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Mesa Boogie Rectifier jfet pre-amp emulator (layout)

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_Alex_
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Re: Mesa Boogie Rectifier jfet pre-amp emulator (layout)

Messaggio da _Alex_ » 14/03/2021, 22:12

Continuiamo...

Se vuoi un controllo di tono veramente efficace devi farti un equalizzatore come si deve con un bell'operazionale per ogni banda che scegli.
Fatti come i Fender/Marshall sono solo passivi e tolgono sempre, non possono mai aggiungere, mentre con un elemento amplificatore puoi anche aumentare.
Meno bande metti nel pedale, più ampie devono essere le bande, per poter coprire tutto lo spettro, altrimenti ci saranno frequenze che non manipolerai correttamente.

Fosse per me tutti i pedali avrebbero un controllo di tono stile Big muff, oppure non ne avrebbero affatto...
Una volta avevo un JCM800, il controllo di tono mi faceva cagare anche lì...
De gustibus.

Se non ricordo male il rangemaster è attivo, nel senso che da qualche parte c'è un transistor o un operazionale che consentono un range di intervento molto ampio.

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Re: Mesa Boogie Rectifier jfet pre-amp emulator (layout)

Messaggio da SweeneyTodd » 15/03/2021, 10:55

Grazie mille per la spiegazione! Non sono sicuro di poter fare mio il concetto, ma credo di averci capito qualcosa, almeno il senso, spero.

Tra parentesi, un charge pump per portare il circuito a 18v lo potrei anche fare. Appunto ci guadagnerei in definizione e in dinamica. Anzi, visto che i transistor lo permettono, magari anche di più: 33v.

Il problema della resistenza da 3.9k / 39k si è posto per l'oscillazione. Quindi faccio un passo indietro. Oltre il discorso delle fasi invertite c'è da dire che ad alcuni, con lo schema originale, non succede, magari usando altri layout, o schede PCB. Spesso quando circuiti high gain con jfet, o anche operazionali, vanno in oscillazione si risolve con un buffer in entrata. Oggi riprovo con la resistenza da 3.9k e col buffer davanti. Se va bene ce la lascio, perchè non ci sarebbe differenza nei due casi, allora tanto vale lasciare l'originale del progetto.
Sono anche abbastanza propenso a dire che l'oscillazione potrebbe essere causata da poca schermatura.

L'equalizzatore non vorrei complicarlo troppo.
Una paio di volte ho costruito equalizzatori con le bande basate su operazionali, come dicevi. Entrambi layout da Sabrotone, se conosci. Il primo era cinque bande, e il secondo tre bande, ma con controllo di frequenza e di Q.
Funzionavano come dovevano, ma per qualche motivo su entrambi avevo fruscio di fondo. Ho provato a filtrare meglio l'alimentazione, a cambiare operazionali... In teoria un po' di rumore lo dovrebbero fare, ma se suonavo sul pulito mi aggiungevano rumore, e non era piacevole; sugli overdrive era fastidioso; e sui distorti... non si poteva suonare proprio in quelle condizioni.

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Re: Mesa Boogie Rectifier jfet pre-amp emulator (layout)

Messaggio da _Alex_ » 15/03/2021, 18:16

Non è che hai usato resistenze ad impasto di carbone?

Esiste una voce che vuole che esse aggiungano armoniche di secondo ordine e suonano più calde.
Qualcuno si è messo studiare a fondo la cosa ed è venuto fuori che:
- aggiungono sempre rumore di fondo, in qualsiasi condizione vengano impiegate
- per aggiungere armoniche di secondo ordine devono essere impiegate ad alte tensioni e ad una temperatura tale da farle scaldare un pochino
Molti le usano negli effetti a pedale pensando di migliorare il suono con le armoniche, ma a basse tensioni e basse correnti esse non si generano, mentre è sempre vero che aumenta il fruscio di fondo.

negli anni 60-70 l'impasto di carbone era l'unica tecnologia costruttiva disponibile per quelle parti, oggi c'è lo strato metaliico che non introduce rumore e non aggiunge armoniche, oltre ad essere più preciso.
Usare resistenze in carbone nei pedali è inutile feticismo.

Negli amplificatori, invece, possiamo usarle assieme al cervello:
- nel pre tutto strato metallico
- nel phase inverter e nel finale solo sulla placca
In questo modo non generiamo il rumore nel pre, quindi non lo amplifichiamo, ma usandole ad alta tensione e leggermente calde ci generano le armoniche che ci piacciono, anche se in maniera meno presente.

