[akouz]

Для сравнения звучания разных клипперов была собрана вот такая примочка:



К сожалению, купленные на Алиэкспрессе "германиевые диоды 1N34A" оказались фейком, вместо германиевых мне прислали диоды Шоттки. Поэтому сравнение с германиевыми диодами откладывается.

• В верхнем (по схеме) положении переключателя SW1 работает клиппер на Шоттки диодах BAT54S.
  
• В следующем положении клиппер тот же, но SW2 подает питание на генератор треугольного сигнала частотой 360 кГц, собранный на триггере Шмидта U2. Сигнал генератора подмешивается к клипперу, а затем отфильтровывается ФНЧ R17-C18-R19-C19. Остатки ВЧ сигнала подавляются выходным регулятором тона (R23+R24) - C24.
  
• В следующем положении переключателя SW1 работает клиппер на Шоттки диодах BAT54S, расположенный на отдельной небольшой печатной плате. Эта плата нагревается четырьмя 100-омными резисторами примерно до 100 градусов, чтобы уменьшить линейный участок вольт-амперной характеристики диодов. В качестве резисторов использутся позисторы, т.е. термисторы, сопротивление которых увеличивается с ростом температуры. Это дает некоторую стабилизацию температуры.

Для того чтобы сравнение было более рельефным, резистор R13 и конденсатор C24 не впаяны, а триммер R15 выкручен до нуля.

Порядок воспроизведения тот же: Шоттки - Шоттки с ВЧ - Шоттки с подогревом. Никакие настройки не менялись, только положение переключателя. Звук воспроизводился с компьютера и записывался тоже на компьютер через микрофонный вход.

 Telecaster_Schottky_plusHF_Temperature.mp3 (1,34МБ)
Количество загрузок:41

На мой вкус, звучание клиппера с ВЧ сигналом наилучшее. Клиппер с подогревом по звучанию довольно близок к нему, но все же имеет некоторые неприятные призвуки.

Сообщение отредактировал akouz: 12 марта 2025 - 10:17

[Alixxx]

akouz (12 марта 2025 - 10:15) писал:

На мой вкус, звучание клиппера с ВЧ сигналом наилучшее.

На мой тоже. А как звучит при более высоком уровне гейна?

[akouz]

Как и следовало ожидать, при большом усилении начинает клиппировать сам операционник U3A, поэтому неприятные призвуки есть везде

 Telecaster_hi_drive.mp3 (1,28МБ)
Количество загрузок:12

[KEL]

А как бы звучала гитара с хамбами?

[akouz]

KEL (12 марта 2025 - 11:33) писал:

А как бы звучала гитара с хамбами?

Мне проще всего было бы это проверить, если бы вы привели запись на чистой гитаре. Я бы его тогда прогнал через клипперы и выложил результаты.

[KEL]

Не могу сюда прикрепить wav-файл...
Тогда на ЯДиск:

Сообщение отредактировал KEL: 12 марта 2025 - 13:19

[Канифолька]

KEL, в архиве можно попробовать закинуть)

[KEL]

Попробовал, что-то нихрена не идёт.

Сообщение отредактировал KEL: 12 марта 2025 - 13:45

[akouz]

Мешает, что нельзя на форум грузить файлы *.m4a. Приходится бегать по онлайн-конверторам чтобы переформатировать в *.mp3, а они быстренько начинают требовать денег. Морока.

 EsheRaz _Schottky.mp3 (2,42МБ)
Количество загрузок:26

 EsheRaz_SchottkyRF.mp3 (1,38МБ)
Количество загрузок:33

 EsheRaz_SchottkyHeated.mp3 (1,38МБ)
Количество загрузок:25

PS: полез в настройки программы записи - она умеет писать mp3. Значит, сам дурак

Сообщение отредактировал akouz: 12 марта 2025 - 14:17

[hamaha]

Я попытался проверить клиппер с ВЧ модуляцией в LTspice.
Проверялась не конкретная схема #1, а идея, т.е. все попроще схемотехнически.
Интересный результат: ВЧ модуляция деклиппирует сигнал. На выходе тот-же входной сигнал, амлитуда меньше, динамический диапазон почти тот-же.
На слух это наверно воспринимается как "прочистка", а на самом деле... ничего не происходит!!
Может я чего и напутал... Любителей спайсов (не тех!!!) приглашаю проверить результат своими силами.

[KEL]

akouz (12 марта 2025 - 14:10) писал:

EsheRaz _Schottky.mp3
EsheRaz_SchottkyRF.mp3
EsheRaz_SchottkyHeated.mp3

Забавно получилось, такой "лохматый" звук!))
Это наверно для подгруза баса хорошо пойдёт.

Сообщение отредактировал KEL: 12 марта 2025 - 15:00

[akouz]

hamaha (12 марта 2025 - 14:52) писал:

ВЧ модуляция деклиппирует сигнал. На выходе тот-же входной сигнал, амлитуда меньше, динамический диапазон почти тот-же.

