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ПРИМИТИВ – Schlager-Fuzz Paula – Teil III

Si simuliert Ge (II) – Ein Transistorarray

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Neuer Anlauf

Also ein neuer Anfang mit dem Transistorarray CA3046.  Ein paar Anmerkungen zu dem Array und zur Schaltung. 

Bei dem Transistorarray CA3046 handelt es sich um einen 14-poligen Schaltkreis mit fünf Transistoren – zwei Transistoren mit weitestgehend gleichen Werten und einem gemeinsamen Emitter sind möglicherweise für die Realisierung eines Differenz­verstärkers vorgesehen, der Emitter eines der verbleibenden drei Transistoren ist fest mit dem Chipsubstrat / Bulk verbunden und sollte an der negativen Masse liegen; die anderen beiden Transistoren können frei verschaltet werden. 

Abbildung 3.1 zeigt die Schaltung, an den Transistoren sind die Pinnummern des Schaltkreises eingetragen.  Die Transistoren des Arrays haben laut Datenblatt einen Strom­verstärkungs­faktor von etwa 100.  Da im Vorbild-Gerät Germanium­transistoren verwendet wurden, bei denen wesentliche kleinere Strom­verstärkungs­faktoren gemessen worden waren, wurde für den Ausgangstransistor T2 die Möglichkeit vorgesehen, dessen Strom­verstärkungs­faktor durch eine sogenannte piggyback-Schaltung zu verringern – in der Schaltung über S2 und T4

Schaltplan

Abb. 3.1: Schaltplan des Fuzz mit einem Transistorarray CA3046 – Grundsätzlichen Idee mit der piggyback-Schaltung für T2 – über T4 und dem zugehörigen Basiswiderstand (Trimmer R2)

Bei der piggyback-Schaltung (Huckepack-Schaltung) wird der Basis-Emitter-Strecke eines Transistors die Basis-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors über einen weiteren Vorwiderstand parallel­geschaltet, so dass ein Teil des Basisstroms (des „piggyback-Gesamttransistors“) in den zweiten Transistor „verschwindet“.  Dafür wurden die beiden weitgehen symmetrischen Transistoren mit gemeinsamen Emitter des Transistorarrays (Pins 1 bis 5) vorgesehen; letztendlich kam diese Möglichkeit der Gainreduzierung jedoch nicht zum Einsatz. 

Die Schaltung zur Reststromsimulation entspricht im Wesentlichen der, die mit den Leistungs­transistoren umgesetzt worden war, lediglich die Kollektor­widerstände von T1 und T3 sind größer.  Da das im CA3046 vorgesehene Transistorpärchen bereits für die piggyback-Schaltung verplant war, wurde der Transistor mit Emitter an Bulk für T3 und einer der verbleibenden für T1 verwendet. 

Der fünfte Transistor diente als Vorschaltdiode vor der Basis von T1, Basis und Kollektor wurden verbunden. 

Die Schaltung wurde ebenfalls auf dem Breadboard aufgebaut und es wurden zunächst die Arbeitspunkte eingestellt; in vergleichbarer Art wie beim Leistungs­transistoren-Fuzz

Die folgende Tabelle 3.1 zeigt die Spannungen an den Transistoren – hier lässt sich schon eine grundsätzliche Eigenheit erkennen:

Tab. 3.1:  Gemessene Spannungen an den Transistoren T1 bis T5 des Transistor-arrays CA3046.  (Der Transistor T4 wurde nicht untersucht).
T1  T2  T3  T5 
UB 0,69 V 2,05 V 0,61 V 1,21 V
UC 2,05 V 7,09 V 0,73 V 1,21 V
UE 0 V 1,27 V 0 V 0,69 V

Der Spannungsabfall über R1 und damit auch der Strom durch R1 sind recht klein, das heißt natürlich, dass auch der Bassisstrom von T1 klein ist.  R13 war so eingestellt worden, dass durch R4 ein Reststrom von etwa 120 µA fließt.  T1 kommt (einen Strom­verstärkungs­faktor von etwa 100 angenommen) über R15 ein Basisstrom von etwa 1 µA zu.  Der Strom durch R1 ist, da über R1 nicht einmal 100 mV abfallen, kleiner, so dass der Basisstrom von T1 geringer als 2 µA ist. 

Dieser geringere Basisstrom bedingt einen höheren differentiellen Widerstand der Basis-Emitter-Strecke von T1 und somit einen höheren Eingangs­wider­stand für die eigentliche Fuzz-schaltung (hinter dem Bass-Regler). 

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Ausprobieren

Das bedeutete, dass der Bassregler in der Dimensionierung als lineares Potentiometer 100 kΩ kaum Wirkung zeigte, er wurde testweise durch ein lineares Potentiometer 1 MΩ ersetzt.  Damit einher ging die Veränderung des Kondensators C2, ein Wert von 10 nF erschien aus brauchbarer Kompromiss zwischen mulmendem Bass (größere Werte für C2) und einem allzu penetrant mittigem bis blechernem Sound (C2 = 6.8nF)

Insgesamt ist das Ergebnis schon überzeugender als bei dem Versuch mit den Leistungs­transistoren.  Insbesondere ist das Gain jetzt ausreichend groß, wenn auch nicht so groß wie beim Germaniumfuzz. Die Kollektorspannung von T2 im Arbeitspunkt (UC2 lag bei 7V, was auch gut klang. Das bei den vorherigen Versuchen, auch beim Germanium-Fuzz störende „Hereinbröckeln“ der Verzerrung bei angezerrtem Sound wurde nicht beobachtet.

Der Gesamtsound ist immernoch speziell, das Gerät ist nach wie vor ein „One-Trick-Pony“. Interessant dabei ist, dass der Stegtonabnehmer (ein Humbucker) durch die Verzerrung viele Hochmitten „produziert“, die zwar mit dem Tonregler gut eingedämmt werden können, aber der Sound dann leicht harmlos wird.  Abgesehen wird es dann für den Halstonabnehmer zu dumpf.