hoe werkt distortion?

Printable View

26 januari 2011, 11:38
B-stone

hoe werkt distortion?

Hey,

Een paar forumleden weten misschien dat ik bezig ben met een profielwerkstuk over distortion. Ik heb bij newtone de onderdelen besteld en deze inelkaar gezet, en hij werkt :) maar in de trant profielwerkstuk moest ik dus gaan onderzoeken wat hij op de geluids golven teweeg brengt.
Dit practicum heb ik al uitgevoerd op school.

ik had deze hoofd- en deel vragen waaromheen ik een werkstuk in elkaar aan het zetten ben:

HOOFDVRAAG:

Wat is het effect van een distortion pedaal op de geluidsgolven en hoe zijn ze te verklaren?

DEELVRAGEN:
- wat is distortion?
- Hoe werk een distortion pedaal en hoe zit het in elkaar?
- Welke verschillen hebben knoppen van het pedaal invloed op de geluidsgolven en hoe zijn ze te verklaren?
- Voor welke verschillen zorgt een distortion pedaal?

ik ben al een best stuk gevorderd. alleen blijf ik een beetje steken op de componenten.

hoe kunnen de verschillende componenten op de printplaat het verschil in geluid veroorzaken?

de componenten zijn:
• 1 printplaat ( zonder componenten natuurlijk)
• 1 3PDT Voetschakelaar
• 1 Potmeter 1M reverse log
• 1 Potmeter 10k log
• 1 IC-voetje 8 Pin
• 1 LED houder
• 1 rode 5mm LED
• 1 Mono Jack bus (output)
• 1 Stereo Jack bus (input)
• 1 geïsoleerde DC-Bus
• 1 IC μA741 of LM741 (of TL061 of TL071 of TL081 zie variaties) (IC1)• 1 2,2M weerstand (R1)
• 1 1,5k weerstand (R9)
• 2 10k weerstanden (R2, R8 )
• 1 4,7k weerstand (R3)
• 4 1M weerstanden (R4, R5, R6 R7)
• 2 1nF Foliecondensatoren MKS2, MKS02 of MKT (C1, C5)
• 1 10nF Foliecondensator MKS2, MKS02 of MKT (C2)
• 1 47nF Foliecondensator MKS2, MKS02 of MKT (C3)
• 2 1μF Elco’s (C6, C7)
• 1 10pF Keramische condensator (C4)
• 3 1N4148 of 1N914 of Germaniumdioden (zie ook variaties) (D1, D2, D3)
• 1 1N4001 diode (D5)

de roodgekleurde componenten heb ik opgezocht op wikipedia, hier werd ik niet echt wijzer uit omdat er heel veel verschillende functies worden beschreven die allemaal wel zouden kunnen.

weerstanden: snap ik --> http://nl.wikipedia.org/wiki/Elektri...and_(component)
ic: kom ik denk ik ook wel uit -->
condensator: http://nl.wikipedia.org/wiki/Condensator
elco: http://nl.wikipedia.org/wiki/Elektro...he_condensator
diode: http://nl.wikipedia.org/wiki/Diode

als iemand mij wat informatie of verduidelijking kan geven of een website die ik misschien snap :???: (lijkt mij niet want ik heb uren besteeds aan het hele internet door te zoeken :makeup:) ben ik heel erg geholpen.

alvast bedankt voor het lezen van mij verhaal, ik hoop dat jullie mij kunnen helpen :)

groetjes Bram

PS: de rede dat ik het hier plaats is omdat ik weet dat er veel mensen op gitaarnet zitten die dagelijks bezig zijn met deze componenten ;)
26 januari 2011, 12:12
HaroldA

Componenten op zich doen niets, maar hoe en in welke combinatie ze gebruikt worden zorgt ervoor dat ze nut hebben!

Lezen maar! http://www.geofex.com/article_folder...ch/tsxtech.htm

Een tijdje geleden had volgens mij iemand op het newtone forum dezelfde vraag gesteld...
26 januari 2011, 12:21
kassie

Citaat:

Oorspronkelijk geplaatst door HaroldA

Componenten op zich doen niets, maar hoe en in welke combinatie ze gebruikt worden zorgt ervoor dat ze nut hebben!

Lezen maar! http://www.geofex.com/article_folder...ch/tsxtech.htm

Een tijdje geleden had volgens mij iemand op het newtone forum dezelfde vraag gesteld...