Возьмем "математически идеальный клиппер", который без изменений пропускает сигнал в диапазоне от -1 до +1, и клиппирует его на уровне -1 или +1 за пределами этого диапазона. Подмешаем к нему треугольный ВЧ сигнал единичной амплитуды, т.е менгяющийся от -1 до +1.

В состоянии покоя треугольный сигнал не клиппируется. Выходной сигнал, проинтегрированный ФНЧ фильтром, равен нулю.

Если на клиппер подать низкочастотный (звуковой) сигнал, то вершинки треугольного ВЧ сигнала начнут отрезаться клиппером. ФНЧ фильтр интегрирует это, т.е "вычисляет площади" результирующего сигнала с учетом отрезанных клиппером вершин треугольников.

Передаточная функция этого устройства описывается фунrцией -(x^2)/4 + x для сигналов положительной полярности, и (x^2)/4 + x для сигналов отрицательной полярности. Для положительных полуволн график выглядит так:



Выходной сигнал будет, несомненно, ограничен, клиппер не позволит выйти ему за пределы диапазона +-1. Но ограничение будет очень плавным. У него нет начала и у него нет изломов в передаточной характеристике.

Результат модуляции клиппера на диодах 1N4148 в Спайсе. Зеленая линия - без ВЧ сигнала, красная и синяя - после подмеса ВЧ сигнала разных амплитуд. На слух кажется что на выходе "тот-же входной сигнал", а амплитуда на выходе уменьшается если ВЧ сигнала слишком много. Однако в любом случае сигнал будет ограничен.



Прогон "клиппера с ВЧ" в Спайсе дает результаты практически неотличимые от клиппера на германиевых диодах. Причина этого - в приблизительности спайсовских моделей. Дьявол кроется в деталях, которые Спайс уже "не тянет".

Германиевый клиппер



Шоттки клиппер с ВЧ

[TrueVAL]

akouz, надо бы для наглядности спектрограммы еще сделать. Я вижу на вашей картинке что с ВЧ просто крутизна в нулевой точке меньше, а это значит что гейна меньше раза в 4-ре в этом режиме и гармоник естественно тоже будет меньше. Попробуйте уравнять гейн уменьшением амплитуды входного сигнала в режиме с одними диодами без ВЧ по одинаковому наклону фронтов выходного сигнала и сравните формы сигналов и спектры.
Еще важно чтобы в спектре были и четные гармоники - это добавит искаженному звуку "музыкальности" и " ламповой динамики" - например можно сдвинуть ВЧ сигнал вверх или вниз относительно общей точки.
Плавное ограничение у меня в симуляторе получается с более мощными по току диодами Шоттки. Вот реакция на затухающий по экспоненте синус двух простых диодных ограничителей - на обычных кремниевых 1N4148 и на диодах Шоттки 1N5817:

[akouz]

Спайс выдает практически неотличимые спектры для германия и для Шоттки с ВЧ. Однако Спайс - не панацея, его модели дают недостаточно точные результаты, особенно в пограничных режимах.

Передаточная характеристика клиппера на 1N4148 приведена для иллюстрации, и только. В реальном устройстве амплитуда подмешанного ВЧ сигнала такова, что громкость практически одинакова во всех трех вариантах, и просто с Шоттки, и с Шоттки с ВЧ, и с Шоттки с подогревом. Это хорошо слышно в представленных записях, в них регулятор громкости оставался в неизменном положении.

С четными гармониками идея хорошая, но она немного в стороне. Сейчас я сравниваю варианты клипперов. Улучшать качество звучания планирую в других экспериментах.

Смоделированные в Спайсе передаточные характеристики двух клипперов: на Шоттки диодах BAT54 (красная линия) и на германиевых диодах 1N34A (зеленая линия)



А теперь то же самое, но к клипперу на Шоттки диодах подмешан ВЧ сигнал



Они похожи, но кто из них будет звучать лучше, из Спайса не поймешь

Исходя из общих соображений, клиппер с ВЧ должен звучать лучше, чем клиппер на германиевых диодах. Основанием этому служит то, что ВАХ германиевых диодов, как и всех полупроводников, описывется экспоненциальнми функциями. А ВАХ клипперов с подмесом ВЧ - вариантами степенных функций, как ВАХ ламп. Степенные функции дают меньше интермодуляционных искажений, а также у них высшие гармоники в спектре спадают быстрее.

К сожалению, с германием мне пока что не везет. Сегодня получил от китайцев якобы "германиевые 1N270", но по факту это тоже Шоттки, мало отличимые по звуку от BAT54. Скорей всего китайцы под видом германия подсовывают BAT41. Покупать советские D9 меня пока что просто жаба душит. В свое время этого хлама у меня под рукой было как грязи, а сейчас барыги пытаются слупить за них хорошие деньги. Но наверное, повозмущаюсь еще немного, и куплю. А куда деваться, идею проверить надо.

