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Sujet MOSFET comme diode de clipping.

  • 23 réponses
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1 MOSFET comme diode de clipping.
Bonjours, je suis en train de tester différentes diodes en hard et soft clipping (soft avec une résistance devant, pas dans une boucle de contre réaction) et je trouvais la distorsion de la "body diode" d'un bs170 intéressante, plus vivante que les diodes communes surtout. C'est pour faire une légère distorsion de fin de chaine, de bus ou de master; pas une fuzz ou un overdrive.


http://www.diystompboxes.com/smfforum/index.php?topic=76337.0
Ici dans le 2eme message quelqu'un explique comment brancher pour clipper la "body diode" ou le transistor, mais je comprends pas tout, si je met pour (pour une alternance) en serie un bs170 et une diode normale le seuil sera soit l’addition de la "body diode" et de la diode normale, soit le seuil du transistor suivant lequel est le plus bas? c'est ça? comment connaitre les seuil de la "body diode" sur un datasheet? et pour le transistor (VT, seuil de voltage il dit) c'est le Gate Threshold Voltage?


https://prairieboxes.blogspot.fr/2015/05/the-nachbaur-diode-limiter-part-3-other.html
J'aimerais faire un schema dans ce genre mais avec des mosfet à la place des 1N914, il faut que je fasse, en serie bs170 et 3 diodes, puis bs170 et 2 diodes etc... à condition de rester sous le seuil du transistor non?
Il faut que je sépare le positif et le négatif, non? (comme le dernier schema)

J'aimerais avoir un "knee" beaucoup plus dur que celui-ci, je pensais à mettre différentes diodes pour arriver à des seuils du genre 6v puis 7v et enfin 8v en hard knee.

Pour créer des harmoniques paires n'importe qu'elle dissymétrie fait l'affaire?

La sonorité est en fonction de toute les diodes ou seulement de la première?

[ Dernière édition du message le 19/01/2016 à 02:53:47 ]

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11
Oui enfin l'empirisme ça a aussi ses limites.

La diode d'un MOS-FET permet de conduire un gros courant (ce qui est inutile ici) mais avec une "raideur molle" (oxymore pour +18) et un courant de fuite (en inverse) important.

En diode de clipping ça donne :
- Une zone linéaire plus petite (on rentre plus vite dans la disto) ;
- (toujours) des harmoniques impaires ;
- les harmoniques de plus hautes fréquences sont moins prononcées.

Au lieu d'un transistor mosfet, une "mauvaise diode" avec éventuellement une grande résistance en parallèle donne la même chose.
12
Citation de EraTom :
Au lieu d'un transistor mosfet, une "mauvaise diode" avec éventuellement une grande résistance en parallèle donne la même chose.

Oui.

Citation de EraTom :
La diode d'un MOS-FET permet de conduire un gros courant (ce qui est inutile ici) mais avec une "raideur molle" (oxymore pour +18)

Qu'entends-tu par raideur molle et +18 ?
Je connais les pertes d'une diode de puissance en direct comme en fuite (dont l'intérêt audio, bof, hein ?), mais la raideur... la vitesse de recouvrement ?

Bernard

http://sonotrad.org --- http://diato.org --- "Collectionneur" de tables numériques Innovason et de micros DIY --- Fer à souder toujours chaud...

13
Ok mais sa peut peut être servir comme clipper pour retirer les crêtes, ou après deux étage de soft clipping.
Si vous connaissez des liens intéressants, même si c'est pour des disto guitare, je vais m'en faire une plus tard, je pensais à mettre dans un peppermill, ça en l'adaptant https://4.bp.blogspot.com/-4s10NSEAJoM/VUYhXqf68uI/AAAAAAAAD3U/9lIY-SC1qY8/s1600/Asymmetrical%2BDogzilla.PNG

Quelles diodes ou tubes ou transistor (comme diode) ou montage vous me conseiller pour une distorsion légère qui compresse un peu? et pour une distorsion vivante ou un peu sale ou imprécise, qui ait du caractère?

J'ai trouvé un document qui explique simplement pour les néophytes http://res-nlp.univ-lemans.fr/NLP_C_M15_G01/co/Module_NLP_C_M15_G01_10.html

[ Dernière édition du message le 26/01/2016 à 00:14:04 ]

14
Citation :
Qu'entends-tu par raideur molle

Pour être plus clair, je ne voulais pas parler du temps de recouvrement mais seulement de la courbe tension / courant à la limite de l'ecretage.

Pour le dire simplement, avec une diode "parfaite", l'ecratage sera brutal sans zone de transition : C'est cette forme qui va donner les harmoniques de fréquences élevées avec le plus d'énergie.

Avec un ecretage plus progressif, les harmoniques de fréquences élevées sont moins fortes (et c'est plus agréables à entendre).