Ik kan je qua techniek niet veel melden, maar ik denk dat ook het leuk zou zijn om je gitaar+pedaal aan een oscciloscoop te hangen en voor verschillende standen (clean, distortion, crunch, potmeter wisseling) te kijken hoe de golven zijn.
26 januari 2011, 12:23
B-stone

Citaat:

Oorspronkelijk geplaatst door kassie

Ik kan je qua techniek niet veel melden, maar ik denk dat ook het leuk zou zijn om je gitaar+pedaal aan een oscciloscoop te hangen en voor verschillende standen (clean, distortion, crunch, potmeter wisseling) te kijken hoe de golven zijn.

dat heb ik ook gedaan :P
26 januari 2011, 12:24
B-stone

Citaat:

Oorspronkelijk geplaatst door HaroldA

Componenten op zich doen niets, maar hoe en in welke combinatie ze gebruikt worden zorgt ervoor dat ze nut hebben!

Lezen maar! http://www.geofex.com/article_folder...ch/tsxtech.htm

Een tijdje geleden had volgens mij iemand op het newtone forum dezelfde vraag gesteld...

ik had ook al een vraag op het newtone forum gesteld, maar ik zou nog een even dat forum grondig door spitten :P

bedankt voor de tip en de link :)
26 januari 2011, 13:02
Dirk_Hendrik

Post eens het schema (dus geen bouwtekening!) van het bovenstaande project.

Knip verder alle zooi uit die lijst die nvt is op de klank van je effect (Schakelaar, IC voet) etc.

Ga daarna na wat de funktie van elke component is. Velen zullen helemaal niets met de klank vandoen hebben maar een andere funktie vervullen.

En, als ik van het rood en zwart uitga lijkt het alsof je ervan uitgaat dat je weerstanden geen invloed hebben.
26 januari 2011, 13:02
nico verduin

Nou kom maar met het schema :seriousf:
26 januari 2011, 13:28
B-stone

hier staat het schema:

http://www.newtone-online.nl/downloa...tonePlusV3.pdf

meteen op de 1e pagina. ik was zelf al bezig met alle componenten kleuren te geven. en paar van deze staat vermeld in de beschrijving:

c4 voorkomt oscillaties
r1 voorkomt bijgeluiden tijdens het schakelen
d3 zorgt voor asymmetisch clippen
d5 beschermt ic als de batterij verkeerd om is aangesloten
26 januari 2011, 13:30
B-stone

Citaat:

Oorspronkelijk geplaatst door Dirk_Hendrik

Post eens het schema (dus geen bouwtekening!) van het bovenstaande project.

Knip verder alle zooi uit die lijst die nvt is op de klank van je effect (Schakelaar, IC voet) etc.

Ga daarna na wat de funktie van elke component is. Velen zullen helemaal niets met de klank vandoen hebben maar een andere funktie vervullen.

En, als ik van het rood en zwart uitga lijkt het alsof je ervan uitgaat dat je weerstanden geen invloed hebben.

ik ging er eigenlijk van uit dat weerstanden de spanning/ stroom "passend" maakte voor het daaropvolgende component :P
26 januari 2011, 13:39
cluseau

Distortion is er in vele vormen, je kan er niet zomaar een labeltje aanhangen. Van de distortion waar versterkers mee te maken hebben is een clippende versterkertrap wel het makkelijkst uit te leggen maar er zijn nog zoveel andere soorten distortion zoals crossover vervorming, harmonische vervorming etc. Het beste lijkt mij om daar een boek over te kopen, is soms lastige materie hoor.

Frans.
26 januari 2011, 13:51
B-stone

Citaat:

Oorspronkelijk geplaatst door cluseau

Distortion is er in vele vormen, je kan er niet zomaar een labeltje aanhangen. Van de distortion waar versterkers mee te maken hebben is een clippende versterkertrap wel het makkelijkst uit te leggen maar er zijn nog zoveel andere soorten distortion zoals crossover vervorming, harmonische vervorming etc. Het beste lijkt mij om daar een boek over te kopen, is soms lastige materie hoor.

Frans.

Het gaat dus eigenlijk om het distortion pedaal (the plus van newtone).

ik heb in mijn werkstuk ook een stuk wat is distortion: hierbij had ik ingevult dat het het clippen was maar een pedaal clipt dus niet????:???:
26 januari 2011, 13:55
cluseau

Citaat:

Oorspronkelijk geplaatst door B-stone

maar een pedaal clipt dus niet????:???:

Toch wel hoor, the plus pompt het signaal op tot een zeker niveau waarna het door de diode's wordt afgekapt. Dat is juist clippen. In dit geval gebeurt het ook nog eens asymetrisch omdat er voor de positieve toppen een ander spanningsniveau geldt dan voor de negatieve toppen
26 januari 2011, 13:57
B-stone

