Gtlab Forum
Тематический => Гитарные усилители и примочки => Тема начата: Thorn от Марта 20, 2026, 01:33:02 pm
-
Пока народа нет, буду писать в режиме блога. Пишу для начинающих, у гуру свои темы и соображения на это счёт, если ошибусь где-то поправьте.
Есть известная тема про эмуляцию лампового каскада на полевых транзисторах. В англоязычном сегменте интернета известен ресурс ранофгруф, и статья A closer look at the Fetzer Valve (https://runoffgroove.com/fetzervalve.html) на англ. языке. Там же примеры схем и печатки педалей на основе эмуляции лампового каскада на полевых транзисторах. В чём проблематика: нет описания для начинающих, есть разночтения в терминологии (все эти Vp, Vcc, Vss и т.д.) и есть огромный зоопарк полевых транзисторов в продаже, которые не всегда понятно как употреблять. Не замахиваясь на туториал, просто соображения на тему, приглашаю к обсуждению.
Итак за основу берем https://runoffgroove.com/fetzervalve.html (https://runoffgroove.com/fetzervalve.html) и проекты https://runoffgroove.com/articles.html (https://runoffgroove.com/articles.html) надо разобраться о чем идет речь, подобрать полевики, собрать педаль на полевиках с "ламповым" звуком. Статью лучше всё-таки прочитать, желательно в оригинале. Но основные моменты (очень грубо) изложим здесь.
Цитируем статью:
Триод заменен полевым транзистором с переходом (JFET) со следующим соответствием выводов: анод — сток, сетка —
затвор, катод — исток. Это подтверждается тем фактом, что как вакуумный триод, так и JFET являются управляемыми
напряжением устройствами, которые изменяют свою крутизну характеристики в соответствии с (обычно) отрицательным
управляющим напряжением.
Высокое напряжение питания заменяется низким напряжением, обычно в диапазоне от 9 до 18 В, используемым в гитарных примочках.
Анодный резистор заменяется переменным резистором (обычно подстроечным резистором от 10 до 100 кОм), который используется для регулировки смещения полевого транзистора до значения, близкого к половине напряжения питания.
(https://runoffgroove.com/tube-fet.png)
Далее следует теория по работе каскада, источникам сигнала (выскокомный и низкоомный вход, прямо как в некоторых услителях), проблематика выбора режима каскада и наполнения нужными гармониками и .т.д.
И наконец переходим к нашей истории: у нас есть полевой транзистор, и наша задача приготовить его для употребления в схеме какого-нибудь проекта с https://runoffgroove.com/articles.html (https://runoffgroove.com/articles.html) какой-нибудь Vox AC-30 (https://runoffgroove.com/britannia.html) в виде педали или Marshall Super Lead (https://runoffgroove.com/thunderbird.html).
Цитируем статью:
- Выберите тип JFET, у которого Vp совместимо с желаемым или предполагаемым диапазоном входного напряжения. Значения Vp и Idss для выбранного JFET следует измерить (см. раздел 11 ниже), или же использовать оценочное значение, взятое из технической документации.
- Рассчитайте и скорректируйте Rs.
- Рассчитайте оптимальное Vd.
- Рассчитайте и скорректируйте Rd для достижения оптимального Vd.
- При желании можно рассчитать коэффициент усиления схемы.
