Rekenen aan een Triode buis

[nico verduin]

Nu steeds meer leden eigen ontwerpen maken heb ik hier even in een aantal stappen proberen uit te leggen hoe te rekenen met de instellingen van een triode. Ik maak hierbij gebruik van de curves van een moderne 12AX7. Maar in feite kun je dit toepassen op elke triode waavan je de hand kan leggen op curve grafieken.

Uitgangspunten:
Voedingspanning Vb=300V
Ra (anode weerstand) = 100 Kohm
Rk (kathode weerstand) = nog te bepalen

basis schema:
http://www.verelec.com/tijdelijk/images/basis schema.JPG

figuur 1: standaard 12AX7 curves
http://www.verelec.com/tijdelijk/images/12ax7 curves.JPG

De grafiek geeft aan wat de stroom is (verticale as) bij een spanning op de anode (horizontale as) bij een bepaald negatieve roosterspanning (Ug).

Stap 1: teken de loadlijn op de grafiek
De loadlijn is een rechte lijn die een functie aangeeft van de spanning op de Anode die weer in serie staat met de Anode weerstand (Ra) op de hoogspanning. M.a.w. Als er 0 mA stroom loopt, dan staat er dus 300V op de Anode. Immers er loopt geen stroom door de weerstand. Ura = R*I = 100.000*0 = 0. Ua - Ura = 300V - 0V = 300V.

Als de volledige hoogspanning over de weerstand valt, dan is Ua=0V. En dit gebeurt in dit geval bij 3mA. Immers 300V / 100.000 ohm = 0.003A = 3mA.
Deze functie kun je als een rechte lijn op de grafiek zetten zoals in figuur 2.

Figuur 2: Loadlijn van 100k
http://www.verelec.com/tijdelijk/images/12ax7 curves 1.JPG

Stap 2: Bepaal het bias instel punt
Om de kathode van een triode zit een klein raster van fijn draad dat negatief geladen moet zijn tov. de kathode. Dit om dat door de hitte de electronen los komen van de kathode en worden aangetrokken door de zeer positieve anode. De curves op de grafiek geven de negatiev spanning aan tov. de kathode. In de grafie zie je dat als het roster een spanning krijgt van -4V dat dan de stroom 0mA is. Of bij 160V anode spanning en een roosterspanning van -1V loopt er een stroom van 1.4mA.

Verder als je in de buurt van de rode lijn en de curves kijkt zie je dat de onderlinge afstanden niet altijd even gelijk zijn. Op het moment dat de afstanden ongelijk zijn, krijg je vervorming. Waarom komt later.

Maar het is gebruikelijk om een gebied te zoeken waar de afstanden gelijk zijn. Het ingangssignaal dat wordt opgeteld bij het stuurrooster loopt langs de rode lijn tov. het BIAS (B) punt dat we nu gaan bepalen.

In figuur 3 heb ik punt B zo gekozen dat dat ik in een zgn. redelijk lineair gebied zit. Dit punt kun je in feite arbitrair kiezen. In dit voorbeeld wil ik een negatieve roosterspanning hebben van -1V. Hoe bereik je nu die -1V tov de kathode. Gewoon door de kathode positief te maken. En dat bereik je door een kathodeweerstand te nemen waar stroom doorloopt. In de grafiek loopt er door de schakeling volgens de grafiek 1.4mA. De kathode weerstand staat tussen de kathode en GND. Dus loopt er ook 1.4mA door deze weerstand. Het rooster zit met een hoogohmige weerstand aan GND. Daar loopt practisch geen stroom door, dus het Rooster hangt zelf in feite aan GND. Dus als er een stroom door de kathode weerstand loopt, staat de kathode straks op X-volt. Het rooster is 0V (=GND). Dus is het rooster negatief tov. de x-volt.

Ik had gesteld dat we willen instellen op -1V dus heb ik een weerstand nodig van 1V / 1.4mA = ongeveer 715 ohm.

Tevens kan ik nu berekenen dat bij een stroom van 1.4mA er 140V valt over de weerstand van 100K. We hadden 300V beschikbaar, dus blijft er nog 160V over op de Anode.

In de grafiek zit dit er zo uit.

Figuur 3: Bias Punt bepalen
http://www.verelec.com/tijdelijk/images/12ax7 curves 2.JPG

Stap 3: We voegen signaal toe
Stel we gaan nu een signaal toevoegen van 1V pp (peak-2-peak). Als we dit signaal op een grafiek zouden zetten, dan betekent dit dat het signaal beweegt tussen -0.5V en 0.5V. Dit signaal tellen we op bij de negatieve roosterspanning van -1V. Het rooster gaat zich nu bewegen tussen -1.5 (-1 + -0.5)V en 0.5 (-1 + 0.5)V. Ik heb dit getekend op de grafiek in figuur 4 (zie groene lijnen). Deze punten kunnen we ook uitzetten op de stroom as en de spannings as.

