2 July 2012  Vibrato effect measurements.docx  Page 1 

Magnatone vibrato effect assessment using three different varistor types.   

The ‘standard’ Globar 233BNR varistor was compared against a Zenith 63‐5058, and a zener string clone.  

The test jig was a Fender 5E3 clone with Magnatone 213 clone vibrato mid section (HT at 275V rather than 

~320V stock).   

 

Standard Globar varistor 

The Kanthal Globar rod style varistor pair used was purchased from Gary Croteau by Dinko Tomljanovic 

(provided gratis by Dinko – thanks!).  Gary indicates they are 233BNR‐32, with a nominal 110V at 1mA 

rating.  The varistor is 17mm long, 8mm diameter brown rod with silver strip.  The modern part equivalent 

is the Metrosil 100 P/W/921, which Gary has measured at 0.1mA@55V, and 1mA@110V. 

 Zenith 63‐5058 varistor 

The Zenith 63‐5058 is listed as similar to the Workman FS1205.  It is a 16mm long, 5mm diameter blue/cream rod type.  (Also provided gratis by Dinko).  This type is not the recommended replacement part for Magnatone amps – the recommended replacement part is the Workman FS1203, or FS605. 

2 July 2012  Vibrato effect measurements.docx  Page 2 

Zener string clone varistor 

Each clone varistor was made from 37 series connected 3V9 0.5W silicon zener diodes (1N5228B) with a 

shunt 2M2 resistor.  Only the low voltage zeners appear to provide a soft enough knee to emulate a 

suitable power law characteristic in the sub‐1mA range.  The plot below was extrapolated from 

measurements on a few sample zeners, and so is prone to variation. 

  

DC bias comparison 

A quick in‐circuit comparison of DC bias conditions shows some variation from expected for the zener 

clone, but is in general quite similar.  The Zenith varistor has a much higher ‘resistance’. 

DC bias conditions. Amplifier circuit. 274V HT.

No tube;  Varistors in series. 

No tube;  Varistors in series with extra 1M. 

Globar brown/silver strip  32.6V across 43k lower PI leg [103V across varistor at 0.71mA] 

5.8V across 43k lower PI leg [63V across varistor at 0.13mA] 

Zenith 63‐5058  11V across 43k lower PI leg [124V across varistor at 0.26mA] 

3.6V across 43k lower PI leg [91V across varistor at 0.08mA] 

Zener string clone  33.9V across 43k lower PI leg [98V across varistor at 0.79mA] 

4.8V across 43k lower PI leg [76V across varistor at 0.11mA] 

 

Vibrato modulation comparison 

Vibrato modulation results used a 70Hz signal from low‐distortion sine oscillator in to the bright input, with 

level adjusted to normalise the output level between comparisons.  LFO depth set at max and at LFO speed 

at highest frequency (nearly 10Hz).  TrueRTA plot signal taken directly at vibrato section output.  The effect 

of vibrato intensity can be compared by the magnitude of LFO sidebands on the 70Hz input signal.  The 

modulating sidebands have significant harmonic level – which appears to result from the LFO and the 

varistors. 

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

0.01 0.1 1

Comparison of Globar 233BNR‐32 varistor with series zener clone

36 x 3V9 // 1M8

38 x 3V9 // 2M7

Varistor

Y‐axis: Volts

X‐axis: mA

2 July 2012  Vibrato effect measurements.docx  Page 3 

 Standard Globar varistors.  Upper sideband at ‐12dB.  General symmetric fall off of sidebands. 

 Zenith 63‐5058 varistors.  LFO depth reduced from max to match upper sideband at ‐12dB.  General faster 

symmetric fall off of sidebands, but otherwise quite similar. 

 Zener clone varistors.  LFO depth reduced from max to match upper sideband at ‐12dB.  General faster 

symmetric fall off of sidebands, but otherwise quite similar. 

   

2 July 2012  Vibrato effect measurements.docx  Page 4 

 

 Standard Globar varistors.  Amplitude modulation of mixed output level at LFO frequency due to effective 

resistance change of parallel varistors.  1kHz signal. 

 

 Zener clone varistors.  Amplitude modulation of mixed output level at LFO frequency due to effective 

resistance change of parallel varistors – subtly different from standard varistors.  1kHz signal. 

 

Magnatone varistor measurement info 

243VDC supply with a range of test resistors from 220kΩ to 24MΩ.  Meter for V2 with 10MΩ input resistance.  All test resistances and voltages within about 1% tolerance. 

 

 

Varistor 1            Varistor 2 

RT (kΩ)  Iv (mA)  Vv (V)  kohm    RT (kΩ) Iv (mA)  Vv (V)  kohm 

24000  0.0104  23.3  2240   24000 0.0103 26.7  2592 

12000  0.0202  30.4  1505   12000 0.02 33.8  1690 

6000  0.0388  39.8  1026   6000 0.0384 43.2  1125 

3410  0.0653  49.7  761   3410 0.0646 53.1  822 

1520  0.1374  62.8  457   1520 0.136 64.9  477 

1015  0.198  70.1  354   1015 0.196 72.1  368 

694  0.277  77.0  278   694 0.2745 79.8  291 

400  0.447  88.8  199   400 0.443 90.4  204 

219  0.742  101.1  136   219 0.737 102.3  139 

 

Cloned varistor:  36 x 3V6 zeners in series.   2M2Ω in parallel with 32x zeners.   220kΩ in parallel with 15x zeners.   47kΩ in parallel with 6x zeners  

RT (kΩ)  Iv (mA)  Vv (V)  kohm 

24000 0.0103 26.7  2592 

12000 0.02 33.8  1690 

6000 0.0385 42.6  1107 

3410 0.0646 53.1  822 

1520 0.136 64.9  477 

1015 0.197 71.1  361 

694 0.276 78.7  285 

400 0.444 90.0  203 

219 0.747 100.0  134 

 

Varistor voltage vs current (V,mA)

100 0

110.0

Clone = 36x 3V6 in series: 2M2@32; 220k@15; 47k@6 shunt resistors

80.0

90.0

100.0

60.0

70.0

80.0

old varistor measurement

clone 1

40.0

50.0

Varistor 1

Varistor 2

20.0

30.0

10.0

0.0100 0.1000 1.0000

7/06/2014 http://dalmura.com.au/projects/amplifier.php