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Alt 14-07-2016, 14:29
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Standard WetFur - Germanium Fuzz/Distortion for e-Guitar

Einleitung/Spezifikationen




Einleitung
Eine (richtige, akkurate) Dokumentation ist noch nicht fertig - und es gibt eine Menge zu diesem Schaltkreis zu erklären. Manchmal ist es vielleicht sogar besser, solche Dokumentationen nicht an einem Stück - und auch nicht ganz allein zu schreiben. Vielleicht ist es manchmal besser, seine Gedanken zu öffnen - nach und nach über das zu Bloggen, was einem während des Designs so alles durch den Kopf gegangen ist. Möglicherweise funktioniert dies anders als der herkömmlich, 1000fach beschrittene Weg. Ich bin aber überzeugt davon, dass es sowohl unterhaltsam, wie auch lehrreich sein kann, einem Kollegen "über die Schulter" bzw. "in den Kopf" zu schauen.

Fangen wir erstmal stichpunktartig und etwas chaotisch mit einer Zusammenfassung, worum es beim WetFur geht, an:

Tradition? - Fortschritt?

Der WetFur ist eine Oldskool, 100% diskrete, sehr eigenwillige Fuzzbox für E-Gitarristen. Sie basiert auf dem Halbleiter-Element Germanium, welches seine Bedeutung in der Elektronik -eigentlich- längst eingebüßt hat. Die Schaltung ist 100% diskret, analog. Keine Logik, Keine ICs, Keine Opamps. Es wurde ein sehr hohes Maß an Aufmerksamkeit auf Musikalität und Tradition gelegt - in dem Bewusstsein, dass man nicht -einfach irgendwas- baut, sondern dass das Erbe von 2-3 Generationen auf dieses Gerät schauen wird. Die Vorfahren des WetFurs reichen zurück bis in die Goldene Zeit - und haben so klangvolle Namen wie "Dallas Arbiter FuzzFace" oder "Vox ToneBender", oder "Schaller-Fuzz". Die Szene wird eine -wie auch immer geartete- "neue" Fuzz-Schaltung niemals akzeptieren, wenn sich das Design nicht klipp und klar zur Tradition bekennt. Viele gute Ideen sind bereits diesen Tod gestorben - clever gedacht, aber von der Szene als zu "untraditionell" abgelehnt - viele Transistoren und Opamps sind so auf den Friedhof gewandert - während knapp hundert Jahre alte Röhrengeräte weiterhin jung und alt glücklich machen. Zur Tradition gehört hier meines Erachtens nach, sich überhaupt für Germanium, sowie die eigenwillige Schaltungsart (VFB) zu entscheiden - obwohl dies c.a. 1000 Nachteile mit sich bringt. Der Klang jedoch -und dies wird nach fast einem halben Jahrhundert immer klarer- hat sich als einer der besten herauskristallisiert - über die Zeit und gegen einen ganzen Haufen Konkurrenten. "Satisfaction" von den Stones - oder die vielen Hits von Jimi Hendrix seien hier nur als Beispiele für ein offenes Geheimnis erwähnt.

Bei aller Nostalgie: Es wurde andererseits versucht, das ultimative FuzzFaze 2000 zu designen, welches trotz Tradition Nutzen aus neueren Erkenntnissen zieht. Mir war eine erhöhte Betriebssicherheit und -Stabilität wichtig. Ferner wollte ich vermeidbaren Noise (Netzkrach, Thermal-Noise, Transistor-Noise) vermeiden. Es war mir auch wichtig, verschiedene Klangfarben anbieten zu können, da sich auch die Vorfahren des WetFurs im Klang teils erheblich unterscheiden. Mir war auch wichtig, die wichtigsten Bugs im Fuzz-Bereich zu adressieren: Der schlimmste Bug ist die nicht funktionierende Anbindung an old-skool Wah-Wah's. Der zweitschlimmste Bug ist, dass Fuzzes sehr sehr unterschiedlich (teils echt furchtbar schlecht) klingen können, wenn verschiedene Abnehmer (=verschiedene E-Gitarren) verwendet werden. Beide Bugs konnten mit einer -nicht neuen Erfindung- aber -neuen Implementierung- einer Resonanz-Kontrolle behoben werden. Die Methode ist noch etwas "holprig", da es erforderlich ist, ein eigenes Poti zu bauen, bzw. "umzubauen". Aber es funktioniert wirklich sehr gut - sehr effektiv.

Andere kleinere Bugs wurden entsprechend obiger Philosophie ebenfalls adressiert. Da leider der gesamte Fuzz-Core konstruktionsbedingt schon ein einziger Bug ist, sind mir einige Entscheidungen nicht leichtgefallen - den teilweise basiert der einzigartige Klang auf dem Mangel an gutem Schaltungsdesign. Beispielsweise habe ich in der Schublade einen Plan für ein zusätzliches Modul - eine Servo-Schaltung. Diese würde die kompletten DC-Bedingungen für immer und ewig und unter (fast) allen katastrophalen Bedingungen aufrecht erhalten/stabilisieren. Ich habe das Modul wieder gestrichen, da es "zuviel" Kontrolle über das Fuzz ausübt.