Op de stroom as zie dat bij -1.5V, er ongeveer 1.1mA stroom loopt en bij -0.5V er ongeveer 1.8mA loopt. In feite kun je nu bekenen dat er bij -1.5V, er 100000* 0.0011A = 110V over de Anode weerstand loopt. Blijft er nog 190V over. Bij een spanning van -0.5V loopt er 100000*0.0018A = 180V over de Anode weerstand. Blijft er nog 120V over.

Samengevat: Bij een bias instelling van -1V en een signaal van 1V pp op het rooster, beweegt de Anode tussen de 120V en 190V. Er komt dus een signaalspanning uit van 70V. Interessante in deze is dus dat er nu een berekende versterkingsfaktor is van 70V / 1V = 70. En dus geen 100 zoals we altijd roepen bij een 12AX7. Dat is dus niet zondermeer waar. Maar de instelling waar dat opgaat kun je wel bepalen (ga maar eens spelen met de grafieken).

Figuur 4: Signaal toevoegen
http://www.verelec.com/tijdelijk/images/12ax7 curves 3.JPG

Vervorming
Stel je had nu een instelpunt gekozen op -2.5V. Dan had het signaal bewogen tussen de -3V en -2V. De bias zorgt er dan voor dat er 50V over de Anode weerstand viel en dat het signaal tussen de 220 en 270V beweegt. Echter op het Bias punt zelf (het middelpunt) is de Anode spanning 250V. dus is er een ongelijkheid in versterking tussen de positieve kant van de puls en de negatieve kant (250V - 220V) = 30V en 270V-250V = 20V. Dus terwijl je een gelijk signaal erin gooit, komt er een ongelijk signaal uit. En in dit geval met een fikse vervorming.

Daar ik beperkt ben aan het aantal tekens (10000) ga ik maar over op het volgende onderwerp (Rekenen aan een Triode buis : Cathode Bypass condensator)

[Chris Winsemius]

Is dit dan met of zonder stroomtegenkoppeling*? ;)

* niet capacitief overbrugde kathode-weerstand

[nico verduin]

Een stap tegelijk Chris en graag een constructieve bijdrage.

Het effect van een kathode bypass komt nog. Eerst moet dit kwartje vallen.

[fredjuh]

Ik ben laatst een artikel tegengekomen en toen ik dat gelezen had, zijn er heel veel kwartjes die zo'n beetje net boven de grond zweefden gevallen. echt iets van 30 euro in totaal ofzo echt gaaf.
hier issie:
http://www.freewebs.com/valvewizard1/Common_Gain_Stage.pdf
echt gewoon alles wat ik half snapte, maar niet helemaal wordt feilloos uitgelegd. ik heb trouwens in het afgelopen halfjaar sowieso superveel geleerd over buizentechniek in gitaarversterkers. Ik weet nog wel dat ik dan een buizenversterker had ontworpen, mijn eerste ontwerp was echt grappig gewoon zo fout. over die toekomstige buizenversterker trouwens, ik ben aan t sparen, t ding moet zo'n 300 euro kosten, de eindtrap is van een P1x en de voorversterker die ik ga ontwerpen wordt een kruising tussen een 5E7 Bandmaster en een Jcm 800 met een biasschakelaartje erin waarmee je het geluid dus kunt veranderen. Eigenlijk gewoon een bandmaster, maar dan een mastervolume en dat je de kathodeweerstanden kunt schakelen naar JCM800 stijl. Niet dat ie dan helemaal gaat klinken als een jcm800 hoor :p

[nico verduin]

Goed verhaal en uitgebreid. Dus ik kan weer stoppen:seriousf::seriousf:

[SimonS]

bedankt Nico, erg heldere uitleg! Geen nieuwe dingen, wel even kennis opfrissen. Erg fijn dit in de moerstaal te kunnen lezen.

[cluseau]

Dus ik kan weer stoppen:seriousf::seriousf:


Welnee joh, is juist gezond om onze hersens (indien aanwezig) hierover te breken.
Ik dacht eigenlijk dat er iets zou komen als... "Ua +12v, Uvg +6v Uk +0,5v".
Nog geen tijd gehad om me in daar in te verdiepen, uhhhh....ik bedoel "ik snap zulke instellingen nog niet zo".:roll:
Misschien komt het nog, maar wel interessant he?

mvg
Frans.

[iWishmaster]

Bedankt voor je post. Hoewel ik dit verhaal grotendeels al wist is er toch weer 'een kwartje bij gevallen'.

Eén ding snap ik overigens niet helemaal (heeft niet direct met dit verhaal te maken). Soms zie ik in schema's dat twee triodes aan elkaar gekoppeld zijn, zonder koppelcondensator. Ofwel rechstreeks van de anode van de eerste, naar de grid van de tweede. Onder welke voorwaardes kan ik dit gebruiken en wat zijn voor- en nadelen hiervan? Voordeel is natuurlijk sowieso dat je een (frequentiebepalend) component minder in je signaalpad hebt, maar de nadelen?

[Arvoitus]

Goed verhaal en uitgebreid. Dus ik kan weer stoppen:seriousf::seriousf:
Hartstikke bedankt!

