[voltwide]

Die ausgezeichneten technischen Eigenschaften gewisser JFETs haben mich auf die Idee gebracht, mich mal wieder an einem Pickup-Vorverstärker zu versuchen.
Prominentester Vertreter ist der 2SK170 von toshiba. Herausragende Merkmale sind die für ein JFET extrem niedrige Rauschspannung von 1nV/Wurzel(hz) gepaart mit einer deutliche höheren Vorwärtssteilheit, als wir das bislang von BF245, BC264 etc gewohnt waren.

Diese simple Schaltung macht bei 3V Betriebsspannung und 1V Gefälle über dem drain-Widerstand bereits 30-fache Spannungsverstärkung.

Das ist eigentlich schon zuviel, aber dazu komme ich später.

[Calvin]

Hi,

dann nimm erst mal den BF862 von Philips/NXP
Der ist wenigstens active und nicht seit Jahren obsolet.
Und dann kaskodier das noch mit nem 4391 um die Kapazitäten und Verlustleistung klein zu halten.

jauu
Calvin

ps. 3V sind arg wenig, insbesondere da JFETs es gerne mollig warm mögen, sprich ein Arbeitspunkt mit etwas Stromdampf.
Für die genannte Kaskode sind >10V nötig.

[Rumgucker]

Ich hab keine Ahnung von Pickups. Aber ich könnte mir vorstellen, dass im Vergleich zu deren Rauschen das Eingangsrauschen des Halbleiters viertrangig ist.

[voltwide]

Zitat:Original geschrieben von Calvin

Hi,

dann nimm erst mal den BF862 von Philips/NXP
Der ist wenigstens active und nicht seit Jahren obsolet.
Und dann kaskodier das noch mit nem 4391 um die Kapazitäten und Verlustleistung klein zu halten.

jauu
Calvin

ps. 3V sind arg wenig, insbesondere da JFETs es gerne mollig warm mögen, sprich ein Arbeitspunkt mit etwas Stromdampf.
Für die genannte Kaskode sind >10V nötig.

Der 2SK170 ist zwar obsolet, hab aber vor kurzem 20Stück über die Bucht gekauft.
Es gibt neben NXP auch Ähnliches von Sanyo (jetzt bei OnSemi), allerdings in SMD
Auch Fairchild hat in Frage kommende Typen.

Zur Betriebsspannung: 3V-LiBat ist eine Vorgabe von mir.
Angesichts der geringen Signalpegel sehe ich da kein Problem.

Mollig ist hier schon mal garnicht angesagt, sondern ein Stromverbrauch um 200uA. Ich will nicht ständig die Batterie wechseln.

Cascode wäre hier oversized, zumal am Ausgang auch die Kapazität des Kabels hängen soll.

[phase_accurate]

Willst Du den Preamp direkt in eine Klampfe hineinbauen ?

@ Gucki: Die Pickups sind rein passiv und sollten nicht allzu viel Rauschen erzeugen. Aber sie nehmen natürlich prinzipbedingt schon Störungen aus der Umgebung auf. Je nach Typ (single-coil oder Humbucker) mehr oder weniger. Dann kommt es z.B. noch auf die Abschirmung drauf an und die Art wie sie verdrahtet werden.
Zu Letzterem ein kleines Beispiel: Früher hat man bei Single-Coil-PUs immer das innenliegende Ende der Wicklung (also den Anfang) als kaltes Ende benutzt und das aussenliegende Ende als heisses Ende. Bis einmal jemand auf die Idee kam, dies umgekehrt zu tun und damit gleichzeitig die statische Abschirmwirkung der aussenliegenden Windungen auszunutzen.

Gruss

Charles

[phase_accurate]

Zitat:Cascode wäre hier oversized, zumal am Ausgang auch die Kapazität des Kabels hängen soll.

Ein Emitterfolger am Ausgang wäre zu empfehlen. Und nicht vergessen, einen Seriewiderstand einzusetzen. Nicht geizig sein bei der Dimensionierung der Koppelkondensatoren.

Gruss

Charles

[voltwide]

Zitat:Original geschrieben von phase_accurate

Nicht geizig sein bei der Dimensionierung der Koppelkondensatoren.

Gruss

Charles

Für Mundorfs ist leider kein Platz!

[alfsch]

...dann eben Silmic !

