Niks zo goed als een vettige fuzz op je pedalboard!!!
Dit ideetje – een fuzz van fet’s – is een potpourri van bedenkingen sinds ik aan / met gitaareffecten knutsel. Waarom een Fuzz per sé met germanium of silicone transitoren? Is het niet mogelijk om fet’s te gebruiken. Wat maakt een fuzz klinken als een fuzz? Kan dat ook met fets verkregen worden?
Jack Orman geeft een goeie uitleg over de Fuzz Face. Hij beschrijft een gelijkenis met de op-amp inverteerversterker. De 100 kOhm weerstand tussen basis transistor 1 en emiter transistor 2 kan gezien worden als de feedback-weerstand (Rf) tussen de input en de uitput van een op-amp. Bij een inverteerversterking is er ook een serieweerstand aan de input (Ri); de onderlinge verhouding tussen serieweerstand en feedbackweerstand bepalen de signaalversterking.
Een Fuzz Face heeft niet echt een serieweerstand aan de ingang; er is enkel de ingangscondensator van 2.2µF. Was het een op-amp, dan had je de maximale op-amp gain. Een Fuzz Face gelijkt dus op een inverteerversterker, maar zonder ingangsweerstand Ri. Hierdoor ziet de Fuzz aan de ingang de pick-ups van de gitaar, en die zijn niet anders dan inductoren: draadspoelen op magneten.
Naast Jack Orman is er ook het artikel op Electrosmash – Analysis of a fuzz face. Er wordt berekend dat de ingangsimpedantie van de Fuzz Face ongeveer 8 kOhm is. Dat is bijzonder laag. Een single coil pick-up heeft ongeveer een zelfde DC-weerstand; humbuckers het dubbele (want 2 single coils). Er is de vuistregel bij signaaloverdracht om de ingangsimpedantie minstens 10 keer zo hoog als de impedantie van de bron te houden. Een single coil en een Fuzz Face hebben elk ongeveer dezelfde impedantie, wat indruist tegen die stelregel.
Ik heb er ook nog R.G. Keen’s kijk op een Fuzz Face bij gesleurd. Ook daar wordt de Fuzz uitgebreid gefileerd. Ik neem er vooral de assymetrische clipping vanwege de germaniumtransistoren. Een germaniumtransistor heeft een voorwaartse basis-emitor-spanning (Vbe) van 0.3 volt. De emiter van transistor 1 hangt aan 0 volt of massa; de basis zweeft dus op 0.3 volt. Bij een minimale neerwaartse signaalbeweging raakt transistor 1, en dus het signaal, steeds meer afgesneden. Bij opwaartse beweging is er maximale versterking van het signaal. Dit zorgt voor een natuurlijke en intrinsieke vervorming van een signaal, waartegen veel andere signaalversterkingscircuits net de bedoeling hebben om een signaal zo onvervormd mogelijk te versterken.
De puzzel samen gelegd.
Voor m’n experiment heb ik een 2n5457 n-fet, en een BS170 mosfet genomen voor de respectievelijke transistoren Q1 en Q2. De gate van Q2 wordt direct (DC-) gekoppeld met de drain van Q1. Om de mosfet aan de praat te krijgen, neem ik op de gate de helft van de voedingsspanning (4.5 volt bij een voeding van 9 volt). Om de assymetrische clipping na te bootsen, neem ik als Vgs voor de fet -0.3 volt.
Mijn fet heeft een Vp (afknijpspanning) van -1.2 volt en een Idss (maximale geleiding) van 2 mA. Als ik die cijfers ingeef in de fet-calculator, kom ik aan een source-weerstand van 470 Ohm, en een drainweerstand van 5.6 kOhm. Om de lage ingangsimpedantie van een Fuzz Face te imiteren, neem ik voor Q1 een weerstand van 10 kOhm tussen gate en 0 volt. Volledigheidshalve voorzie ik de fet van een ingangscondensator van 2.2 µF.
Voor Q2 neem ik als source-weerstand een lineaire 5kOhm potentiometer (Drive); voor de drainweerstand een 5.6 kOhm weerstand. Aan de wiper van de Drive hangt de 22 µF condensator die heen en terug parallel over de potentiometer kan schijven.
Het resultaat.
Het resultaat is zoals wel te verwachten was. Een vette fuzz, die juist vanwege de mosfet niet ‘verzuipt’ in de gain en wolligheid. Er is een zekere transparantie en dynamiek die doorklinkt, die je bij silicone-transistoren niet hebt. Wil je een stevige Fuzz, die je geen arm en een been kost aan germaniumtransistoren, en niet ‘plakkerig’ klinkt vanwege silicone-transistoren… dan kan een Fet Fuzz wel es het antwoord zijn.
Om de invloed van de ingangsimpedantie verder te testen, heb ik in serie met de 10 kOhm ingangsweerstand en de gate van Q1 een lineaire potentiometer van 500 kOhm gezet. En effectief… bij hoger worden van de ingangsimpedantie, verdwijnt het ‘doom’-geluid uit de fuzz en komt de treble te voorschijn. De Fuzz vervelt naar eerder een distortion, met serieus wat output.