Ik had het bovenstaande pdfje al een keer doorgelezen maar dat drong niet helemaal door me. Maar nu ik jouw stuk lees wordt het een stuk duidelijker.

[erwin_ve]

Hoi Nico,

Heel helder en duidelijk! Hier heb ik wat aan.
Wat mij betreft moet hier een sticky van worden gemaakt met de mededelingen dat je weet hoe de wet van Ohm werkt en dat op de grafiek Ug= U grid= U rooster is.

Gr.Erwin

[bert k]

Ik heb de eerste post van Nico in het Handige tips en links-topic geplaatst.

[master99]

Mooi en duidelijk verhaal Nico.
Er zit nog wel een ienie-mini foutje in ... wie ziet 'm ....
Oké, een hint: in Stap 3

[iWishmaster]

Mooi en duidelijk verhaal Nico.
Er zit nog wel een ienie-mini foutje in ... wie ziet 'm ....
Oké, een hint: in Stap 3

Dat er '110V over de anode loopt', dat had ik ookal gezien inderdaad :) (als je dat bedoelde dan).

[nico verduin]

Ik heb de eerste post van Nico in het Handige tips en links-topic geplaatst.Maar nu kan ik hem niet meer bewerken....

[bert k]

Das waar. Weet je wat, plaats zelf die post nog eens eronder, dan haal ik mijn kopie weg. Dan kan je er net zoveel in grutten als je wilt.

[master99]

Oké dan. in Stap 3, 4e zin staat dat het rooster varieert tussen -1.5V en 0.5V. En dat moet natuurlijk -1.5 en -0.5V zijn.

[nico verduin]

Oké dan. in Stap 3, 4e zin staat dat het rooster varieert tussen -1.5V en 0.5V. En dat moet natuurlijk -1.5 en -0.5V zijn.yep... you are the winner!!!! :cheerup::cheerup:of waren er meer?:dontgeti:

[Chris Winsemius]

Petje af voor je moeite en het duidelijke verhaal.

Wel 1 punt van (goedbedoelde!) kritiek, nav. eigen ervaringen.
Toen ik in de jaren 80 met buizenversterkers begon gooide ik er alle formules en grafieken op los. Op papier klopte het dus maar....
op het moment dat ik 'n gitaar pakte en inplugde was het gewoon niet super. Miste dingen als "organisch", "harmonische kleuring", "juiste feel", etc. Daarna gewoon diverse bestaande amp-schema's bekeken ter inspiratie (topologie wel gelijkblijvend) en daarna (vooral) op gehoor gaan tweaken. Uiteindelijke resultaat was veel beter maar bij naberekingen "klopte het niet meer".....

Op gehoor tweaken kost heel veel tijd. Soms verander je 1 punt om 'n bepaald iets te verbeteren maar daarna moet je weer 'n ander punt tweaken om het totaal goed te houden/krijgen. In contacten met andere amp-modders/bouwers heb ik ook weleens gevraagd of die mensen formules/etc. gebruikten, meest gehoorde antwoord was: "Benchtime is all that matters" (vrij vertaald: gewoon veel proberen ;) ).

Nogmaals: goeie uitleg v/d theorie maar (imho) meer van toepassing op hifi- en/of pa-versterking dan klankmakers als elektrische gitaarversterkers.

Vraagje: hoe doe jij dat mbt. tot modden/bouwen? Puur theorie of ook nog testen/tweaken/testen?

[Dirk_Hendrik]

Ik snap even een ding niet.

We zijn begonnen met een kathodeweerstand van 1k. Als ik me niet verlezen heb (dat kan heel goed, ik had gisteren ook 39 fout in het groot dictee (en dat was gelukkig het NL gemiddelde)) hebben we daar niets mee gedaan tot we hem berekenen op een waarde van 715 ohm.

Was het dan niet gemakkelijker geweest om die waarde ongedefinieerd te laten tot hij berekend werd?

[toneblo]

Op gehoor tweaken


....da's toch een kwestie van smaak?


Ik snap je wel, echter, klein voorbeeld: mijn smaak is niet die van een ander... naar aan zekerheid grenzende waarschijnlijkheid.
Daar ontstaat dus een grijs gebied over wat een ander prettig vindt en wat ik denk te menen... toch?

Technisch gezien, komt wat je stelt, wel overeen met het zelf uitproberen van verschillende snaren, pedalen en/of types amps.
En dat zou dan eens in boekvorm moeten verschijnen, kunnen we dat weerleggen aan de theorie die "de persoonlijke smaak " niet mee rekent.
Volgens mij kunnen dan alle grote namen inpakken en bestaan er straks alleen nog maar home brewed amps!



Smaken verschillen...
...zakjes Venco ook.:satisfie:

[guitaraddict]

"Veel uitproberen is waar het om draait"

Dat ben ik helemaal met Chris eens, helaas heb ik niet zo veel tijd als hij maar ben al wel sinds 1975 met amps bezig en ken Chris van "Ampage" wat in de hoogtijdagen een geweldige site was.