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von phase_accurate
@ Gucki: Die Pickups sind rein passiv und sollten nicht allzu viel Rauschen erzeugen.

Ob passiv oder nicht ist für das thermische Widerstandsrauschen direkt am Gate erstmal egal. Entscheidend ist der Wicklungs-Widerstand. Lieg ich da mit 10k allzu falsch?

[Bild: 36abe3573436f386708e3d13ce438db0.png]

T = 273 + 20 K = 293K (bei 20°C)
df = 20kHz
R = 10k
4kB = 4 * 1,38 E-23

Also Ueff = 1,8 MIKRO-Volt! (wenn ich mich nicht verrechnet hab)

Da kann ich nicht so ganz verstehen, warum 1nV/sqrt(Hz) Halbleiterrauschspannung sinnvoll sein sollen..... das Halbleiterrauschen beträgt dann 141nV/sqrt(20kHz) und geht völlig im Pickuprauschen unter.

[voltwide]

Deine Rauschberechnung erscheint mir völlig korrekt.
Allerdings sind 10K nur der Wicklungswiderstand.
Die Impedanz liegt noch höher, das Maximum bei mehreren 100kOhm auf der Resonanz.
In der Tat produzieren 10k bereits 11nV/Wurzel(Hz),
100kOhm mehr als 30nV usw.
Mit anderen Worten: TL072 reicht vom Rauschabstand her eigentlich völlig aus.
Jedenfalls solange kein Lautstärkepoti zwischen Pickup und JFET liegt.

Andernfalls würde man beim Abdrehen des Potis sehr wohl einen Unterschied wahrnehmen, in welchem Maße das Rauschen zurückgeht.

Ansonsten ist 1nV/Wurzel(Hz) hier ein eher theoretisches Schmankerl.

Wichtiger ist die hohe Steilheit, die mit einfachsten Beschaltungen schon eine deutliche Pegelanhebung ermöglicht, und das bei recht geringem Stromverbrauch.

[3eepoint]

Zitat:Original geschrieben von Calvin

Hi,
insbesondere da JFETs es gerne mollig warm mögen

Hi Calvin, kannst du (man) mir das mal erklären ? Normal sollte man doch alle Bauteile so kühl wie möglich halten, warum die jfet`s also "heitzen" ?

[Rumgucker]

[Bild: jfet_kennlinie1.jpg]

Damit man bei der linken Kennlinie nicht zu sehr in dem unteren - stark unlinearen - Bereich arbeitet.

[Calvin]

Hi,

wieso heizen? Es geht nicht darum die JFETs zu heizen, sondern die Hitze ist eine Folge der gewählten Arbeitspunkte mit hohem Drainstrom.
Zum einen sind hier die Arbeitskurven linearer, was günstig für den THD ist. In Voltis Anwendung sicherlich ohne entscheidende Bedeutung.
Zum zweiten ist die Transconductance höher.
Zum Dritten wechselt ein JFET von positivem Temperaturkoeffizienten bei kleinen Drainströmen zu negativem TC bei höheren Id. Es ist günstig im Punkt TC=0 oder bei negativem TC zu ruhestromen.
Zum vierten nimmt das (Spannungs-)Rauschen ab.
Und zum fünften klingen JFETs ähnlich Trioden am besten, wenn sie mit relativ hohen Ruheströmen gefahren werden. Leider ist die Verlustleistung ebenfalls hoch.

Volti hat jetzt schon einen Bestand an SK170 (Suffix?).
Für diese lowcurrent lowvoltage Anwendung kämen eine Reihe anderer JFETs in Frage, die hierfür günstigere Parameter aufweisen, z.B. der Hitachi/Renesas 2SK3782, sowie der Sanyo 2SK3796 und der mit extremer gm versehene 2SK932-D. Als Toshiba Typ könnte auch ein 2SK4059TV in die Auswahl.

jauu
Calvin

[Rumgucker]

Ich grübele gerade über den "Pickup an sich" herum......

Wenn ich bei einem Pickup die Windungen verdoppele, so verdoppelt sich die Nutzspannung. Auch die sonstigen Störspannungen verdoppeln sich. Das Widerstandsrauschen steigt jedoch nur 1,4-fach. Andererseits sinkt aber auch durch mehr Windungen die Bandbreite, wodurch die Rauschspannung vermindert wird.

Irgendwie finde ich das alles "halbseiden".

------------------

Mal Querdenkerei einschalten!