Se le vuoi dappertutto costruisci un bel noise gate che, assieme al rumore di fondo, ti mangerà anche un pò di suono.
Oppure dovrai tenerti il fruscio.

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Re: Mesa Boogie Rectifier jfet pre-amp emulator (layout)

Messaggio da SweeneyTodd » 15/03/2021, 19:43

Mai usate le resistenze ad impasto di carbone, solo metal film, da sempre, per i motivi che dicevi tu.
Anche io so che alcuni le usano e dicono che i pedali suonano meglio (sugli ampli non mi pronuncio perché non ho esperienza di valvolare). C'è chi dice che all'interno di un pedale sostituendo le resistenze originali con quelle ad impasto di carbone il suono migliorava, diventava più grosso, ecc... mah! Suggestione? Casualità?

Gli altri componenti sono i condensatori verdi per i piccoli valori (2.2nF, 10nF...), e film box per i 220nF. Per gli 1uF ho usato degli elettrolitici, economici. Potenziometri Alpha, tranne quello degli alti preso da Razzmatazz. I trimmer sono quelli con la vite grande bianca. I transistor sono J201 smd saldati su delle mini PCB. In genere per vedere se un circuito mi piace uso componenti che pago meno. Rifacendo lo stesso circuito uso poi componenti un po' più costosi.
So che il layout fa questi scherzi con l'oscillazione, con questo alcuni sono capitati, altri sono stai più fortunati, ma chiaramente non so come costruiscono, magari hanno fatto tutto mettendo dentro il box direttamente e non hanno avuto problemi. Ho tentennato un po' prima di decidere se scegliere questo layout o quello di Sabrotone, e alla fine ho scelto questo. Magari con l'altro andava tutto bene.

In passato mi è capitato di costruire più volte, sempre su stripboard, un RAT con più opzioni di clipping. Una volta volevo farne uno più semplice e ho optato per una layout senza opzioni aggiuntive, ma stesso schema, e mi ha fatto questo scherzo: col pickup al ponte fischiava. Ho recuperato tutti i componenti e fatto il solito layout e non ho avuto problemi.

Ancora non ho ripreso il Dr. Boogie, ma devo provare anche una cosa, ad accorciare le piste inutilizzate, anche se non so quanta differenza possa davvero fare in generale o in questo caso. Per esempio ho notato che la pista dove c'è saldato l'input si prolunga più del necessario, così come quelle che va nel nei potenziometri Treble e Volume (l'output), e guarda caso passano vicine tra loro per un terzo della scheda. Per evitare problemi di oscillazione so che è consigliato tenere lontano input e output, qui invece sono affiancate per un certo tratto. Ma appunto, mi basta interromperle entrambe molto prima che si affianchino.

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Re: Mesa Boogie Rectifier jfet pre-amp emulator (layout)

Messaggio da _Alex_ » 15/03/2021, 21:01

Fra i condensatori quelli meno lineari nel comportamento sono i ceramici, ma a radiofrequenza sono gli unici che si comportano ancora da condensatori.
Non è il nostro caso, ovviamente...
Gli altri vanno tutti più o meno bene, a parte quelli al tantalio, che possono distorcere anche il triplo rispetto agli altri tipi. Può piacere, ma la differenza puoi sentirla in un pedale tipo echo, meno probabilmente in un distorsore.
Il problema vero dei condensatori è la tolleranza: 20% contro 5% delle R al carbone e 1% delle R a strato metallico.
Misurando prima di montare e scartando quelli troppo lontani dal valore di targa si riducono i problemi.

Un altro componente che ha grosse tolleranze costruttive è il jfet: guarda i datasheet, la variabilità dichiarata di alcuni parametri (ad esempio la tensione di pinch off) è molto ampia già rispetto ai mosfet, per non parlare dei bjt.
Considerando che il rumore che viene introdotto ai primi stadi viene amplificato di più, mi viene da pensare che il componente incriminato fosse un J201, nel caso specifico.
Non è un caso che nelle prime versioni del Rat ci fosse un fet (il BF245) sia nel buffer iniziale che in quello di uscita, poi hanno tolto il primo buffer e messo un bjt in output.
Successivamente potrebbero essere tornati al fet in uscita ma niente buffer in ingresso, ma i ricordi si fanno vaghi.
Prova sempre vari jfet quando il circuito li prevede, possono essere rognosi, monta lo zoccolo e cambia il pezzo.
Quando vuoi saldarlo usa un saldatore piccino, 15W, oppure a gas; giusto una gocciolina di stagno.