[KSG]

Цитата

при большом усилении начинает клиппировать сам операционник U3A, поэтому неприятные призвуки есть везде

Чтобы избежать жёсткого клиппирования ОУ, есть смысл воспользоваться схемным решением из Marshall Bluesbreaker - "гирляндой" кремниевых диодов в его ОС, подобрав их оптимальное количество.

[akouz]

KSG (14 марта 2025 - 13:58) писал:

Чтобы избежать жёсткого клиппирования ОУ, есть смысл воспользоваться схемным решением из Marshall Bluesbreaker - "гирляндой" кремниевых диодов в его ОС, подобрав их оптимальное количество.

Мне хотелось бы вообще избежать клиппирования устройствами, сочетающими в передаточной характеристике линейный и нелинейный участки. Пока что я раздумываю о двух- или трех-каскадном усилителе, где на выходе каждого каскада стоял бы клиппер на Шоттки с ВЧ. Но очень не хочется применять двойные потенциометры или транскондакторные усилители для регулировки драйва. Пока что картинка не складывается.

[TrueVAL]

akouz, а спектр (FFT) в вашем симуляторе разве нельзя посмотреть? Вот на последней картинке я опять вижу только уменьшение гейна до полного совпадения по крутизне, а верхушки остались также сплюснуты.
У себя в LTSpice решил проверить такую схему:



Подал синус с амплитудой 2В и ВЧ треугольник с амплитудой 1В. Сигнал на выходе уравнял по гейну с сигналом на выходе простого ограничителя на тех же BAT54 просто ослабив в 8 раз сигнал на его входе до получения одинаковой крутизны.




И спектр сигнала у простого ограничителя получился заметно чище чем у навороченного c ВЧ:



Тогда зачем нужна такая сложная схема?

akouz, у меня там на схеме поместился еще один простой эмулятор лампового клина. Долго не думал, но четные гармоники получились неплохо - можете буфер на входе добавить и свой сэмпл прогнать. С синусом 1В на входе получаются такие картинки:

[hamaha]

У меня тоже кое-что получилось. Прошлый раз (#10) я что-то напортачил с уровнями...
Сейчас размах треугольного сигнала 8В, частота 500КГц (безумный четырехзвенный ФНЧ не понадобился))).
Сранивалось как и у TrueVAL с простым клиппером.
Картинка для разных амлитуд входного сигнала ниже. Красные курвы с ВЧ, синие без оного.
Уровни вх. сигнала 0,5 1 2 4 8 вольтей.

[TrueVAL]

hamaha, может вы помните, вроде на GtLab лет 10 назад кто-то предлагал таким способом смягчать сигнал, точнее только его верхушки. И матерый критик Ператрон вдруг согласился что это интересная идея.

[hamaha]

TrueVAL, не припоминаю. Давно было, а памяти нет уже нифига...
Помню фразу "Пятки - наше все". Это кажется Ператроново.
....
Может быть Дмитрий (DDD)?
P.S. А гтлаб видно хрюкнул окончательно.

[akouz]

TrueVAL (14 марта 2025 - 18:03) писал:

akouz, а спектр (FFT) в вашем симуляторе разве нельзя посмотреть?

Спектры клиппера на !N4148 при подаче сигнала амплитудой 1В и 2В



А это - после подмеса треугольника частотой 200 кГц



Теперь сравним Шоттки, Шоттки с ВЧ и германий. Синус 500 Гц подается на клипперы через резисторы 3.3к. Для полного равенства условий выходы всех клипперов проходят через пассивные ФНЧ второго порядка, 33к-470пФ и 330к-47пФ. ВЧ треугольник 500 кГц амплитудой 10 В подается на один из клипперов на BAT54 через резистор 100к

Входная амплитуда 200 мВ





Входная амплитуда 500 мВ





Входная амплитуда 1 В





Входная амплитуда 2 В

TrueVAL (14 марта 2025 - 18:03) писал:

И спектр сигнала у простого ограничителя получился заметно чище чем у навороченного c ВЧ:

Я не склонен рассматривать спектр как пряиое свидетельство некого "качества" клиппера. Что значит "спектр чище"?

Вот спектр меандра частотой 500 Гц, он разве "нечистый"? Меандр дает идеально чистый звук, насыщенный нечетными гармониками. В нем нет никакой "грязи" или "песка".



Вот спектр прямоугольного сгнала частотой 500 Гц, где длительность положительного импульса (200 мкс) в десять раз меньше периода (2мс). В нем есть все гармоники, за исключением гармоник кратных 10. И это тоже идеально чистый звук без малейших "шероховатостей" на слух. Он резкий, насыщенный гармониками, однако он абсолютно музыкальный и чистый.



"Грязь" в звуке создает нечто совсем другое, чем спектр, посчитанный Спайсом.

PS: Пытался добавить для 200 мВ входного , но графики появились не там где я планировал.

Прикрепленные изображения

• 
• 

Сообщение отредактировал akouz: Сегодня, 07:06