Eine Gitarrenseite ist aus Metall und hat einen Widerstand. Wenn ich die nun zum Schwingen bringe, dann ändert sich deren Widerstand im Rhythmus der Schwingungen. Wenn ich also am Ende der Gitarre ein paar Millivolt parallel in alle Saiten einspeise und unten an der Gitarre den sich ergebenden Gesamtstrom aller Saiten in einen IE-Wandler einspeise, so würde ich erwarten, dass ich Musik hören kann. Dann muss ich nur noch was gegen das Brummen tun und fertig ist die Laube.

Hat das schon mal einer probiert?

[voltwide]

Ist mir nicht bekannt, dass das mal jemand versucht hätte.
Ich kenne jemanden, der hat in den 60er-Jahren ein Patent auf einen umgekehrten Magnetpickup bekommen: Ein Magnet magnetisiert die Saiten, die Spannung wird entlang der Saiten abgenommen.

Hat nie praktische Bedeutdung erlangt, erstens durch Rauschprobleme bei den extrem kleinen Signalspannungen, zweitens weil man dafür 6 Drähte durch den gesamten Gitarrenhals ziehen müßte.

Zumindest der 2. Aspekt trifft für die Widerstandsmessung zu.

[Rumgucker]

Nö. Nur einen Draht. Meine Idee war ja, dass der Gesamtwiderstand aller parallelen Saiten gemessen wird.

[phase_accurate]

Guckis Idee wäre ein Vollweggleichrichter für das Signal. Abgesehen davon haben schon "echte" DMS eine nicht allzu grosse Empfindlichkeit, geschweige denn eine stinknormale Saite. Dann käme noch das Problem der zuverlässigen Kontaktierung einer Saite an beiden Enden.

Ein etwas neuerer Ansaz sind optische Pickups. Diese haben aber auch ihre Vor- und Nachteile.

Elektrostatische Pickups wären auch möglich. Das wäre nicht einmal allzu schwierig: Eine isolierte (!) Metallplatte nahe unter den Saiten, welche auf ein paar hundert Volt hochgespannt wird und an der dann die Signalpannung hochohmig abgegriffen wird. Das Problem wäre auch hier die Einstreuempfindlichkeit und dass das Ding auch die Bewegung der Finger mit aufnehmen würde.

Allen Prinzipen ausser dem magnetischen Pickup haftet auch noch der Makel an, dass sie aktive elektronik benötigen. Ist die Batterie einmal leer, ist Schluss mit Klampfieren. Beim magnetischen Pickup und Preamp im Instrument hat man immer noch die Möglichkeit einen Bypass zu schalten.

Magnetische Pickups haben übrigens den Vorteil, dass ihre Empfindlichkeit abhängig von der Distanz von Saite zu Pickup ist. D.h sie heben eine sanfte Nichtlinearität.

Edit: Piezo Pickups habe ich noch vergessen. diese funktionieren theoretisch auch ohne Preamp, werden aber in der Praxis mesitens mit Preamp verwendet. Akustische Instrumente haben häufug Piezo Pickups. Bei elektrischen Imstrumenten treten Piezo Pickups, so vorhanden, meistens in Kombination mit magnetischen Pickups auf. Man kann dan häuf wählen, welchen PU man will oder zwischen beiden Mixen.

Gruss

Charles

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von phase_accurate
Guckis Idee wäre ein Vollweggleichrichter für das Signal.

Ich will nichts gleichrichten.

Oben bei den Stellknöpfen wird parallel an alle Saiten eine Spannung angelegt Unten sind die Saiten eh meist verbunden. Das davon kommende Kabel speise ich in einen IE-Wandler ein, also ein Strom-Spannungswandler. Letztlich ein invertierender Verstärker ohne Vorwiderstand..

http://include.php?path=forum/showthread...entries=38

[phase_accurate]

Elektrisch tust Du eigentlich auch nicht gleichrichten, sondern Du detektierst ein mechanisch bereits gleichgerichtetes Signal, um es korrekt auszudrücken.

Gruss

Charles

[Rumgucker]

JETZT versteh ich.

Pro Schwingung durchlebt die Saite zwei gleichartige Längenänderungen. Der Ton nach dem IE-Wandler hat also die doppelte Frequenz des Grundtons. Wie bei einer Brückengleichrichtung.

Danke

Meine Idee ist also Tonne!