Altri problemi potrebbero derivare dalla versione di circuito scelta:
sempre a proposito del Rat, dal partitore di tensione dell'alimentazione, nella prima versione partiva una R da 1M, nelle successive da 100k o 220k.
Piccole differenze circuitali, ma non si può escludere che siano state introdotte per risolvere problemi o raffinare la timbrica. Nel caso del Rat direi la prima.
I diodi zener sono famosi per introdurre fruscii, se li usi in circuiti che amplificano, come booster o distorsori, cambiali con una serie di diodi standard che, sommando le tensioni di innesco, diano il valore della tensione zener.
Lo zener andava montato in controfase, i diodi normali in fase.

L'ultima ratio è la sonda per seguire il segnale.
La vicinanza tra le piste potrebbe introdurre capacità parassite ma, alle frequenze alle quali suoniamo noi, direi che le possibilità viste sopra sono più macroscopiche.

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Re: Mesa Boogie Rectifier jfet pre-amp emulator (layout)

Messaggio da luix » 16/03/2021, 9:44

Mi fa piacere che qualcuno si occupi ancora di costruire elettroniche! :conc1:

Qualche moderatore può spostare la discussione in effetti a pedale?

Per l'oscillazione puoi provare a metterlo dentro una scatola di biscotti facendo attenzione che nulla vada in corto e collegando un cavo dal negativo alla scatola, basta una vite da 3mm con una rondella, non c'è bisogno di un collegamento perfetto, se la scatola scherma allora con la scatola in alluminio si risolve.

Se come leggo hai bisogno di unbuffer in ingresso allora ti basta un inseguitore di emettitore a BJT, da qualche parte dovrei avere ancora dei mini PCB per fare buffer a JFET, sono grandi come una moneta da 10 cent, se vuoi te ne spedisco uno.
Essendo così piccolo il circuito puoi semplicemente coprirlo con una guaina termorestringente e lasciarlo nel box.

Il problema di questi circuiti hi gain è il layout, servirebbe un piano di massa.

Inoltre il fatto che con un buffer all'ingresso, esterno al circuito quindi fisicamente lontano, il circuito non oscilli ti da indicazione che probabilmente c'è un accoppiamento in fase tra ingresso ed uscita che si serve dell'alta impedenza del pickup della chitarra, mentre mettendo un buffer l'impedenza del pickup viene separata dal circuito e l'ingresso viene visto come a bassa impedenza.

Nel mettere il buffer di ingresso cerca di mettere più lontani possibile i jack di ingresso/uscita ed anche di mettere il più lontano possibile dal pcb distorsore il pcb del buffer.
_Alex_ ha scritto:
15/03/2021, 21:01
Fra i condensatori quelli meno lineari nel comportamento sono i ceramici, ma a radiofrequenza sono gli unici che si comportano ancora da condensatori.
In realtà i ceramici sono quelli che meglio approssimano un condensatore piano a facce parallele, il problema è che spesso sono microfonici, sopratutto quelli multistrato ad alta tensione, l'ho sperimentato direttamente sul mio ampli, picchiettando un condensatore da 220pF ceramico da 1kV il "toc" veniva fuori dall'altoparlante :surpr:

In ogni caso, ti consiglio di comprare un TC7660S, metter su un triplicatore di tensione ed alimentarlo a 27V (in realtà saranno 24V), le cose cambiano notevolmente in favore della dinamica, non arriverai mai al livello del preamp valvolare ma ci sarà un grande miglioramento.

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Re: Mesa Boogie Rectifier jfet pre-amp emulator (layout)

Messaggio da SweeneyTodd » 16/03/2021, 10:56

Faccio molto caso alle tolleranze dei componenti. Nemmeno i tantalio ho mai usato, nemmeno una volta. L'unica cosa che mi concedo sono i condensatori ceramici per i piccoli valori, e non i silver mica, che sarebbero meglio credo, ma costano di più.

I J201 essendo smd dovrebbero essere un po' più "precisi" rispetto alla vecchia produzione. Purtroppo per una maggiore stabilità alla fine ho saldato le mini PCB direttamente sulla stripboard. Fra l'altro avrei quattro dei vecchi tipi di scorta, ma questa volta volevo provare gli smd.

