Re: Funktion und Modellierung von Transistor-Filtern

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Geschrieben von Theodor Wadelow am 03. August 2018 10:44:16:

Als Antwort auf: Funktion und Modellierung von Transistor-Filtern geschrieben von Martin Förster am 03. August 2018 05:26:45:

Hallo Martin,

Ich würde gerne das Transistor-Filter von Robert Moog, welches er in seinem Musiksynthesizer patentiert hat, in Software nachbauen und wollte es dazu simulieren, um es zu verstehen. Es geht um diese Schaltung hier:
> www.bernacomp.com/elec/og2/og3_moogladder1.gif
.. und www.bernacomp.com/elec/og2/og3_moogladder2.gif

Kennst Du ht tps://pdfs.semanticscholar.org/c490/4c04a7be1d675e360409178da71a1253f6d8.pdf ?

> So eine richtige Erklärung wie das funktioniert, ist nirgendwo zu finden.
Nein, frei ist das nicht verfügbar. Eine Beschreibung des Verhaltens des Filters gibt's von Herrn Moog selber: ht tps://www.moogmusic.com/sites/default/files/Download.pdf
Eventuell würde in dem kostenpflichtigen Artikel von Moog bei der AES noch was stehen: ht tp://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=1027
Oder mal ins Patent selber gucken: ht tp://www.till.com/arptech/pdf/p3475623.pdf

> Auf der Suche nach spice-Modellen bin ich hier hin gekommen:
> www.96khz.org/files/2004/analog_modelling_emulation_moog_ladder_transistor_filter_abm.gif
> Dort wird die Schaltung um parasitäre Bauelemente erweitert, aber auch nicht erklärt.
Der Herr Schuhmacher von 96kHz.org macht sich mit dem Transistormodell die Mühe, einen Substratanschuß herzustellen,
wie er im Prinzip bei integrierten gematchten Transistoren wie dem CA3046 vorkommen könnte. Ansonsten verstehe ich sein
Modell nicht. Insbesondere die Parallelschaltung von Dioden und Kondensatoren an der Basis macht auf den ersten Blick
keinen Sinn, denn diese Bauteile sind idR. doch als ideal simuliert, d.h. die Kapazitäten könnte man einfach addieren.
Und eine Verstärkungsfunktion ist in seinem Transistormodell auch nicht erkennbar, allerdings ist das nach dem Artikel
von Herrn Huovilainen ja auch garnicht erforderlich. Insofern handelt es sich wohl um ein spezielles Modell für die
Simulation der Moog-Leiter. Hier müßte man etwas mehr Hintergrundwissen zu der Simultion haben :-/

> Hat jemand eine Idee, wie die funktioniert? Wie wirkt der Einfluss der Spannung auf den sich bildenen Filter?
Siehe die Gleichung 10 von Herrn Huovilainen: Je höher dV/dt, desto größer die mögliche Frequenz. Dieser Term hängt
proportional von Ictl ab, dem durch die Steurspannugn ausgelästen Längsstrom durch die Transistorpaare.
Also: Je höher die Steuerpannung desto höher der Längsstrom desto höher die Cutoff-Frequenz.
In naive Worte gepackt: Je höher der Strom durch den Transistor, desto kleiner muß sein Basis-Emitter-Widerstand sein
um bei gegebener Spannung diesen Strom fließen zu lassen. Dieser variable Basis-Emitter-Widerstand wird nun als 'R' in ein
R-C-Glied gepackt dessen Grenzfrequenz somit verstellbar ist.


Das Patent von Moog gibt Beispiele in Fig. 4
Wichtig ist Moog das exponentielle Verhalten der Cut-Off-Frequenz zur Steuerspannung (Vc), was dann einen extem breiten
Verstellbereich gibt. Also z.B.
Vc -> Cutoff
-------------
1v -> 100 Hz
2v -> 1k Hz
3v -> 10k Hz

Moog sagt im Patent, 1:1000 in der Frequenz ist möglich. Das wäre für Musik schon ganz passend, wenn man dann zwischen z.B. 10 Hz und 10kHz die Grenzfrequenz setzen kann.

-Theo

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