Radiorør vs. transistor

[argon264]

Det er faktisk radiorør som brukes når man skal lage elektronikk som tåler EMP og andre ukoselige bieffekter av kjernefysiske detonasjoner, der transistorer dør bare du ser slemt på de...

 

Transistorer er også utsatt for en rekke problemer av samme type som rør har - deriblant større følsomhet for temperatursvingninger blant annet. En vanlig "transistorforsterker" med et standard klasse AB-sluttrinn går som oftest i stykker av seg selv uten at man designer inn termisk feedback til sluttrinnet. Normalt ved å koble en såkalt "Vbe-multiplier" til samme kjøleelement.

 

Så nei, rør er ikke mer "fragile" enn transistorer i det store bildet.

[argon264]

Et par interessante detaljer, med vekt på teknikk:

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Tube_sound#Ha..._and_distortion

 

Spesielt:

 

"As tubes are often run single-ended, and semiconductor amplifiers are often push-pull, the types of distortion are incorrectly attributed to the devices (or even the amplifier class) instead of the topology."

 

Så fra designerens standpunkt er det altså topologien som gjør mye av trikset.

[Mannen med ljåen]

Hvis det er designet, og ikke røret som avgjør lyden, hvorfor klarer man ikke å lage en skikkelig gitarforsterker med transistorer?

 

Brutter'n er hobbygitarist, og sier at drømmen er en rørforsterker.

Men at siden han kun kan øve på et lite soverom med harde vegger, og rørforsterkere bør spilles på høyt volum, må han bruke transistor.

 

Er det fysisk umulig å lage en transistorkrets som er like dårlig, og dermed, like behagelig å høre på, som en rørkrets?

 

Såvidt jeg har forstått det, så er ikke gitarister interessert i en forsterker som jeg ville definert som bra, en forsterker som bare øker volumet.

 

Gitarforsterkere SKAL ødelegge lyden på en måte som er "varm" og behagelig.

Hvorfor kan ikke en transistor klare det samme, evt. med en Intel-prosessor og et program som endrer lyden live?

 

Kan jeg få en forklaring på hva en gitarforsterker egentlig er, kontra en forsterker?

PC-høyttalerne mine er fullt i stand til å spille en gitarsolo av Metallica. Så hvorfor kan man ikke bruke en slik som gitarforsterker?

Minianlegg med rør til stua er altså dødfødt?

Endret 17. desember 2009 av Mannen med ljåen

[Jann - Ove]

Det er fult mulig å få til en gitarforsterker med rør som fungerer på lavt volum. Den må bare være designet for det bruket; altså nok vreng før man kommer til effektttrinnet, og individuel gain-justering på pre og effekttrinnet.

 

Å lage en transistorkrets som høres ut som en typisk rør-krets er enkelt. Å lage en transistorkrets som klipper på samme måte som en rør-krets er omtrent umulig. Siden klippingen er en del av det gitarister liker i rør-forsterkere så er det vanskelig å få til en transistorforsterker som låter likt. Rør er en så billig og flott løsning på dette at det ikke er vits i å prøve å imitere teknikken; enhver DSP som etteraper effekten vil være mindre fleksibel og dyrere enn å bare slenge inn et rør-trinn.

 

Rørforsterker til hifiannlegget i stuen kan fungere utmerket. Men da må du opp i en prisklasse som gir en rørforsterker som er dugelig, og ha meget effektive høyttalere som klarer seg med lite effekt og harmonerer godt med lyden fra topologien rørforsterkeren er designet etter.

[Mannen med ljåen]

Du snakker om fleksibilitet. Hva i all verden innebærer dette?

 

En transistorkrets kan ha en milliard komponenter. En rørkrets er begrenset til et halvt dusin rør pga. plasshensyn.

 

Greit, begge deler er bra. Men hvordan kan en rørkrtets være "fleksibel"?

Jeg velger å tro at en krets med radiorør ikke har noen innstillingsmuligheter i det hele tatt..

 

Hvor tar jeg feil?

Hva er fleksibiliteten som alle påstår at rørkretsen har?

 

 

Hva slags forsdterker burde broren min ha til sin Stratocaster el-gitar og sin akustiske Martin-gitar med innebygget elektronikk?

Den bør funke i både et knøttlite gutterom med harde vegger og til konsert.

 

Han har allerede en svart, firkantet transistorhøyttaler merke Roland.