Citaat:

Oorspronkelijk geplaatst door cluseau

Toch wel hoor, the plus pompt het signaal op tot een zeker niveau waarna het door de diode's wordt afgekapt. Dat is juis clippen. In dit geval gebeurt het ook nog eens asymetrisch omdat er voor de positieve toppen een ander spanningsniveau geldt dan voor de negatieve toppen

oke bedankt voor jouw informatie, hiermeer kom ik al weer een stuk verder :)

misschien helpt het als ik snap hoe het gitaar signaal binnen komt :P

is dat in spanning? of hoe moet ik mij dat voor stellen?
26 januari 2011, 14:04
cluseau

Citaat:

Oorspronkelijk geplaatst door B-stone

misschien helpt het als ik snap hoe het gitaar signaal binnen komt :P is dat in spanning? of hoe moet ik mij dat voor stellen?

Dat is idd een spanning. Wisselspanning om precies te zijn, maar geen zuivere sinusvorm al lijkt het er wel een beetje op. In de gitaar zelf ontstaan ook al veel grillige mengproducten waar de gitaar opbouw en onderdelen mede verantwoordelijk voor zijn. Het fijne weet ik daar niet van. Als je gaat meten aan een effect lijkt mij het beste dat je als ingangs signaal een zuivere sinus uit een toongenerator neemt. Hier kun je dan beter het effect van de schakeling beoordelen omdat je exact weet wat voor signaal er in gaat en dat signaal ook van constante kwaliteit is. Een gitaarsignaal is namelijk alleen aanwezig als je een snaar aanslaat en ook is het signaal constant aan verandering onderhevig. In eerste instantie onbruikbaar om metingen mee te verrichten.
26 januari 2011, 14:10
B-stone

Citaat:

Oorspronkelijk geplaatst door cluseau

Dat is idd een spanning. Wisselspanning om precies te zijn, maar geen zuivere sinusvorm al lijkt het er wel een beetje op. In de gitaar zelf ontstaan ook al veel grillige mengproducten waar de gitaar opbouw en onderdelen mede verantwoordelijk voor zijn. Het fijne weet ik daar niet van. Als je gaat meten aan een effect lijkt mij het beste dat je als ingangs signaal een zuivere sinus uit een toongenerator neemt. Hier kun je dan beter het effect van de schakeling beoordelen omdat je exact weet wat voor signaal er in gaat en dat signaal ook van constante kwaliteit is. Een gitaarsignaal is namelijk alleen aanwezig als je een snaar aanslaat en ook is het signaal constant aan verandering onderhevig. In eerste instantie onbruikbaar om metingen mee te verrichten.

ja klopt ja ik heb hem op school ook al aan de scoop gehange. met de toongenerator een sinusuide gecreerd en dan met het pedaal er tussen naar de scoop. ik heb ook nog grafieken en filmpjes hier van.

ik ga nu maar een eerst uitzoeken hoe het precies met het gitaar signaal zit :P
26 januari 2011, 14:22
flo123

Vraag is ook bij Newtone gepost. Zodat we niets dubbel gaan doen:
http://www.newtone-online.nl/forum/i...ic,5291.0.html

Het gitaar signaal is een complexe wissel spanning opgebouwd uit allerlei frequenties die harmonisch met elkaar samen hangen afhankelijk van de noot die je speelt op een snaar:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Snaar_%28muziek%29
26 januari 2011, 14:25
cluseau

Citaat:

Oorspronkelijk geplaatst door flo123

Vraag is ook bij Newtone gepost.

Tja, niet ieder GN lid zit ook op Newtone. TS probeert hier ook info te verkrijgen. Maar bedankt voor de tip. ;)
26 januari 2011, 14:33
B-stone

sorry dat ik dat niet verteld heb, ik dacht alleen dat mensen die daar op zitten (en het pedaal "ontworpen" hebben, mij er meer van konden vertellen).

maar aan de andere kant op gitaarnet heb je mensen die dalijks aan versterkers zitten te bouwen, ik dat zij mij ook wel konden helpen.

kansen sprijding :)

maar flo je bent geweldig ook hier kan ik weer heel veel mee :cheerup:
26 januari 2011, 14:41
guitarnijboer

Een gitaarsignaal bestaat uit verschillende frequenties die samen een toon vormen. Dit geld zelfs als je 1 snaar aanslaat. Als je 1 noot op de gitaar maakt heb je naast de grondtoon ook harmonischen. Dit zijn frequenties die bijvoorbeeld het dubbele zijn van de grondtoon of 3 of 4 keer zo hoog etc.