Eine Fuzz-Box ist etwas sehr sehr persönliches. Nach der E-Gitarre selbst und dem Verstärker, nimmt die Fuzz-Box auf der "Magie-Rangliste" der Gitarristen mit Sicherheit den 3. Rang ein - zumindest bei vielen Gitarristen. Es wird sehr sehr viel VooDoo und Hokuspokus um diese Gerätschaften betrieben. Ferner markieren Fuzzboxen eine der letzten Bastionen der wirklich unabhängigen Elektronikfertigung. Es gibt -dem Zahn der Zeit zum Trotze- weiterhin unzählige Boutiquen/Werkstätten, welche in mühevoller Handarbeit -unbeirrt- weiterhin einzigartige Fuß-Feuerwaffen produzieren. Das WetFur und dieser Thread sollen deshalb auch eine (wenn auch ziemlich seltsame) Liebeserklärung an die Szene sein.


Transient mit verschiedenen Fuzz-Levels

Einige Eckpunkte:

DC

- interne Versorgungsspannung nach Regelung/Filterung: 8V-8.5V-DC
- Stromverbrauch Summa Summarum (durchschnittlich,LEDs aktiv): c.a. 20mA
- Stromverbrauch geregelt/gefiltert, Audio-Sektion: 4mA-5mA
- zulässige ext. Versorgungsspannung: 9V-16V DC, reguliert
- Überspannungsschutz: nur intern, nach Regelung
- Überstromschutz: rudimentär - c.a. 100mA max. durch Pass-Transistor/Regulator into short
- LED-Drivers: 30mA max. @16V into short
- DC für Verzerrkern ist einstellbar - ähnlich verschiedenen "Batterie-Lebenszuständen" (*1)

Anschlüsse

- 1x E-Gitarre Input (variable input Z: 68k-1068k)
- 1x Output (low Z - c.a. 2k5 max.)
- 1x DC-Input 9V-16V

Kontrollen

- Input Resonance (Duplo-Log-Pot)
- Pre-Gain (Duplo-Log-Pot)
- Tone (3 Position Switch: Bass/Mid/Treble)
- Fuzz (rev.Log Pot)
- Output Volume (Log-Pot)
- "Battery"/DC-Level (Log-Pot)
- {intern} BIAS IPS (Trimmer)
- {intern} BIAS Fuzz (Trimmer)
- {intern} Meter-Calibration (Trimmer)

AC

- Neues Modell für Germanium-Transistoren - Leakage (sehr wichtig) wird nun berücksichtigt
- Clevere Optic Section (1xRGB LED 4-Dimensional Visualization)
- es wird AC (=Audio-Level) gemessen - die LED blitzt/blinkt/leuchtet je nach Lautstärke/Fuzz
- es wird DC (="Batterie"-Level) gemessen - die LED wird im ganzen in der Helligkeit rauf/runterskaliert
- am Klangregel-Schalter wird überwacht, welcher Modus aktiv ist - je nach Modus ändert die LED ihre Farbe
- am Fußschalter wird überwacht, ob das Gerät an oder aus ist - ist das Gerät aus, erlischt die LED gänzlich
- die Farben werden nach dem Primärfarb-Misch-Prinzip nach dem Schema: 1+0.5+0 gemischt - eine Farbe ist immer 100%, eine 50% und eine AUS.
Alternativen sind möglich
-Der Verzerrkern basiert auf dem originalen FuzzFace/Tonebender circuit - wurde aber stark überarbeitet. Ziel war es eine höhere Stabilität zu erreichen
-Eine von mir neu konzipierte Input Stage - Ziele:
-Low Noise, Variable Resonance, Asymmetric Clipping, Soft Clipping - möglichst nahe Imitation von Röhrenverzerrung - hierzu wurde (soweit mir bekannt, ist das neu) eine ZenerDiode im FeedbackPfad des FETs verwendet - sowie eine neuartige Resonanzregelung(ebenfalls im Feedback.Pfad) (die allerdings ein Eigenbau-Poti voraussetzt)
- Nicht gleich offensichtlich: Die Input-Stage soll genug Strom(! - nicht unbedingt Voltage) liefern können, damit der Leckstrom (IBo) des ersten Germanium Transistors nicht so sehr ins Gewicht fällt - denn der Leckstrom ist wirklich erklecklich - 300uA Iec0 sind nichts besonderes.
- Nun - Anti RFI/EMI ist obligatorisch
- True Bypass ebenfalls

Anmerkungen


(*1)Möglichkeit die Versorgungsspannung einzustellen: Dies ist der Legende geschuldet, dass die alten Gitarristen darauf schwören, dass ein FuzzFace am besten mit breiter Batterie klingt - ausserdem lassen sich bei gedrosselter Versorgungsspannung/-Strom nette kleine Oszillationen erzeugen, die aus der E-Gitarre mal schnell einen Synthie machen können - das liegt daran, dass ein Wiederstand seriell ins Rail geschaltet zu positivem Feedback im Fuzzcore führt.

Sorry für das Chaos - ich hab echt wenig Zeit - auch in diesem Post sind noch Baustellen offen. Bei Fragen gerne Fragen. Wenn (aus welchem Grund auch immer) die Simulation nicht anläuft, bitte melden - vielleicht hab ich dann was vergessen.



P.S. ich musste das Release Packen, da die ASC Datei etwas größer als 20kB war - das Upload limit gesprengt.
Miniaturansicht angehängter Grafiken
wet fur fuzz.jpg   wf.jpg  
Angehängte Dateien
Dateityp: zip WetFur.zip (6,5 KB, 4x aufgerufen)
__________________

Fachgebiete: Linear/Analog, Audio, Filter, Modelling
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Geändert von JoeHill (20-07-2016 um 18:06 Uhr)
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spicer (14-07-2016)