Pour le mettre en évidence de manière rigoureuse la démarche est de réaliser un développement limite autour du point de fonctionnement.
On obtient alors une approximation polynomiale de la fonction de transfert : f(x) = a0 + a1*x + a2*x^2 + ... an*x^n

Ensuite on replace x par la signal test x = cos(wt) et il faut procéder à un développement trigo de chaque puissance de x.
Le plus simple est de passer par les complexes (cos(wt) = (exp(iwt)+exp(-iwt))/2 puis d'utiliser la formule du binôme de Newton.
On montre alors que les puissances paires on n'obtient que des multiples paire de w et pour les puissances impaires que des multiples impaires de w dont la composante de fréquences la plus élevée correspond à la puissance du monôme.

C'est fastidieux mais pas insurmontable.

Sinon, le plus simple, c'est de faire de la simu avec SPICE et regarder ce que ça donne pour différentes valeurs du modèle de diode (et guider le choix du composant).
15
c'est pas facile quand même, je vais essayer spice :bravo:.

https://rezzonics.blogspot.fr/2014/01/germanium-diodes-vs-schottky-diodes-for.html
Ici on voit sur une sinusoïdale la différence entre hard et soft clipping.
(y'a aussi les schemas format spice (sous les capture d'ecran de spice))

[ Dernière édition du message le 25/01/2016 à 23:34:49 ]

16

Bonjour,

J'ai fait cela il y longtemps et dans d'autres applications, mais de mémoire les modèles de diode dans SPICE ou similaire étaient généralement insuffisants pour prédire finement les comportements non-linéaires. L'une des raison était que les diodes, sauf les Shottky, se comportaient plutôt comme deux diodes de caractéristiques différentes en parallèle.

Mais je n'ai pas fait d'essais en audio, donc c'est peut-être suffisant. Si quelqu'un a le courage, il serait intéressant de faire une comparaison mesure-simulation.

 

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

17
Pour moi aussi ça fait longtemps. Je m'étais penché en détail sur les modèles de diode en particulier sur le modèle dynamique avec prise en compte de la capa parallèle.

J'aurais bien aimé tomber sur ça à l'époque :
http://www3.imperial.ac.uk/pls/portallive/docs/1/7292572.PDF
Ça m'aurait fait gagner du temps...

Citation :
deux diodes de caractéristiques différentes en parallèle.
Tu as les réf de ces diodes ? Il est possible que le fabriquant mette bien deux diodes dans le boîtier pour augmenter le courant max direct admissible.

[ Dernière édition du message le 26/01/2016 à 12:42:49 ]

18
Tu as les réf de ces diodes ?

La plupart des diodes que j'ai rencontrées, même de faible puissance, avaient ce comportement sauf les petites shottky (par exemple 1N5711). Quand on trace la caractéristique V-I en log, on voit une première pente à faible courant (1ère diode) puis l'autre prend le dessus, et enfin on sature de façon plus ou moins prévisible (la résistance série du modèle est souvent variable). 

Quant aux capacités de transition et de diffusion (pour le temps de recouvrement) j'ai travaillé il y a longtemps sur la modélisation et la caractérisation de composants actifs et passifs, donc j'ai donné.

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

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https://rezzonics.blogspot.fr/2014/01/germanium-diodes-vs-schottky-diodes-for.html
Dans ce lien les harmonique pour le hard clipping et pour le soft clipping sont presque identique sous spice, y'a pas un problème la aussi?

http://sound.westhost.com/articles/soft-clip.htm
Ici Table 3 on voit que la distorsion commence avant le seuil de la diode (sur des 1N4148 qui ont pourtant une bonne résistance dynamique) Si on met une résistance (feed resistance) plus petite y'en a moins; Quelles diodes ont la meilleur résistance dynamique? et la pire? et les transistors c'est mieux? et pour les tubes lesquels sont les moins pire à ce niveau?

[ Dernière édition du message le 27/01/2016 à 00:52:07 ]

20
Ici Table 3 on voit que la distorsion commence avant le seuil de la diode (sur des 1N4148 qui ont pourtant une bonne résistance dynamique)

De mémoire, la notion de seuil ne signifie pas grand chose puisque le courant est une fonction exponentielle de la tension aux bornes de la diode parfaite (*), donc il vaudrait mieux parler de zone de transition entre le fonctionnnement en diode pure (rdynamique  = N* Vt/Id, avec N # 1 à 2 et Vt # 26mV à la température ambiante) et l'influence de la chute de tension dans la résistance série de la diode (plus ou moins constante).

(*) si l'on trace la caractéristique V-I en semi-log à faible courant, on trouve une droite (2 avec les diodes en //), et je me souviens d'un collègue qui il y a très longtemps traçait sa première mesure sur une diode (en lin-lin) et s'étonnait de toujours trouver la même allure en cheangeant les échelles alors que c'est normal.

Edit : j'ai un doute sur la valeur de N entre transistor, diode, diode de surface parasite ; cela montre une fois de plus que la mémoire n'est pas plus fiable que l'oreille.

 

 

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

[ Dernière édition du message le 27/01/2016 à 17:25:12 ]