Konkret: Ich wusste tatsächlich nicht, dass Dioden für die Verzerrung verantwortlich sind (es gibt VIELE Möglichkeiten elektrische Signale zu manipulieren).
Eigentlich sind es ja Trioden.
Ich weiß ja nicht, wie das heute ist (aber Euer Studium liegt ja auch schon eine Weile zurück), aber zu meiner Zeit hat man im Physikstudium grundsätzlich gelernt, was Elektronenröhren sind und wie sie funktionieren. Die galten damals zwar als veraltet, sind aber immerhin sehr anschaulich.
Röhrendiode
Eine Diode ist ein Bauteil, das Strom nur in eine Richtung durchlässt. Vor der Halbleitertechnik wurden Dioden mit Röhrentechnik realisiert:
Schematisch und vereinfacht handelt es sich um einen Vakuum-Glaskolben mit einer Glühwendel auf der einen Seite und einer Auffangplatte auf der anderen Seite.
Nun gibt es folgende Möglichkeiten, wenn man zwischen Glühwendel und Auffangplatte eine Spannung anlegt:
Ohne Heizung
Ohne Heizung gibt es keine freien Elektronen, im Vakuum findet praktisch keine Leidung statt und es fließ kein Strom (bis es bei ausreichender Spannung irgendwann zum Durchschlag kommt).
Mit Heizung und + an Auffangblech: Strom fließt
In dieser Richtung werden die (negativen) Elektronen angezogen und es fließt ein Strom zwischen Glühdraht und Auffangblech.
Mit Heizung und negativer Spannung am Auffangblech: KEIN Strom kann fließen
Wenn die anliegende Spannung allerdings andersherum gepolt ist, werden die freien Elektronen vom Blech mit negativem Potential abgestoßen und es kann
kein Strom fließen, weil die Elektronen nicht zum Blech gelangen:
Danke, durch diesen Hinweis kann ich nun versuchen nachzuvollziehen, was ein periodisches "Abschneiden" des Wechselstromes und/oder der nicht konstante Widerstand der Diode mit dem elektrischen Signal macht.
Nicht ganz: es geht nicht um "periodisches Abschneiden", sondern darum, dass es ab einer gewissen Stromstärke nicht mehr weiter geht. Das Ursprüngliche Signal wird also abgeschnitten (deshalb: "clipping") und somit in seiner Form geändert.
Röhrentriode
Von der Diode zur Triode ist dann nur noch ein kleiner Schritt. In der Halbleitertechnik entspricht dieses Bauteil einem Transistor.
Der wesentliche Unterscheid zur Diode ist eigentlich nur, dass den Elektronen nun noch ein Bremsgitter in den Weg gestellt wird, so dass der Elektronenfluss mit einer Steuerspannung behindert werden kann (also: gesteuert!):
Wenn ich es richtig verstehe, erläuterst Du, dass die "Ablöserate" von Elektronen beim Glühdraht/Glühelektrischen Effekt begrenzt ist, daher kann ich ab einer bestimmten Beschleunigungsspannung Elektronen nur schneller fließen lassen, aber halt nicht MEHR Elektronen pro Zeit fließen lassen (die räumliche Dichte der Elektronen entlang der Beschleunigungsstrecke nimmt ab). Strom und Spannung sind bei hoher Spannung nicht mehr proportional zu einander, also auch kein linearer Zusammenhang mehr. OK, das kann ich nachvollziehen. Danke.
Du denkst hier unnötig kompliziert.
- Durch Glühemission wabern eine statistische Anzahl von Elektronen in der Röhre herum. Punkt. Das sind im Prinzip immer gleich viele.
- Die außen anliegende Spannung ist konstant. Das heißt, ungehindert (ohne Bremsspannung am Gitter) fließt ein gewisser Strom. Auch Punkt.
Durch Anlegen einer Gegenspannung am Gitter kann dieser Strom verringert, aber nicht erhöht werden. Das meinte ich mit "mehr als alle Elektronen können nicht ankommen".
- Die räumliche Dichte der Elektronen nimmt nicht ab, denn es kommen ja aus der Glühkathode immer neue Elektronen nach.
- Es geht lediglich darum, wie viele Elektronen pro Zeit den Weg zur Anode schaffen (also um die Stromstärke).
Anderer Ansatz: Wasserhahn.
Auch, wenn man das Ventil voll aufreißt, fließt irgendwann eine maximale Wassermenge und mehr geht bei diesem Leitungsdruck einfach nicht. Man kann durch das Ventil nur drosseln, nicht vermehren. Also wie bei der Gegenspannung im Gitter.
Oder beim Singen: Wenn Du leise anfangen und dann die Lautstärke "verdoppeln" sollst (was immer das heißen mag), darfst Du nicht zu laut anfangen, sonst schaffst du die Verdopplung nicht mehr.
Wenn sich das verstärkte Signal also komplett in einem Bereich unterhalb des maximal möglichen Stromflusses befindet, kommt es mehr oder weniger "undeformiert" wieder heraus.
Wenn man die Stufe aber überfährt, ist eben ab der maximal möglichen Stromstärke Schluss.
Und dann clippt bzw. verzerrt es eben wie beschrieben.
Viele Grüße
Torsten
)
oder macht das ein Footswitch .....?