Endret 17. desember 2009 av Mannen med ljåen

[Jann - Ove]

Man har utrolig mye fleksibilitet i det at parametrene man kjører røret under bestemmer hvordan det oppfører seg. Det samme røret kan gi ekstrem forvrengning og gøyale gitareffekter, og være superlineært på linje med en grei transistor alt avhengig av hvordan kretsen rundt er utformet. Topologi har mye å si, og tar man hensyn til det under designet kan man også få justerbare parametre i den ferdige kretsen.

 

Jeg er langt fra en ekspert på gitarforsterkere, men prinsippet er enkelt: rør til gitarbruk låter best når rørene virkelig får kjørt seg. Skal man gjøre det ved lavt volum må man dermed ha mulighet til å kjøre høy gain+forvrengning i første ledd, og lav nok gain i effekttrinnene til at det ikke blir for mye for ønsket bruksområde. F.eks en hybridforsterker med en justerbar preamp basert på rør etterfulgt av et kjedelig transistorsluttrinn med justerbar gain.

[ATWindsor]

Man har utrolig mye fleksibilitet i det at parametrene man kjører røret under bestemmer hvordan det oppfører seg. Det samme røret kan gi ekstrem forvrengning og gøyale gitareffekter, og være superlineært på linje med en grei transistor alt avhengig av hvordan kretsen rundt er utformet. Topologi har mye å si, og tar man hensyn til det under designet kan man også få justerbare parametre i den ferdige kretsen.

 

Jeg er langt fra en ekspert på gitarforsterkere, men prinsippet er enkelt: rør til gitarbruk låter best når rørene virkelig får kjørt seg. Skal man gjøre det ved lavt volum må man dermed ha mulighet til å kjøre høy gain+forvrengning i første ledd, og lav nok gain i effekttrinnene til at det ikke blir for mye for ønsket bruksområde. F.eks en hybridforsterker med en justerbar preamp basert på rør etterfulgt av et kjedelig transistorsluttrinn med justerbar gain.

 

Jeg ser heller ikke hvordan dette er mer fleksibelt enn en DSP? En DSP kan jo ha nærmest uendleige muligheter for å endre lyden, istedet for en "predesignet" volumavhengig respons.

 

AtW

 

Et par interessante detaljer, med vekt på teknikk:

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Tube_sound#Ha..._and_distortion

 

Spesielt:

 

"As tubes are often run single-ended, and semiconductor amplifiers are often push-pull, the types of distortion are incorrectly attributed to the devices (or even the amplifier class) instead of the topology."

 

Så fra designerens standpunkt er det altså topologien som gjør mye av trikset.

 

Utifra kundens synspunkt er uansett resultatet at rørforsterker (som er i salg til musikkreproduksjon) er dyrere, har lav effekt, og i de fleste tilfeller er dårlige (fordi impedansen er såpass stor at de påvirker frekvensresponsen til høyttalerene)

 

AtW

[arneboe]

Man kan fint bruke en helt vanlig rørforsterker til gitar på soverommet eller i stuen... man kan også få den gromme rør-lyden uten å måtte finne frem hørselvern. Man kan slenge en powerbrake mellom ampen og høytaler som reduserer volum.. da kan man gnu på det man vil og presse frem gromlyd fra forsterkeren uten å bli døv eller skremme naboen.

 

Alternativt lages det endel "hybrid" forsterkere med rør i preampen og transistor i sluttrinnet..

[ow]

Jeg har en Laney Lionheart rørforsterker og der er gain separert fra volum d.v.s jeg kan spille med full rørforvrengning på lavt volum. 

[hakkannen]

Jeg har en Laney Lionheart rørforsterker og der er gain separert fra volum d.v.s jeg kan spille med full rørforvrengning på lavt volum. 

Kjekk forsterker Med en slik løsning er det så og si kun forforsterkerrørene som gir vrenglyd, effektforsterkerrørene kjøres bare svakt. Gir kjekk lyd for gutterommet, men ingenting er som når også de store rørene får kjørt seg skikkelig , gjerne i samarbeid med høytalere beregnet for forsterkeren som også vil forme lyden ved å vrenge svakt ved høyt volum. F.eks. en VOX AC30 har to stk 12-tommere på tilsammen 30W-50W med alnicomagneter (avhengig av hvilken høytalerløsning du velger). Å sette inn et neoelement beregnet for opp til 180W vil ødelegge den gode lyden totalt. Å kjøre slike forsterker som din på maks gjør at i alle fall jeg vurderer å begynne med bleie Ingenting er som skikkelig rørlyd når det gjelder gitarforsterkere!

