Rekenen aan een Triode buis

[guitaraddict]

Als je inlogt bij ampgarage kun je dit bekijken.

Hoe gebruikers tubecad ervaren:

http://ampgarage.com/forum/viewtopic...f84a79b4316a5f

[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 ?

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

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.