
 als der abgemeldet wurde.
 Der 2SK304 ist (noch) erhältlich,
 allerdings im Preis
 unterschiedlich. Interessant
 zur Schaltung ist das Datenblatt
 dazu, auch mit Kennlinien und
 Parametern.

 Dirk St

von Bruno KEISER (Gast)


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Hallo, was ist jetzt daraus geworden ?
Gruss Bruno

von Volker S. (sjv)


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Mohandes H. schrieb:
> 2. Kann man für den 2SK44SP auch einen anderen, aus der Bastelkiste,
> einsetzen? Z.B. BF245 oder BF256?

2N4858, das war der Standard Analogschalter in Siemens SIMADYN C 
Antriebsregelungen.
https://www.mouser.de/ProductDetail/InterFET/2N4858?qs=OxRSArmBDfwT8RpvSISmgA%3D%3D

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Mohandes H. schrieb:
> An den 4066 hatte ich auch gedacht, habe ich aber nicht in der
> Bastelkiste.

Aber vllt. hast du ja 4051,4052 oder 4053 in der Kiste. Die haben alle 
schon den Umschalter.

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