[Rallare Svensson]

Hvorfor MOSFET er poppis blant instrumentforsterkermakere er jeg også interessert i å høre

Jeg vet at innlegget er over 1mnd gammelt, men svarer på det uansett.

En mosfet har en "termisk tilbakekopling" i seg selv, dvs når temp øker, så øker motstanden, slik at den "regulerer" seg selv. Dette er omvendt på vanlige bjt-transistorer.

I klasse d brukes mosfet til å generere et PWM-signal (pulsbredde-modulasjon) som består av høyfrekvente switchinger (typ. 96/192/384 kHz) som går gjennom ett LC-filter på utgangen for at det skal bli til et normalt signal (opp til 20kHz). Her er det essensielt å bruke mosfet, grunnet deres egenskaper både med switching og utgangsimpedans. Her ser man mest på spenning- og strømtolleranser, og ikke minst lavest mulig Rdson. Klasse d er mest kjent for sin overlegne virkningsgrad, typ ~90% ved full pupp.

En mos-transistor er forresten sykt følsom for statisk elektrisitet.

 

 

Grunnen til at mange transistorbaserte forsterkere har rørlyd er vel pga. utgangsimpedansen. Rørkretser har større utgangsimpedans grunnet slutt-trinn med trafo. Grunnen til man må ha trafo (ser bort fra OTL-forsterkere) er pga rørenes strømforsterkning. Et EL84-rør greier ikke å gi ut mange mA når man opererer med ~300Vdc, derfor må man inn med en trafo for å transformere spenningen ned, slik at nok strøm kan leveres til høyttaler.

 

Når det er prat om forvrengning, så liker øret 2. harmonisk (prøv å mål harmonisk vreng fra et strenginstrument), og det er nok en av grunnene til at rør er såpass populært.

 

Nå skal det jo sies at man får ikke kremlyd av å bare kjøpe en random rørforsterker og matche den med en random høyttaler, på samme måte som med transistorforsterkere, så er det stor forskjell mellom forskjellige forsterkere.

[wiak]

alle liker forsjellige ting, alt kommer an på øra dine

[endrebjo]

En mos-transistor er forresten sykt følsom for statisk elektrisitet.

Interessant. Vi har en aktiv sub med digital forsterker, og den døde en gang vi trakk signalkabelen ut fra pre-out (sub) på recieveren før vi slo av recieveren og subben. Utrolig kjipt, men det var heldigvis ikke noe problem å få kjøpt ny forsterkerkrets fra produsenten. Er dette et tegn på dårlig kretsdesign, eller ligger det i mos-transistorens natur at sånt fort skjer?

 

Forøvrig er jeg veldig fan av varmeutviklingen/virkningsgraden til digitale forsterkere. Det gjør det mulig å få nok kraft til å drive sære høyttalere uten å kreve noe særlig kjøling. Et par av Embla-blokkene isolerte vi delvis med støydempingsmatter for å fjerne trafostøy, og det var ikke antydning til varmgang i dem. Og forsterkerkretsen i den nevnte subben var knøttliten til tross for at den var god for mer enn 300 W (husker ikke nøyaktig tall).

[gxi]

Forøvrig er jeg veldig fan av varmeutviklingen/virkningsgraden til digitale forsterkere. Det gjør det mulig å få nok kraft til å drive sære høyttalere uten å kreve noe særlig kjøling. Et par av Embla-blokkene isolerte vi delvis med støydempingsmatter for å fjerne trafostøy, og det var ikke antydning til varmgang i dem. Og forsterkerkretsen i den nevnte subben var knøttliten til tross for at den var god for mer enn 300 W (husker ikke nøyaktig tall).

Det du snakker om der er ikke en "digital" forsterker, men det man kaller en klasse D-forsterker (hvor D-en ikke står for "digital", men står som "etterfølger" for klasse C). De jobber som en switch mode strømforskyner, hvor de kutter opp spenningen i bestemte pulsbredder avhengig av hvilket spenningsnivå de vil replikere. Ved å kutte opp f.eks 12V til 12V-pulser hvor halvparten av tiden er det 0V og halvparten er det 12V vil man i teorien få samme virkning av det som med en ren 6V. Ved å bruke filtre før høyttalerelementet får man den pulserte spenningen til å gå nesten helt over til en ren spenning. Fordelen med det er at man har to stillinger, ene er transistorene i maks ledning og andre er det 0 ledning (altså 0W). Det er i motsetning til vanlig klasse A/B/C hvor transistorene ligger i en mellomstilling hvor de vil da opp endel av spenningen og dermed også få effekttap.