Ik heb een aantal amps van scratch af gebouwd en gerepareerd en heb een paar projecten op de plank liggen maar ook ik ga liever experimenteren met andere componenten en aanpassen van layouts e.d om een echt goed resultaat te krijgen.

Voor beginners is dit echter geweldige informatie, Nico en voor het eerst in het Nederlands. De site van "Valvewizard" is ook grandioos als je veel technische info wilt maar dan in het engels.

Maar heren , als jullie ook wat meer zouden willen vertellen over de componenten die je gebruikt, zou dat een zeer goede aanvulling zijn.

Persoonlijk ben ik erg voor het gebruikt van oude onderdelen omdat de kwaliteit van modern spul vaak te wensen overlaat ( klankmatig dan !!).

mvg, Alf

[Chris Winsemius]

....da's toch een kwestie van smaak?


Ik snap je wel, echter, klein voorbeeld: mijn smaak is niet die van een ander... naar aan zekerheid grenzende waarschijnlijkheid.
Daar ontstaat dus een grijs gebied over wat een ander prettig vindt en wat ik denk te menen... toch?

Technisch gezien, komt wat je stelt, wel overeen met het zelf uitproberen van verschillende snaren, pedalen en/of types amps.
En dat zou dan eens in boekvorm moeten verschijnen, kunnen we dat weerleggen aan de theorie die "de persoonlijke smaak " niet mee rekent.
Volgens mij kunnen dan alle grote namen inpakken en bestaan er straks alleen nog maar home brewed amps!



Smaken verschillen...
...zakjes Venco ook.:satisfie:

Ik had niet zo zeer over het verschil tussen "ok" en "waanzinnig" maar over het verschil tussen "ruk" en "redelijk".
Als je de theorie los laat op praktische alle gitaarversterkers, zelfs de jaren 50/60 ontwerpen dan zul je ook zien dat die theorie maar tot 'n bepaalde hoogte terug te vinden is in (bijvoorbeeld) bias-instellingen v/d pre-amp-buizen.

Plug voor de lol eens in op 'n hifi- of pa-amp...

[Chris Winsemius]

"Veel uitproberen is waar het om draait"

Dat ben ik helemaal met Chris eens, helaas heb ik niet zo veel tijd als hij maar ben al wel sinds 1975 met amps bezig en ken Chris van "Ampage" wat in de hoogtijdagen een geweldige site was.

Ik heb een aantal amps van scratch af gebouwd en gerepareerd en heb een paar projecten op de plank liggen maar ook ik ga liever experimenteren met andere componenten en aanpassen van layouts e.d om een echt goed resultaat te krijgen.

Voor beginners is dit echter geweldige informatie, Nico en voor het eerst in het Nederlands. De site van "Valvewizard" is ook grandioos als je veel technische info wilt maar dan in het engels.

Maar heren , als jullie ook wat meer zouden willen vertellen over de componenten die je gebruikt, zou dat een zeer goede aanvulling zijn.

Persoonlijk ben ik erg voor het gebruikt van oude onderdelen omdat de kwaliteit van modern spul vaak te wensen overlaat ( klankmatig dan !!).

mvg, Alf

Hoi Alf

De basis (imho) zijn circuit-waardes. Bij bestaande/vintage circuits is het zoeken van de "juiste" parts zeer belangrijk maar ook bij andere ontwerpen is de keuze van merk/type/soort onderdelen ook van belang.

Mijn punt (wat dit betreft): circuit moet gewoon goed zijn, als dat niet zo is dan maken componenten en in (veel kleinere) mate layout minder uit (hi gain nagelaten dan ;) ).

mVg!

Chris

[aad]

Ja Nico

Ga door, een extra mooie uitleg kan geen kwaad. Het is helder zo!

[nico verduin]

Weet niet precies wat de kritiek in deze was. Dit is gewoon een stukje theorie hoe te rekenen aan een buis. Heeft helemaal niets te maken met modden/tweaken of wat dan ook. Dus ik snap je opmerking niet in deze. Je hebt meerdere malen aangegeven dat je de theorie niet de manier vind om een ontwerp te maken. Dat is je goed recht.

Echter sommige mensen willen graag een eigen ontwerp maken. Sommigen gaan een stap verder en gebruiken dit onderwerp als examenstuk. En ik vrees dat in het moderne onderwijs zij ook nog moeten onderbouwen waarom dingen werken zoals ze werken. En ik betwijfel dat ze er mee wegkomen met de opmerking "Ik heb begrepen dat de specialisten nooit met de theorie werken. Dus ik heb het ook maar niet gedaan". En dus zullen ze moeten werken met theorie, formules en berekeningen etc. En anders kunnen ze thuisblijven... dus gezakt.

Dus ik stel voor om dit onderwerp on topic te houden en te beperken tot het rekenen aan een buis. Het wordt anders zo verwarrend voor hen die wel ge-interesseerd zijn in theorie.

Je zou natuurlijk een eigen onderwerp kunnen beginnen over het modden/ontwerpen van amps op basis van ervaringen?