Het zijn de harmonischen die uiteindelijk de klank van de toon bepalen. Het signaal dat uit de gitaar komt is het product van de grondtoon en de harmonischen waardoor het niet meer lijkt op een zuivere sinus. Uitzondering hierop is het aanslaan van natuurlijke harmonischen op de gitaar. (je kent het wel: zachtjes de vinger iets op de snaar leggen en dan aanslaan. 5e, 7e 12e fret etc.) Dan zie je wel een min of meer zuivere sinus op je scoop.

Verder is bij aanslag het signaal vele malen groter dan bij een klinkende toon.

Het signaal van de gitaar komt binnen op de + ingang van het IC via C2 en R2.
C1 zorgt voor een soort high roll off en werkt vooral als je de volume op de gitaar terug draaid. Hoe verder je de volume knop op je gitaar terug draaid, hoe doffer het geluid wordt. Handig als je voor rhythm stukken je volume terug draaid en voor solos je volume helemaal open zet. Zo heb je een goed verschil tussen solo en rhythm zonder te hoeven schakelen.

Het signaal wordt versterkt in de opamp. De versterking hangt af van het teruggekoppelde uitgangssignaal op de ingang. Veel tegenkoppeling is minder versterking en omgekeerd. R4 is de tegenkoppel weerstand en met P1 regel je de hoeveelheid (tegenkoppeling) versterking van het IC en daarmee ook de hoeveelheid oversturing. Het uitgangssignaal wordt namelijk nooit groter dan de doorlaat spanning van de diodes die het uitgangssignaal boven een bepaalde drempelwaarde afkappen. Voor een enkele diode is dit +/- 0,6 v voor 2 in serie dus 1,2 V.

Hoe sterk de diodes clippen (het signaal afkappen) hangt af van de grote van het toegevoerde signaal. (vandaar dat het uitgangssignaal van het IC ook meteen de hoeveelheid distortion bepaald) Als de toegevoerde sinus onder de drempelspanning van de diodes blijft het je geen oversturing. Wordt het signaal iets groter dan de drempel spanning dan worden de toppen er af gehaald. Word het signaal nog groter dan gaat het afgekapte signaal steeds meer op een blokgolf lijken. Dit omdat het signaal in de stijle flank van de sinus al wordt afgekapt.

De sustain die een distortion pedaal geeft is daarmee ook verklaard: het gitaarsignaal wordt tot ver boven de drempelspanning van de diode versterkt en ook al sterft de gitaartoon uit, zolang het signaal nog groter is dan de drempelspanning van de diodes blijft het even hard klinken, echter met steeds minder wordende distortion. Hiermee zie je dus ook dat: hoe meer distortion in het signaal zit dit ten koste gaat van de dynamiek van het spelen.

C5 en R8 zijn samen een filtertje om hoog uit het overstuurde signaal te halen. Omdat een diode het signaal vrij abrupt afkapt krijg je veel hoge harmonischen die erg fizzie en earpiercing klinken. Dit wil je een beetje afronden voor een vollere en muzikalere toon.

Ik hoop dat je er wat aan hebt...
26 januari 2011, 14:42
flo123

Ik snap dat de TS op beide forums post. Zou ik ook doen, geen probleem mee.
Het lijkt me alleen vervelend voor de mensen die reageren, als ze moeite doen terwijl het ergens anders al beantwoord is ... vandaar. :)
26 januari 2011, 14:48
B-stone

ja ik geef je gelijk, flo had al informatie gegeven maar guitarnijboer voegt er ook weer wat bruikbare delen aan toe.

heel erg bedankt hiervoor :D
26 januari 2011, 15:29
B-stone

ik zit alleen nog met 1 vraag:

een geluidsgolf die een gitaar veroorzaakt. heeft toppen op niet allemaal de zelfde hoogte hoe werkt dat dan?
26 januari 2011, 15:33
flo123

euh ... Hoe bedoel je: "Hoe werkt dat dan?".
26 januari 2011, 15:34
Martijn-w

Hoe harder je aanslaat, hoe hoger de toppen.