 

Ulempen med denne typen forsterker er at de er bare delvis brukbare på veldig lave frekvenser, og uansett vil de gi forvrenging av signalet. Selv om de kan levere mye effekt, så er altså bruksområdet veldig begrenset. Dette er forøvrig også til en viss grad måten lysdimmere jobber på, bare på en mye lavere frekvens.

[endrebjo]

Ahh... Jeg var sikker på å ha lest at D'en stod for digital, men det er tydeligvis en så utbredt misforståelse at BelCanto har lagt det på forsiden sin.

 

Men du sier at bruksområdet er veldig begrenset. Betyr det at Embla og BelCanto (som markedsfører seg som klasse-D-produsenter) også har andre typer forsterkerledd i forsterkerne sine, i tillegg til et D-ledd? I mine ører låter de klasse-D-forsterkerne jeg har hørt like bra som det jeg har hørt av NAD og Dynamic Precision (som jeg antar er A/B/C).

Endret 19. desember 2009 av endrebjo

[Jann - Ove]

Klasse D-forsterkere er herlige greier.

 

Bruker en T-amp i stuen; så liten at den får plass i håndflaten, gir usedvanlig god lyd ved normalt volumnivå, og kostet bare noen få hundrelapper.

 

Har ikke klasse D kommet så langt at man nærmer seg andre transistorbaserte kretser på forvrengning om man vil?

[gxi]

Men du sier at bruksområdet er veldig begrenset. Betyr det at Embla og BelCanto (som markedsfører seg som klasse-D-produsenter) også har andre typer forsterkerledd i forsterkerne sine, i tillegg til et D-ledd? I mine ører låter de klasse-D-forsterkerne jeg har hørt like bra som det jeg har hørt av NAD og Dynamic Precision (som jeg antar er A/B/C).

At det finnes forsterkere som jobber i klasse D som også tar høyere frekvenser er et faktum, men jeg er helt sikker på at den faktiske lydkvaliteten ikke vil være bedre enn f.eks en klasse AB. En klasse AB er det som brukes omtrendt overalt, men selv en klasse AB har forvrengning som ikke en klasse A f.eks har. Klasse A har derimot den ulempen at det går flere ganger mer varme ut fra dem enn høyttalereffekt. Jeg kan ikke tenke meg til at noen markedsfører en klasse D diskantforsterker, eller tar jeg feil?

 

Men det er vel slik med forstekere som all annen elektronikk. High-end-elektronikk blir ikke billigere slik mange tror, det er bare nye produksjonsteknikker som kommer med en haug med ulemper som den vesentlig lavere prisen veier opp for. Generelt sett kan man nok si at utviklingen går feil vei.

Endret 19. desember 2009 av gxi

[endrebjo]

Men det er vel slik med forstekere som all annen elektronikk. High-end-elektronikk blir ikke billigere slik mange tror, det er bare nye produksjonsteknikker som kommer med en haug med ulemper som den vesentlig lavere prisen veier opp for. Generelt sett kan man nok si at utviklingen går feil vei.

Sakset fra BelCanto

Our class-D amplifier architecture uses sophisticated class-A analog control circuitry to achieve low distortion and high dynamic range coupled with the eco-modern efficiency of our class-D output stage.

Og de driver hva som helst av høyttalere. Både bass og diskant. Endret 19. desember 2009 av endrebjo

[argon264]

Transistorkretser med milliarder av transistorer kalles blant annet VLSI, og er et helt annet tema enn det som taes opp her: Lyd.

 

Til lydkretser brukes det normalt rundt et titalls transistorer, med mindre vi snakker operasjonsforsterkere - opamper, som tar tallet opp kanskje tresifret.

 

Med rør omtrent samme antall faktisk - et 12AX7 rør, en populær variant, har faktisk TO trioder inni seg.

 

Men vært veldig klar over at når du kjører en røramp hardt, så er det ikke nødvendigvis vrengen i røret alene som lager godlyd. På slike volumer vil også kabinettet - OG rommet det står i - spille med en god del, og samtidig begynner det å komme en elektromekanisk faktor inn i bildet siden rørforsterkere har en ræva dempningsfaktor på grunn av trafoene (denne vil du ikke merke med transistorforsterkere).