[master99]

Wanneer ga je verder met het volgende deel, Nico? Ik kijk er al naar uit. Ik ben heel wat technische artikelen gewend, maar dit op deze manier in het Nederlands lezen is een verademing. Klasse! (a of a/b ??) Misschien kun je inderdaad verder met wat er precies gebeurt als de kathodeweerstand (deels of geheel) wordt overbrugt. Eventueel het hoog-af filter met de volgende trap er in betrekken. Wat doen de capaciteiten tussen het rooster en anode en rooster en kathode .. etc. etc.

Verras ons Nico .. verras ons met wat beters dan de kerstpakketten die weer in huis zijn gekomen .. :p :p

[nico verduin]

Denk dat ik zondag weer verder ga. Komende dagen nog druk met sociaal wenselijk gedrag .... huwelijksdag en zo....

[Dirk_Hendrik]

M'n vraag over die kathodeweerstand blijft.

[nico verduin]

Ik snap even een ding niet.

We zijn begonnen met een kathodeweerstand van 1k. Als ik me niet verlezen heb (dat kan heel goed, ik had gisteren ook 39 fout in het groot dictee (en dat was gelukkig het NL gemiddelde)) hebben we daar niets mee gedaan tot we hem berekenen op een waarde van 715 ohm.

Was het dan niet gemakkelijker geweest om die waarde ongedefinieerd te laten tot hij berekend werd?
Dirk Hendrik. Je hebt volkomen gelijk. Is inderdaad verwarrend. Zal hem aanpassen.

[matto]

Als je weet hoe iets werkt dan kun je het ook repareren, dat gaat op voor CV ketels, kopieermachines en dus ook voor gitaar versterkers.
Je kan modden wat je wilt maar uiteindelijk loop je toch tegen bepaalde natuurkundige wetten aan.
Tweaken is zeker een prima manier om je versterker te laten klinken zoals je wilt maar dat kan niet zonder tenminste enige basiskennis van elektrotechniek.
De wet van Ohm bijvoorbeeld.
Al eens gedacht aan het uitgeven van een boek Nico?

[Mitch]

Parallel hieraan hadden we vandaag de eerste bespreking met de stagiar na vier weken rondhobbelen op ons werk. Hij loopt stage bij mij en een ander en wij hebben beide een knap afwijkende manier van werken van de basis-opleiding. Hij merkt nu aan alle kanten dat die basis-opleiding zeer beperkt is en in de praktijk maar heeeeel matig toepasbaar is en slechts een minimaal stukje is van alle kennis die je nodig hebt om je werk écht goed te kunnen doen. Maar..... zonder basiskennis had -ie er helemaal de ballen van gesnapt en was het niet meer geweest dan een maatschappelijke snuffelstage die de gemiddelde vmbo'er tegenwoordig moet doen.
Lekker doorgaan met basiskennis neerleggen dus, helemaal niks mis mee.

[nico verduin]

Als je weet hoe iets werkt dan kun je het ook repareren, dat gaat op voor CV ketels, kopieermachines en dus ook voor gitaar versterkers.
Je kan modden wat je wilt maar uiteindelijk loop je toch tegen bepaalde natuurkundige wetten aan.
Tweaken is zeker een prima manier om je versterker te laten klinken zoals je wilt maar dat kan niet zonder tenminste enige basiskennis van elektrotechniek.
De wet van Ohm bijvoorbeeld.
Al eens gedacht aan het uitgeven van een boek Nico?Er is al een uitstekend nederlands boek.

[Franc]

Thanks Nico, erg duidelijk verhaal.

Heb dit ooit eens in een Zur Linde boek zien staan, maar zoals die man het uitlegt, haak je erg snel af :dontgeti:

Leuk om te lezen dit!

Basiskennis is gewoon goed om te hebben en zeker in buizentechniek.
Mensen met echte basiskennis, dat wordt toch langzaam een uitstervend ras, dus "pass the knowledgde".

[bert k]

Je komt ze nog wel tegen op braderieën en jaarmarkten, naast de klompenmaker en de mandenvlechter.

[guitaraddict]

Heb dit ooit eens in een Zur Linde boek zien staan, maar zoals die man het uitlegt, haak je erg snel af

Dat ben ik niet helemaal met je eens Franc , ook zijn boeken waren een zeer welkome bron van info voor mij dan .

Alleen de duitse terminologie daar moet je even aan wennen.


Alf

[Negative K3 fan]

Berekenen en loadlines tekenen is erg leuk, logisch ook, maar zelf nog nooit echt uitgevoerd.

Waar ik zelf meer waarde aan hecht bij gitaaramps is meer de invloed van verschillende waardes op verschillende punten in het circuit. In de trant van, een hogere waarde koppelcondensator na de eerste gain stage voegt laag toe, maar een grotere kathode bypass condensator ook, wat is de balans en wat het klankmatige verschil etcetera etcetera. Dat zijn vooral de punten bij het tweaken van een overstuurd preampje.

Misschien een idee voor een leuk volgend lesje.