Quando muovevo i cavetti dei potenziometri avvicinandoli, toccandoli e spostandoli a volte il il "pitch" dell'oscillazione cambiava, e faceva come la melodia di un flauto [icon_e_biggrin.gif]. E non mi spiego come ho fatto pochi secondi dopo averlo provato la prima volta a suonare senza oscillazione! Ci ho suonato per un po'. Poi mentre provavo i potenziometri devo aver spostato troppo qualcosa e ha ripreso a fischiare. Non mi è più riuscito di farlo smettere.

Non so se riesco a procurarmi una qualche scatola metallica. Va bene della stagnola? :face_green:

Grazie mille luix per l'offerta del buffer, molto generoso, ma penso di cavarmela senza recarti disturbo. Così so che se ce la faccio ora poi ce la farò anche in seguito.
Ho constatato che hanno funzionato sia il buffer jfet del Boss che quello ad opamp del Klon. Non ho provato il BJT. (In generale preferisco gli opamp. L'emulazione del jfet col software mi dice che perdo mezzo decibel circa di segnale, che non farà la differenza, ma mi disturba. Aggiungerà compressione?)
Se il problema nei circuiti high gain può essere il layout, anzi io direi che senz'altro incide, allora la vicinanza delle piste potrebbe fare effettivamente la differenza, in alcuni casi. Oggi provo ad accorciare la pista di input e output, che non mi costa nulla, non è detto che risolva, vediamo se sono fortunato.
Per questo primo prototipo mi limiterò ad alimentarlo a 9v, ma il prossimo non meno di 18v. Il boost Fortin 33, che ho costruito una volta, ha un charge pump che lo alimenta a circa 33v. Probabilmente dovrò sostituire i trimmer di 100k con dei 250k, o 500k, ma è fattibile.

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Re: Mesa Boogie Rectifier jfet pre-amp emulator (layout)

Messaggio da luix » 16/03/2021, 13:32

Con gli opamp in realtà perdi molto di più perchè a meno di usare dei costosi operazionali rail-to-rail, la tensione di uscita si ferma circa 1V prima dei 9V e della massa, quindi fintanto che fai la simulazione con 1Vpp va tutto benissimo, prova a fare la simulazione con 4Vpp e vedi cosa succede.
I transistor invece arrivano molto più vicini al rail di alimentazione, anche 0.1V in meno.

Il segnale della chitarra te lo danno spesso come 1Vrms ed è vero, il problema è che ha anche dei picchi che alcuni utenti di questo forum hanno misurato a 9V!!!

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Re: Mesa Boogie Rectifier jfet pre-amp emulator (layout)

Messaggio da SweeneyTodd » 16/03/2021, 16:50

Con gli opamp rispetto ai jfet perdo di più in che senso? Come volume? O, in generale, perdo di più in... dinamica, trasparenza, frequenze...?

Dell'emulatore ovviamente tengo conto fino ad un certo punto, solo per avere idea di quello che fa il circuito. Lo uso per studiare un po' di circuiti e vedere le frequenze, i volumi, il tape ideale dei pot, ecc... Poi per forza faccio le prove ad orecchio con la chitarra, per quanto riesca a sentire io e per quanto mi consente la mia strumentazione.

Se dovessi optare per un buffer con opamp io andrei col solito TL071, in questo caso, che comunque mi basterebbe un buffer qualsiasi solo per risolvere l'eventuale oscillazione del Dr. Boogie se sfortunatamente una volta inscatolato dovesse lo stesso darmi problemi.

Non so se c'entra nulla, però costruendo ogni tanto un LPB-1 con 2N5088 o 2N3904 (anche se però è un booster) per avere stadi di guadagno occasionali in alcuni circuiti, ho notato che la chitarra reagisce un po' strana, un po' compressa, forse. E avevo più volume con i pickup al manico che con quelli al ponte.

Una volta ho costruito il preamp jfet, la versione dell'echopreamp, con J201. Anche qui, è un booster, ma io trovo che sia meno trasparente di un booster con opamp. Sentivo qualcosa di diverso rispetto al bypass, ma non sono sicuro di cosa sia, se perdo bassi o aumenta gli alti... La stessa impressione ce l'ho con un Fetzer Valve, che è uno stadio di preamp stile Fender ma con un J201. Mi apriva il suono, mi scavava i medi... mi faceva suonare la chitarra più fenderosa. Ha senso? :hummm_1:

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Re: Mesa Boogie Rectifier jfet pre-amp emulator (layout)