 

Problemet med transistorkretser av samme type er at de krever mye mer av designeren, og faktisk - at rør er mer lineære i slike design, og transistorer krever mer feedback == hardere klipping, mindre likeharmoniske. Det er rett og slett dyrere å utvikle.... selv om de som designer rørkretser tar seg fett betalt

 

For å svare på et par spørsmål lenger oppe:

 

Gitarforsterkere SKAL ødelegge lyden på en måte som er "varm" og behagelig.

Hvorfor kan ikke en transistor klare det samme, evt. med en Intel-prosessor og et program som endrer lyden live?

 

http://www.native-instruments.com/#/en/pro...itar-rig-4-pro/

 

Digitale simuleringer er i dag av meget høy kvalitet, og brukes av mange kjente gitarister - og forsterkere. Jeg har selv guitar rig på PCen til øvingsbruk - jeg klarer IKKE å få en billig øvingsamp til å låte så bra og fleksibelt. Med guitar rig har jeg logain, higain, ulike kabinetter - en vill mengde med effekter etc. Du kan ikke matche det med reell hardware uten å tømme kontoen rimelig hardt.

 

En av verdens best kjente gitaramper er transistorbasert, og heter Roland Jazz Chorus. Glimrende til *clean* lyd.

 

Til skitten lyd... velger jeg enten digitale simuleringer, eller rør. Men også her, smak og behag.

 

Kan jeg få en forklaring på hva en gitarforsterker egentlig er, kontra en forsterker?

 

Gitarforsterkeren består prinsipielt av mye de samme kretsene - men komponenter og topologi er anerledes, så man kan variere hvor sterkt man driver de ulike trinnene for å oppnå en kontrollert grad av kompresjon (pre-klipping) og forvrenging (harmoniske overtoner).

 

Den beste egenskapen til rør er at de lyder KREM når man overdriver de innenfor fornuftens grenser (driver du de hardt nok blir det støy.... prøv å kjøre gain på en Peavey 5150 eller en Mesa Dual Rectumfrier i maks.....)

 

Generelt - i gitarforsterkere designer man for å utnytte svakhetene i kretsen, i hifi designer man for å skjule de.

 

Er dette et tegn på dårlig kretsdesign, eller ligger det i mos-transistorens natur at sånt fort skjer?

 

Bare om designeren ikke har gjort hjemmeleksa si - det er trivielt å isolere slike "svakheter" i et reelt design. Selve gaten, som det heter, på MOS-transistorer er følsom for statiske spenninger - ofte bare noen få volt. Slikt er alltid beskyttet fra fysiske porter, så jeg tviler på at det var synderen.

 

En mosfet har en "termisk tilbakekopling" i seg selv, dvs når temp øker, så øker motstanden, slik at den "regulerer" seg selv. Dette er omvendt på vanlige bjt-transistorer.

 

Det utsagnet kan lede deg ned en dyr løype om du designer en MOSFET-forsterker

 

Utsagnet er noenlunde korrekt, men det finnes situasjoner en trivielt kan komme bort i der termisk "runaway" skjer likevel, og poff, så har du svidd fire transistorer til en hundrings hver.

 

Moralen er klar her: Sikre kretsen mot slikt selv om du designer med MOSFET!

 

Når det gjelder *klassen* på forsterkeren er det omtrent det minst viktige parameteret for faktisk kvaliltet og forvrengning.

 

Det blir i dag produsert klasse *B* forsterkere som tilfredsstiller audiofile krav - lett. Klasse AB er såp å si det samme, bare med litt høyere tomgangssrtrøm.

 

Klasse A eksisterer (i dag) KUN fordi audiofile tullinger tror at crossoverforvrengning er et problem. Det er det IKKE. Klasse A er ellers et miljløsvin av dimensjoner, det er rett og slett bortkastet effekt.

 

Klasse D er også i dag som andre sier meget bra, og gir godlyd med effektivitet på kjøpet til hihi. Bra kombinasjon

[Mannen med ljåen]

Jeg så på Discovery, i programmet How it's made, at de laget gitarforsterkere med rør.

Der stappet de inn en slags fjær som skulle riste i takt med musikken og lage lyden som er spesiell for gitarforsterkeren.

 

Jeg forstår ikke helt hvordan den virker.