[nico verduin]

Iets voor Chris? Daar komt de component keuze meer naar voren en waarom.

[Chris Winsemius]

Iets voor Chris? Daar komt de component keuze meer naar voren en waarom.

Dit gaat volgens mij over componentwaardes, ben nu weleens benieuwd of daar formules en/of grafieken voor zijn mbt. guitarsounds.....

@Lennart:
gewoon proberen en proberen, ik ga geen waardes posten omdat die sterk per circuit/amp/gebruiker verschillen. Zowel de kathode-bypass-cap als de waarde van de kathode=weerstand hebben invloed op de gain, karakter v/d oversturing en de laag en hoog weergave.

[Chris Winsemius]

Je komt ze nog wel tegen op braderieën en jaarmarkten, naast de klompenmaker en de mandenvlechter.

:seriousf:

Basiskennis hier: iets vaags tussen kleuterschool en tegenwoordig in voor mij. ;)

't Is leuk, handig, etc. maar ik ervaarde het "loslaten" van luisteren met de ogen" (afgaan op formules, hypes op internet, etc.) als zeer bevrijdend. Die basiskennis gebruik ik natuurlijk nog steeds (puur voor de maximalen bijvoorbeeld) maar het gros van m'n mod/ontwerp-werk is gewoon tweaken, tweaken en tweaken. Hoewel er duizenden schema's en wat truuks op internet staan zijn de echt toffe dingen toch niet te vinden (of je moet leuke contacten hebben ;) ), gewoon zelf met je gitaren, bandleden, etc. testen en beoordelen. Je kan ook vaak op dingen uitkomen die nog niet eerder gedaan zijn. Natuurlijk vind je het wiel weleens voor de 2e keer uit maar da's part of the game.

[Yves Pexsters / TAS]

Voor de gedreven hobbyist die er een klein investerinkje van 39.00 dollar voor over heeft is er de TUBECAD software van Glassware. Het is een design programma voor triode versterkingstrappen. De grafische afleiding die Nico uitlegt wordt erin gevisualiseerd. Een database met curves van de meest gebruikelijke buizen zit er in. Het doet ook simulatie met scoopbeelden en het stelt correcties voor waar nodig. Naast geaarde katode schakelingen berekent het nog een hoop andere circuits (o.m. katodevolger, fasedraaier…)
Voor wie regelmatig met curves werkt is het practisch, het maakt de lat en de rekenmachine overbodig.

Respect voor het initiatief van Nico overigens. Het maken/tunen van een versterker blijft uiteraard steeds een beetje zoals soep maken maar toch leidt een zekere theoretische achtergrond heel vaak tot inzicht en begrip van dingen die door tweak’en empirisch zijn vastgesteld. De feeling factor blijft natuurlijk, die krijg je door er veel mee bezig te zijn, dat maakt het ook zo'n leuke hobby of job !

De link naar glassware :
http://www.glass-ware.com/tubecad/

[guitaraddict]

Als je inlogt bij ampgarage kun je dit bekijken.

Hoe gebruikers tubecad ervaren:

http://ampgarage.com/forum/viewtopic.php?t=7252&sid=9fb6c5e712c53ba6a9f84a79b4316a5f

[Dirk_Hendrik]

Dat ben ik niet helemaal met je eens Franc , ook zijn boeken waren een zeer welkome bron van info voor mij dan .



Jawohl,
Aber von der hak op der tack ohne das beginn...

Ik heb die boeken ergens rond '90 gekocht en kon er werkelijk geen spreekwoordelijke fluit mee..

[Meikel]

Dit is een verdomd mooi topic! Lof voor nico verduin _0_!

Vorig schooljaar hebben we op school een gitaar versterker ontworpen, puur uit interesse wilde ik er toen een buis in verwerken. Een leraar heeft me het dimensioneren van een buis toen op een zelfde manier uitgelegd als hierin staat beschreven.

Gezien een pagina op het internet makkelijker te raadplegen is al een leraar op school die je hooguit 2x in de week ziet staat deze nu gebookmarked :-).

[guitaraddict]

Ik heb die boeken ergens rond '90 gekocht en kon er werkelijk geen spreekwoordelijke fluit mee..

Kende je misschien geen duits ? :D

Ze blonken niet direct uit door de systematiek van het verhaal maar aangezien het internet er ( voor mij ) nog niet was had ik er wel iets aan.

Later heb ik nog een aantal boeken van Kevin O'Connor gekocht, ook zo'n omstreden figuur, en ook die boeken waren de moeite waard alhoewel ik het lang niet altijd eens ben met zijn inzichten of klankvoorkeuren.

Maar door het internet is toch een vloed van informatie beschikbaar gekomen waar je ook zelf in moet schiften, er wordt ook een hoop onzin beweerd.

Dus zelf experimenteren en uitttesten, nadat je de basis kent, vind ik persooonlijk de beste weg.