De amplitude van het signaal komt overeen met het volume.
26 januari 2011, 15:37
guitarnijboer

Hetzelfde: in principe worden minderhoge toppen minder afgekapt door de diodes en hogere toppen meer. Echter: Je moet niet kijken naar de afzonderlijke kronkeltjes in het gitaarsignaal, maar een hele periode. (van 0 naar top naar 0 naar dal en weer naar 0)

De conclusie is dan dat er gewoon informatie verloren gaat. Hoe meer het signaal wordt overstuurd, hoe minder er uiteindelijk overblijft van de oorspronkelijke informatie. Er wordt van een groot signaal immers meer afgeknipt dan van een klein signaal.
26 januari 2011, 15:46
B-stone

Citaat:

Oorspronkelijk geplaatst door guitarnijboer

Hetzelfde: in principe worden minderhoge toppen minder afgekapt door de diodes en hogere toppen meer. Echter: Je moet niet kijken naar de afzonderlijke kronkeltjes in het gitaarsignaal, maar een hele periode. (van 0 naar top naar 0 naar dal en weer naar 0)

De conclusie is dan dat er gewoon informatie verloren gaat. Hoe meer het signaal wordt overstuurd, hoe minder er uiteindelijk overblijft van de oorspronkelijke informatie. Er wordt van een groot signaal immers meer afgeknipt dan van een klein signaal.

je bedoelt dat als je het signaal over een alngere periode bekijkt dat het wel wat weg heeft van een sinusuide?

en de diodes die bepalen dus dat de hoge en lager toppen beide worden afgeknot?
26 januari 2011, 15:56
Martijn-w

Ook leuk om te weten is dat hoe rechthoekiger een signaal, hoe meer hoge frequenties er in zitten.
26 januari 2011, 16:01
B-stone

een paar weerstanden zijn neit benoemd in het verhaal van flo en guitarnijboer. wat doen deze eigenlijk of hebben ze geen invloed op de sound?
r 1tm 8

r3 en 4 zijn de versterkings factor van het signaal.
26 januari 2011, 16:04
guitarnijboer

Citaat:

Oorspronkelijk geplaatst door B-stone

je bedoelt dat als je het signaal over een alngere periode bekijkt dat het wel wat weg heeft van een sinusuide?

Nee. Als je het signaal over een langere tijd bekijkt zie je beter wat er overblijft na de clipping diodes. De definitie van een wisselspanning is dat dit een spanning is die met een bepaalde frequentie afwisselend positief en negatief is t.o.v. in dit geval de 0.

Om te weten wat er overblijft na de diodes moet je dus kijken wat er overblijft van het totale signaal van 1 periode. De diodes staan immers vanaf een bepaalde drempel spanning in geleiding dus welke vorm het signaal ook heeft, alles wat boven deze drempelwaarde zit is weg. Op enig moment daalt de signaalspanning weer tot een niveau dat de diodes uit geleiding gaan en pas dan zie je het oorspronkelijke signaal (of alleen een deel / flank daarvan) weer terug op de uitgang.

Je raakt dus een deel van je informatie kwijt. Je clipt (engels voor knippen) dus een stuk van je signaal af boven een bepaald niveau (hier 0,6 of 1,2 V) dat ben je kwijt en komt ook niet terug.

Hieruit kun je weer afleiden dat meer oversturing betekend dat de eigen klank van het instrument steeds meer verloren gaat. Gewoon omdat je een hoop informatie wegknipt.
26 januari 2011, 16:12
guitarnijboer

Citaat:

Oorspronkelijk geplaatst door B-stone

een paar weerstanden zijn neit benoemd in het verhaal van flo en guitarnijboer. wat doen deze eigenlijk of hebben ze geen invloed op de sound?
r 1tm 8

r3 en 4 zijn de versterkings factor van het signaal.

Niet zozeer op de sound. Deze zijn bijvoorbeeld voor de instelling van de opamp (R5,R6,R7,C7) De hoeveelheid tegenkoppeling ofwel versterking van de opamp etc. (R4,R3,P1) R8 zorgt er bijvoorbeeld voor dat het IC niet kapot gaat als het uitgangssignaal kortgesloten wordt door de diodes. De grote stroom die dan gaat lopen zou het IC slopen, dat moet begrenst worden. Dit zijn dingen die je gemakkelijk kunt vinden op het net.
26 januari 2011, 16:15
B-stone

oke ik snap het denk ik :)

dus het kan best zijn dat de hoge toppen bijna geheel worden afgeknot en dat de kleine gewoon normaal blijven?

Bedankt voor je informatie :D
26 januari 2011, 16:27
iWishmaster

Citaat:

Oorspronkelijk geplaatst door B-stone

oke ik snap het denk ik :)

dus het kan best zijn dat de hoge toppen bijna geheel worden afgeknot en dat de kleine gewoon normaal blijven?

Bedankt voor je informatie :D

Ja: test zelf maar. Zet de distortion laag, de volume knop van je gitaar ook laag en speel zachtjes: klinkt bijna clean (dus bijna niet afgeknot). Draai het volume hoger en sla harder aan: meer distortion (dus wel heel veel afgeknot).