Op 31 maart 2023 18:53:27 schreef Markkyboy:
Als iemand mij wilt helpen: mijn voorkeur gaat uit naar vuistregels. [...]
Het hoeft niet perfect te zijn. Als ik maar een richtlijn heb.
Het is heel gemakkelijk met vuistregels een tor in te stellen.
Het onderstaande verhaal ziet er misschien lang uit, maar begin bij het begin en haast je niet, dan valt het alles mee.
We nemen voor het gemak (vuistregels!) aan:
- De stroomversterking van de tor is altijd heel hoog. Daaruit volgt dan ook:
- De basisstroom is altijd zo goed als nul
- De collector- en emitterstromen zijn altijd zo goed als gelijk aan elkaar
- De basis-emitter(gelijk)spanning is altijd precies 0,6 V.
We gaan uit van het 'vier weerstanden schema': de basis wordt ingesteld met een spanningsdeler van twee weerstanden, en in emitter en collector zit elk ook een weerstand. Daarmee is de instelling heel gemakkelijk en blijft hij heel stabiel.
Eerst moeten we een voedingsspanning kiezen. Stel, die nemen we 12 V.
Nu kiezen we een instelstroom (collectorgelijkstroom). Niet die 500 mA! Dat is de maximumstroom. Die hebben we niet nodig.
We nemen hier eens 1 mA.
Nu kiezen we de emitterspanning. Hoe hoger, hoe stabieler de schakeling ingesteld wordt, maar er moet ook 'ruimte' overblijven voor de collectorspanning. We nemen 2 V. Iets minder kan ook, maar 2 V rekent makkelijk.
Omdat de emitterstroom 1 mA is (gelijk aan de collectorstroom), weten we nu de emitterweerstand: 2 kΩ.
Verder weten we nu de basis(instel)spanning: 2,6 V.
Die 2,6 V maken we met een spanningsdeler. We kiezen de stroom in die spanningsdeler 1/10 van de emitterstroom: 0,1 mA.
De onderste weerstand is dus vanzelf 2,6/0,1 = 26 kΩ. Over de bovenste valt de rest van de 12 V, dus 9,4 V; die wordt dus 94 kΩ.
Nu de collector(instel)spanning. Op de emitter staat 2 V, maar als we straks gaan aansturen, gaat die spanning ook wisselen. Zeg dat we die alle ruimte gaan geven, dat hij dus tussen 0 en 4 V kan variëren. Dan blijft er voor de collector een ruimte van 12 tot (een haartje meer dan) 4 V over. We zetten de collector voor het gemak halverwege, dus op 8 V.
Over de collectorweerstand moet dus 4 V vallen; omdat er 1 mA door loopt, moet hij dus 4 kΩ zijn.
Nu is de tor helemaal ingesteld. Als we nu via een condensator een signaal aanbieden op de basis, kunnen we het versterkte signaal van de collector ook weer via een condensator afnemen.
Maar de versterking is de verhouding van collector- en emitterweerstand, dus hier zou dat 4k/2k = 2 zijn. Dat is niet zo hoog!
Stel, we willen een versterking van 10.
Dan zou de emitterweerstand eigenlijk 400 Ω moeten zijn. Moeten we nu overnieuw beginnen?
Nee, we zetten parallel over de emitterweerstand nóg een weerstand, maar dan met een condensator ermee in serie. Zodoende verlagen we de totale weerstand alleen voor wisselstroom (dus voor het signaal), maar blijft de oude waarde van 2 kΩ gelden voor gelijkstroom (de instelling).
Om 400 ohm te krijgen als je er al 2000 hebt, moet je er 500 Ω aan parallel zetten, plus die condensator dus.
Nu hebben we dit gemaakt (V3 en F1 stellen natuurlijk de transistor voor):
Nu moeten we nog twee dingen doen. Ten eerste, de onderdelen vervangen door 'echte'. De transistor wordt een BC337, en voor de weerstanden nemen we de dichtstbij liggende standaardwaarden uit de E-reeks. Dat komt niet zo nauw!
Ten tweede: we moeten de condensatoren nog uitrekenen.
C1 moet bij de laagste frequentie nog groot genoeg zijn t.o.v. de ingangsweerstand van de spanningsdeler (20k ongeveer) en de transistor; ik rond het samen af op 10 kΩ. (R1, R2 en de tor staan voor het ingangssignaal immers allemaal parallel). Voor een 'kantelpunt' van 15 Hz kom je dan op 1/(2pi x 15 x 10k) = 1 µF.
C2 moet groot genoeg zijn t.o.v. de weerstand van de volgende trap, hier voorgesteld door R6, die ik ook maar even 10 kΩ neem, zodat C2 ook 1 µF wordt.
En C3 moet groot genoeg zijn t.o.v. die 500 ohm. Dat is duidelijk de laagste weerstand, en C3 wordt dus de grootste condensator van de drie: 22 µF.
Nu hebben we dit schema gemaakt (let niet op de andere onderdelennummering):
Simetrix
Je ziet dat de instelspanningen en -stroom wel iets afwijken, maar daarvoor waren het ook vuistregels.
En dit is de versterking:
De rode lijn is wat de ontwerpboekjes laten zien. En inderdaad; het is nét geen tien maal (20 dB), maar het scheelt zowat niks.
Dit is echter 'onbelast', dus zonder dat er een verbruiker op de uitgang aangesloten is.
Als ik die belasting van 10 k er weer aan hang, krijg ik de groene lijn. De versterking is dan minder, want de belasting hangt (voor het signaal) in feite parallel aan de collectorweerstand, zodat die in totaal kleiner wordt, en de versterking daarmee ook: de groene lijn.
Als je van te voren weet wat de belasting is, kun je die alvast meerekenen in de berekening. Dat geldt dus altijd, alleen vaak lees je er niets over, en hier wel. 
Het laagfrequent kantelpunt ligt hoger dan die 15 Hz, doordat er op drie plaatsen in de schakeling zo'n kantelpunt ligt.
--
Nu hoor ik al allerlei mensen roepen: 'Die collectorspanning kies je fout!', 'Die collectorstroom is te klein!', 'De condensatoren moet je anders nemen!'. Nu, dat kan, en dat mag; wie dat wil kan de hele oefening gewoon opnieuw doen met de nieuwe aanname. Het principe blijft gelijk.