Пример: Предположим, у нас есть транзистор 2N5457 с измеренным напряжением Vp = -1,5 В и током Idss = 3 мА. Представленные уравнения определяют следующие параметры проектирования, если предполагается использование источника питания 9 В:
Vi = +/- 1,5 В (динамический диапазон входного сигнала)
Rs = 0,83 * 1,5 / 0,003 = 415 Ом (резистор истока)
Rd = 0,9 * (9 -2*1,5) / 0,003 = 1800 Ом (резистор стока)
Vd = 0,6*9 + 0,7*1,5 =6,45 В (оптимальное напряжение стока)
Av = 0,5 * 1800 / 415 = 2,2 раза или примерно 7 дБ (усиление по напряжению)
Vo = 9 - 2 *1,5 = 6 В (динамический диапазон выходного сигнала)
Ориенитроваться на даташит как советует статья я бы всё-таки не стал, поскольку наш полевик может быть чем угодно, поскольку скорее всего он привезён из Китая/Гонконга, промаркирован так, чтобы нам понравиться, и нет он совсем не плох, просто его надо измерить и подставить измеренные параметры в калькулятор из статьи, и получить нужные нам значения, чтобы собрать и отстроить схему (там всего пара подстроечных резистора в каждом каскаде, пугаться не стоит).
Теперь терминология. В статье используется Vp (Voltage pinch-off) - напряжение отсечки. Со знаком плюс. Но в даташитах используется Vgs(off) - это напряжение отсечения, которое нужно приложить к gate-source, чтобы выключить, запереть транзистор. И оно со знаком минус. Vp ещё назывют Vds(sat) напряжение для Jfet, которое по величине равно Vgs(off), но имеет противоположный знак. Будем считать, что это одно и тоже, гуру надеюсь подскажут есть ли здесь разница. Idss (drain source saturation current (I)) - ток насыщения полевика.
Как работает Jfet можно прочитать например в инструкции к Peak Atlas DCA75 pro (http://www.peakelec.co.uk/downloads/dca75-user-guide-en.pdf) стр. 26-27
Теперь ещё какие обозначения есть в статье:
Vcc - это напряжение питания. Для примочки с кроной обычно 9вольт.
Vd - drain voltage, напряжение на стоке. Выставляется в полпитания относительно земли подстроечником.
Rd - drain resistor, сопротивление в стоке (тот самый подстроечный резистор, для того, чтобы выставить Vd).
Rs - source resistor, сопротивление в истоке. Как правило тоже подстроечный резистор, подключенный к истоку транзистора.
Vs - source voltage, напряжение на истоке (там тоже подстроечный резистор, его значение как и всё остальное можно посчитать в калькуляторе зная напряжение питания, напряжение отсечки и ток отсечки (их можно измерить на стенде или транзистор-тестером (Vgs(off) и Idss).
Сам каскад на картинке со всеми элементами:
(https://runoffgroove.com/fetzertech5.png)
Что ещё в статье: расчет коэффициента усиления, в зависимости от задач, коррекция АЧХ, и т.д. Но. Если вы собираете какой-нибудь проект, а там в схеме J201, а J201 у вас скорее всего нет, или есть что-то промаркрованное как 201 и оно определяется как JFET и работает нормально, то можно измерить его Vgs(off) и Idss забить значения в калькулятор на сайте ранофгрув и получить значения для обвязки каскада. И принять решение - взлетит ваша схема с номиналами резисторов в схеме или нет. А если нет, то их можно подкорректировать, заменить вашими значениями из калькулятора.
Чуть позже добавлю измерения JFET транзисторов из своей личной коллекции: MPF102, J201, 2N5457, MBFJ201 и другие с фотками корпусов, описанием источников.
Приложу перевод статьи с ранофгрув (гугл переводчик, так что лучше оригинал читайте), и главу про JFET из мануала к DCA75.
-
Теперь вопрос измерений.
В сети гуляет несколько тестовых схем для измерения напряжения ((Vgs(off), Vp, Vg(off)) и тока отсечки Idss.
В статье Fetzer Valve такая схема:
(https://runoffgroove.com/fetzertech10.png)
Источник питания (батарейка, бп на 9 вольт), пара SPDT тумблеров, два резистора, панелька для транзистора (или крючки-зажимы, или ZIV панелька зажимная) и цифровой мультиметр.
Теперь всевозможные измерители транзисторов.
Что есть у меня: транзистор-тестер типа LCR-T4 (желтая плата) и его продвинутый вариант, Peak Atlas DCA55 и Peak Atlas DCA75 pro.