Alf

[nico verduin]

Het addertje onder het gras
Hadden we net het Bias punt berekend voor een triode en gaan we de opstelling meten of het ook echt zo is, blijkt dat het afwijkt dan berekend zodra er signaal wordt toegevoegd. Hoe komt dat? Als er stroom loopt door de kathode weerstand, valt er een spanning over deze weerstand. Statisch (theoretisch) hadden we bepaald dat deze weerstand 715 ohm moest zijn in dit voorbeeld. De stroom was zonder signaal 1.4mA en valt er 1V over de kathode weerstand.

Echter zodra we een signaal toevoegden van 1Vpp, zien we uit de grafiek dat de anodestroom varieert tussen de 1.1mA en 1.8mA. Deze stroom loopt ook door de kathode weerstand. De spanning over deze weerstand gaat dus varieren tussen de 715 * 0.0011A = ongeveer 0.8V en 715 * 0.0018A = ongeveer 1.3V. Dus de Bias instelling beweegt in tegengestelde richting mee met het signaal dat we toegevoegd hebben. Dus:
- bij positieve puls + Bias -> stijgt de stroom -> stijgt de spanning over de kathode weerstaand -> wordt de bias negatiever -> gaat er minder stroom lopen
- bij negatieve puls + Bias -> daalt de stroom -> daalt de spanning over de kathode weerstaand -> wordt de bias positiever -> gaat er meer stroom lopen

Dit geeft dus een dempend effect op de totale versterking. We willen dus eigenlijk dat de bias punt stabiel blijft. Dit kunnen we o.a. bereiken met behulp van de

Cathode bypass condensator

Een condensator laat AC spanningen door en blokkeert DC spanningen. Dit is waarom er vaak een condensator parallel staat aan de kathode weerstand. Het stukje wisselspanning op de kathode wordt door deze condensator afgevoerd naar GND. Echter niet volledig. Condensatoren hebben een bepaalde tijd nodig om op te laden cq. te ontladen (de zgn. RC tijd constante). Wat er gebeurt met de condensator is het volgende. Als de kathode spanning wil stijgen agv. de positieve deel van de puls, wordt dit tegengehouden door de laadtijd van de condensator (die wordt eerst opgeladen). Omgekeerd, bij de negatieve puls, als de spanning wil dalen, wordt dit deels gecompenseert door de condensator die (zolang het kan) de spanning blijft aanvullen.

Dit verklaart waarom een grotere condensatorwaarde beter de lagere freqenties versterkt (bijv. de 25 uF in Fenders) als de kleinere waarden (die meer op het mid gebied zitten o.a. Marshalls met bijv. de 680nF). Immers bij een lagere frequentie duurt de puls langer. En zolang de condensator oplaadt, blijft de spanning op de kathode stabiel. En een grotere condensatorwaarde heeft immers langer (RC tijd) nodig om op te laden.
Hetzelfde geldt voor de ontlading. Een grotere condensator waarde doet er langer over om te ontladen dan een lagere waarde en houdt zo ook de kathode spanning stabiel.

Over het algemeen wordt als vuistregel gesteld dat een condensator 5 x de RC tijd nodig heeft om 100% op te laden. Dus zolang die condensator nog aan het opladen is, blijft de bias instelling stabiel.

de RC tijd bij 680nF = (680 * 10^-9) * 715 = ongeveer 0.5 milliseconde. 5 * RC = 2.5 mSec
de RC tijd bij 25uF = (25 * 10 ^-6) * 715 = ongeveer 18 milliseconden 5 * RC = 89 mSec

Aan de hand van een paar frequenties kunnen we de gevolgen bekijken op de kathode spanning. De oplaadtijd is 1 / frequentie / 2. Delen door twee omdat de helft van het signaal aan opladen wordt besteed en de andere helft aan ontladen.

50 Hz levert een benodigde laadtijd van 1 / 50 / 2 = 10 mSec
500Hz levert een benodigde laadtijd van 1/ 500 / 2 = 1 mSec

De 680nF condensator heeft 2.5mSec nodig om tot 100% (5RC) te laden en daarna is het effe afgelopen. Gevolg is dat na 25% van het puls gedeelte (2.5 / 10) de condensator niet meer meedoet. en gaat de gain dus teruglopen. Idem bij het ontladen (de negatieve puls). Bij 500Hz heeft de 680nF condensator voldoende ruimte om gedurende de gehele positieve helft van de puls te laden en bij de negatieve te ontladen. Dus blijft de Bias stabiel. Per saldo betekent dit dat bij de lage frequenties (= Bas) er een demping optreed (= minder bas). Bij de mid frequenties is de gain 100% van het ingestelde = dus meer mid.

De 25uF condensator heeft 89mSec nodig om op te laden. Ruimschoots om de 50Hz frequentie op een stabiel Bias punt te houden. M.a.w. er is dus 100% van de ingestelde versterking vanaf de lage E snaar. Dus meer bas.

Samengevat komt het erop neer hoe kleiner de waarde van de condensator, hoe hoger in het frequentiegebied de versterking toeneemt.

Zo eerste aanzet voor de kathode bias condensator.

[Meikel]

Nette post nico, nogmaals dank. Je schrijft alleen in het 2e stuk telkens condensator met een k van kondensator.