Messaggio da luix » 16/03/2021, 20:07

SweeneyTodd ha scritto:
16/03/2021, 16:50
Con gli opamp rispetto ai jfet perdo di più in che senso? Come volume? O, in generale, perdo di più in... dinamica, trasparenza, frequenze...?
Questo grafico è tratto dal data sheet del TL071:
opt_071_pp.png
Alimentando l'opamp a +-15V (30Vpp) ti aspetteresti una tensione di uscita di +-15V (30Vpp) mentre invece ne ottieni al massimo circa 26Vpp.
La cosa peggiora alimentando l'opamp a +-5V (10Vpp) perchè se fosse un opamp rail to rail ti aspetteresti 10Vpp mentre il TL071 tira fuori solo 6Vpp, cioè solo +-3V.
I transistor singoli invece arrivano molto vicini alla tensione di alimentazione anche se hai lo svantaggio del guadagno che è 0.9 invece che 1 tondo come per gli opamp.

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Re: Mesa Boogie Rectifier jfet pre-amp emulator (layout)

Messaggio da SweeneyTodd » 16/03/2021, 21:25

Grazie mille!
Terrò ancora in considerazione il buffer jfet. Oggi mi sono occupato di altro, ma domani torno sul Dr. Boogie.
O meglio, oggi sul Dr. Boogie ho vagliato alcune aggiunte da fare, visto che per ora questo lo lascerò col tone stack originale, almeno amplio le possibilità di suono. Niente di che, ve ne parlerò in seguito.

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Re: Mesa Boogie Rectifier jfet pre-amp emulator (layout)

Messaggio da _Alex_ » 17/03/2021, 7:39

La differenza di suono potrebbe venire da un'interazione tra resistenze e condensatori nel circuito di polarizzazione del fet che non avevi considerato, inoltre l'opamp ha un'impedenza d'ingresso talmente elevata da poterla considerare un circuito aperto (o infinita, detta anche massa virtuale), per questo ti sembra più trasparente.
Essendo componenti a stato solido è improbabile che venga da una non linearità del componente.

Al solito, può piacere o no, è questione personale.
Se vuoi qualcosa che suoni veramente fenderoso fatti l'orange squeezer.
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Re: Mesa Boogie Rectifier jfet pre-amp emulator (layout)

Messaggio da luix » 17/03/2021, 10:18

_Alex_ ha scritto:
17/03/2021, 7:39
inoltre l'opamp ha un'impedenza d'ingresso talmente elevata da poterla considerare un circuito aperto (o infinita, detta anche massa virtuale)
Occhio che la massa virtuale non è conseguenza dell'impedenza di ingresso ma è una caratteristica propria dell'operazionale con controreazione :face_green: perdonami per la precisazione OT :ang:

Comunque tieni aggiornato il topic che sono curioso.
Io ho sviluppato un overdrive con i miei amati 2SK170 che suona molto bene, appena lo recupero ti posto lo schema, magari in un apposito thread, è un peccato che questi JFET siano ormai introvabili e quelli che trovi quasi sempre sono fake.

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Re: Mesa Boogie Rectifier jfet pre-amp emulator (layout)

Messaggio da _Alex_ » 17/03/2021, 11:40

Nel 1993 il prof di elettronica me lo spiegò come effetto dell'impedenza teoricamente infinita, grazie della precisazione, imparare cose nuove o correggere imprecisioni precedenti mi fa sempre piacere...

E' lo stesso schema che facesti con i BF245?
Ricordo 2 stadi mu-Amp, tone stack a la big-muff e buffer invertente per evitare ritorni di fase.
Per ragioni a me ignote nei negozietti in Italia è difficile trovare altri jfet, bisogna ordinarli online.

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Re: Mesa Boogie Rectifier jfet pre-amp emulator (layout)

Messaggio da SweeneyTodd » 17/03/2021, 11:50

Grazie a tutti per le precisazioni tecniche.
_Alex_ ha scritto:
17/03/2021, 7:39
Se vuoi qualcosa che suoni veramente fenderoso fatti l'orange squeezer.
Sul pulito sentirai Sultans of swing anche con la Les Paul...
Non che stessi cercando qualcosa di fenderoso, ma l'orange squeezer è stato uno dei primi effetti che ho costruito, era abbastanza semplice e tanto per cambiare non era un overdrive o un fuzz.

Sarei curioso di vedere lo schema del tuo overdrive, così imparo ancora qualcosa sui jfet.
Io ho comprato (online) per la prima volta gli smd, per questo Dr. Boogie, mi sono sembrati minuscoli, più di quanto pensassi. Li ho saldati su delle mini PCB, è un passaggio in più, ma devo dire che non ho avuto problemi.

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