Peak Atlas DCA55 полевики мерить не умеет, об этом и сказано в инструкции, но определит Gate.
(https://guitartonelab.ru/attachments/Transistors/DCA55-j201-rand-new.jpg)
(https://guitartonelab.ru/attachments/Transistors/DCA55-j201-rand-new-1.jpg)
LCR-T4 определяет JFET как NPN BJT.
Теперь более продвинутая версия транзистортестера. Определяет полевики всегда корректно, даже в случаях когда продвинутый DCA75 может определить jfet как bjt или вообще не определить что это такое ему подсунули. На фото тест новодела J201 в to92 из Китая.
(https://guitartonelab.ru/attachments/Transistors/TT-J201-rand-new.jpg)
Но, и это важно. Мой экземпляр не умеет измерять ток и напряжение отсечки. То что он выдет это Vg(on) и при каком токе (Id). А вот отсечку мерить не умеет.
Вполне вероятно, что новые версии всё умеют и смогут измерить ток и напряжение отсечки.
Теперь Peak Atlas DCA75 pro. Как и заявлено может измерять всё. Правда некоторые экземпляры транзисторов измерять не хочет. Может не определять транзистор, может обозвать его BJT.
В этот раз всё в норме. Транзистор тот-же, что и на предыдущей картинке с продвинутым транзистор-тестером из Китая. Вполне годный J201, Vgs(off)=-0,91v, Idss=0,83mA
Скрины из приложения DCA75 на винде.
(https://guitartonelab.ru/attachments/Transistors/J201-New-rand-DCA75-0.gif)
Можно обратить внимание, что Vgs(on) совпадает с измерениями транзистор-тестера из Китая. А вот ток - китаец потерял 1mA.
Теперь графики которые умеет строить DCA75.
(https://guitartonelab.ru/attachments/Transistors/J201-New-rand-DCA75-1.gif)
(https://guitartonelab.ru/attachments/Transistors/J201-New-rand-DCA75-2.gif)
Схема измерения JFET транзисторов из инструкции:
(https://guitartonelab.ru/attachments/Transistors/DCA75-test-circuit.gif)
Что в итоге. Если у вас нет DCA75 или другого транзистор-тестера, который умеет измерять напряжение и ток отсечки (Vgs(off) и Idss), то нам остается:
- либо ориентироваться на слух (крутить подстроечные резисторы на стоке и истоке полевика). Что в принципе тоже вариант.
- либо собрать несложный стенд (схема выше) и всё измерить самому.
-
Теперь измерения полевиков, которые у меня есть. Начнём с, скажем так, эталонного MMBFJ201.
(https://diy-tubes.com/image/cache/data/ICs/mmbfj201-0-500x500.jpg)
Актуальное производство, J201 в корпусе SOT23. Распаян на адаптере SOT23. Измерения (один экземпляр, выборочно, потом адаптер найдём может сделаю серию измерений).
(https://guitartonelab.ru/attachments/Transistors/MMBFJ201/mmbfj201-0.gif)
Vgs(off)= -0.57v (в пределах даташитовских от -0.3v до -1.5v)
Idss=0.44mA (в пределах даташитовских от 0.2mA до 1mA)
И графики DCA75
(https://guitartonelab.ru/attachments/Transistors/MMBFJ201/mmbfj201-1.gif)
(https://guitartonelab.ru/attachments/Transistors/MMBFJ201/mmbfj201-2.gif)
Подставим в калькулятор (https://runoffgroove.com/fetzervalve.html#12), получаем:
Vp (V): 0.57 Idss (mA): 0.44 Vcc (V): 9
Rs (ohms): 1075
Rd (ohms): 16077
Vs (V): 0.21
Vd (V): 5.8
Id (mA): 0.2
Av (V/V): 7.5
Av (dB): 17.5
Vo (Vpp): 7.9
Cp (nF): 148
Продолжение следует.