Zelf ben ik meer bekend (bij Torren en FETs) met het berekenen van een kantelfrequentie (-3dB punt) voor een RC schakeling. Dan bepaal je een frequentie bereik van je schakeling. Ik denk niet dat er veel verschillen zijn in vergelijking met het rekenen via tijd.

fk = 1/(2*PI*R*C)

Owja, misschien een idee om een aparte post te maken met links naar al deze delen. En die post dan een Sticky geven?

[nico verduin]

Nette post nico, nogmaals dank. Je schrijft alleen in het 2e stuk telkens condensator met een k van kondensator.

Zelf ben ik meer bekend (bij Torren en FETs) met het berekenen van een kantelfrequentie (-3dB punt) voor een RC schakeling. Dan bepaal je een frequentie bereik van je schakeling. Ik denk niet dat er veel verschillen zijn in vergelijking met het rekenen via tijd.

fk = 1/(2*PI*R*C)

Owja, misschien een idee om een aparte post te maken met links naar al deze delen. En die post dan een Sticky geven?
Aangepast. Bedankt.
Heb de kantelpunt niet gebruikt, omdat je dan eigenlijk nog niet weet waarom hij stabiel blijft. Maar komt er wel bij. Nu ging het me meer om om uit te leggen wat er gebeurt als die cap erbij komt.

[guitaraddict]

Hier een rekenprogramma in exel om de frequenties te berekenen:


http://http://www.esnips.com/doc/cb16bf4d-c0e6-42ca-afeb-a12478eb2ea3/Common-Cathode-Formulas (http://www.esnips.com/doc/cb16bf4d-c0e6-42ca-afeb-a12478eb2ea3/Common-Cathode-Formulas)

Goed te gebruiken,

Alf

[fredjuh]

daarvoor moet je lid zijn denk ik. hij doet het iig niet. zou je wat anders kunnen regelen?

[Chris Winsemius]

Petje af Nico, je hebt veel bijgeleerd sinds het biasen in '04!

- kathode-weerstand zonder elko of condensator er overheen wordt ook wel stroomtegenkoppeling genoemd en wordt ook in diverse gitaarversterkers gebruikt (2e gainstage '59 tweed Bassman en 70s Marshalls, 2e gainstage 2204s, etc.)
- 25uF is vrij groot en zou eigenlijk alles moeten doen maar er is nog steeds verschil hoor- en voelbaar ivm. 250uF en 320/330uF, leuk expriment iig.
- 680nF versterkt niet alleen het mid extra, het versterkt het mid EN HOOG meer dan de lagere tonen in die gainstage
- andere bypass-cap-waardes die je ook in gitaarversterkers tegenkomt: 15n, 47n, 1u, 2u2, 4u7, 10u, etc.

[guitaraddict]

Doet hij het nu ?

[fredjuh]

jup! ik heb m

[Epic]

....Verhaal....

Dit is erg leerzaam!

Ik heb het even nagekeken op mijn versterker: Blues Deluxe™ (http://www.fender.com/support/amp_schematics/pdfs/Blues_Deluxe_Schematic.pdf) en zie dat ze 22uf gebruiken bij V1A en V2A (na toonregeling) bij V1B zit er geen condensator. Bij de Hot Rod Deluxe™ (http://www.fender.com/support/amp_schematics/pdfs/Hot_Rod_Deluxe_Schematic.pdf) gebruiken ze 47uf bij V1A, .068uf bij V1B en 1uf bij V2A. Bij deze laatste 2 zit er een 100K weerstand in serie, wat is hier de functie van ?

Zijn dit nu de toonaangevende verschillen tussen HotRod deluxe en Blues deluxe ?

[Chris Winsemius]

Dit is erg leerzaam!

Ik heb het even nagekeken op mijn versterker: Blues Deluxe™ (http://www.fender.com/support/amp_schematics/pdfs/Blues_Deluxe_Schematic.pdf) en zie dat ze 22uf gebruiken bij V1A en V2A (na toonregeling) bij V1B zit er geen condensator. Bij de Hot Rod Deluxe™ (http://www.fender.com/support/amp_schematics/pdfs/Hot_Rod_Deluxe_Schematic.pdf) gebruiken ze 47uf bij V1A, .068uf bij V1B en 1uf bij V2A. Bij deze laatste 2 zit er een 100K weerstand in serie, wat is hier de functie van ?

Zijn dit nu de toonaangevende verschillen tussen HotRod deluxe en Blues deluxe ?

Dit zijn oa. de verschillen, de trafo's en voedingsspanningen verschillen ook en de grootte v/d kasten en de specifieke speaker-configuraties hebben ook (veel) invloed.

[nico verduin]

Bij deze laatste 2 zit er een 100K weerstand in serie, wat is hier de functie van ?

Verlagen van het signaal naar de volgende trap.

[vidar]

Echt ontzettend interessant dit Nico, bedankt voor deze zeer nuttige en interessante bijdrage aan het forum! Ik kijk uit naar meer :)