Buizenversterkers
De eindtrap
PL504

Nog een paar schema's van buizenversterkers, gevonden op het internet.
-

-

Een schakeling met de russische versie van de PL519 (6P45S)

Deze versterker gebruikt twee opeenvolgende fase-omkeertrappen in long tail configuratie. Beide triodes gedragen zich als differentiŽle versterkers. Een perfekte differentiŽle versterker (op amp) is enkel mogelijk als men een stroombron aan de cathode gebruikt. Dit kan enkel benaderd worden door een hoogohmige weerstand te gebruiken, maar dit heeft als gevolg dat het uitgangssignaal beperkt is in amplitude en onvoldoende vermogen kan leveren om een zware eindbuis aan te sturen.

Als constante stroombron wordt hier een transistor met een emitterweerstand gebruikt. Als de basisspanning op een vaste stapping gehouden wordt, dan gedraagt de transistor zich als een stroombron. Maar in plaats van de basis aan een vaste spanning te leggen zal men hier een spanningsdeler gebruiken die de spanning aan de anodekring van beide triodes aftapt, zodat de anodespanning op een gemiddelde waarde zit om een maximale uitsturing mogelijk te maken.

De eerste en tweede buis werken in differentiŽle modus, maar met verschillende werkpunten. We hebben hier te maken met een echte op-amp constructie, waarbij het signaal dat versterk moet worden aan de eerste triode aangeboden wordt en het feedback signaal aan de tweede triode aangeboden wordt. Indien men geen differentiŽle versterker gebruikt wordt de feedback normaal gezien aangeboden aan de cathodeweerstand.

De 6N8S is een russische buis die door een ECC82 vervangen kan worden (zonder verandering van de weerstanden). De 6P45S is de russische versie van de PL519 maar werkt met een gloeispanning van 6.3V. Electrisch gezien is die compatibel met de EL509.

De versterker levert 50W (DIN), maar kan meer dan 100W muziekvermogen leveren. De primaire impedantie van de outputtransformator moet 3.5kΩ bedragen. De schermroosterspanning moet 175V bedragen. Alle buizen die oorspronkelijk ontworpen werden als lijneindtrap werken met een relatief lage g2-spanning.

Parasitaire oscillaties kunnen ontstaan in de eindbuizen. Ze worden veroorzaakt door kleine capaciteiten in de bedrading, vooral rond de eindbuizen, daar waar er grote wisselspanningen optreden. Eindbuizen die niet gepaard zijn kunnen ook hoogfrekwente oscillaties veroorzaken. Deze buizen die een vermogensbandbreedte hebben die tot 30MHz loopt hebben de neiging te gaan oscilleren, zelfs al is de schakeling zo goed mogelijk ontworpen. De oscillaties kunnen onderdrukt worden door een kleine condensator van een tiental pF te plaatsen tussen de anode van de eindtrap en de anode van de stuurtrap (uit te voeren bij beide eindbuizen).

De roostervoorspanning van de ECC83 is zo laag (-2.0V bij een anodespanning van 215V en een anodestroom van 0.78mA) dat de transistor die voor de constante stroombron moet zorgen bijn in saturatie getrokken wordt (ik heb een simulatie gedaan). Ue = 0.52V, Ub = 1.15V, Uc = 2V.

Voor de tweede trap met de 6N8S is het nog erger (curven staan links). De simulatie geeft een stroom van 4.1mA per triode, maar daarvoor heb je een roostervoorspanning nodig van -8V. Maar een stroom van 8mA in de emitterweerstand veroorzaakt een spanningsval van 8V in de emitterweerstand. De simulatie geeft: Ue = 8.12V, Ub = 8.75 et Uc = 8.2V. Hier wordt de transistor volledig in saturatie gestuurd en van regelgedrag is er geen sprake.

Het probleem wordt verminderd als men een ECC82 gebruikt. Deze buis heeft een voorspanning nodig van -10V: dan heb je een spanning van 2V tussen emitter en collector. Waarschijnlijk komen de parameters van de russische buis niet meer overeen met de gegevens in de data sheet.

Het had beter geweest als de ontwerper de negatieve voorspanning van de eindtrappen gebruikt om de transistor te voeden via zijn emitterweerstand. De negatieve voorspanning kan met een zener gestabiliseerd worden op -12V (door de hoge spanningsval die nodig is kan men geen 7912 gebruiken). Of men kan de 6.3V gloeispanning naar een spanningsverdubbelaar sturen en de spanning stabiliseren op -9V (benodigde stroom ongeveer 25mA).

De twee volgende schakelingen die hier getoond worden zijn geen hifi-schakelingen. De fase-omkeertrap is te zwak om direct eindbuizen zoals de PL504/PL509 aan te sturen. De vervorming is te hoog als de versterker op maximaal vermogen werkt.

Versterker met EL504?

Op het internet heb ik nog een schakeling aangetroffen, waarbij het niet duidelijk is of we te maken hebben met een paar PL504 (volgens de tekst op het schema) of een paar EL504 (volgens de gloeispanning). Beide buizen kunnen gebruikt worden, mits aanpassing van de gloeispanning in geval men een paar PL504 zou gebruiken. Naar alle waarschijnlijkheid is het schema gemaakt voor een paar EL504, want de EL509 (een ander alternatief) bestond toen nog niet en de PL509 voorzien is voor een hogere stroom (een stroom die de gelijkrichtdiode niet kan leveren).

We beginnen met een penthode, een EF80. Dit is een buis die eerder gebruikt werd als middenfrekwenttrap in zeer oude radio's (ten laatste jaren 1950, want dan is men overgestapt op de EF89 die een hogere versterking had). Je kan de buis vervangen door een EF86 (niet pencompatibel) als je een niet-ontkoppelde cathodeweerstand van 1.5kΩ gebruikt. De polarisatie gebeurt door een hoge roosterweerstand, dat je eventueel kan verlagen naar 1MΩ. De aanwezigheid van deze extra buis wijst erop dat we te maken hebben met een microfoonversterker (de buis kan verwijderd worden voor line ingang).

We hebben dan een volumeregeling en een normale triodeversterker gevolgd door een toonregeling. Opnieuw een triode om de verzwakking veroorzaakt door de toonregeling te compenseren en dan een fase-omkeertrap onder de vorm van een long tail schakeling.

Voor de eindtrappen hebben we een normale polarisatieinstelling met een vaste negatieve voorspanning en een cathodeweerstand om de stroom te meten.

Voor de gelijkrichting gebruikt men een EZ81, een duidelijk bewijs dat de schakeling van de jaren 1950 dateert. De buis kan 150mA leveren en de gelijkgerichte spanning bedraagt 250V. De veiligheidsweerstand van 150Ω ontbreekt in de schakeling. Het vermogen van de versterker wordt door de gelijkrichterbuis beperkt. Men kan de gelijkrichterbuis vervangen door twee diodes en een extra filtertrap (condensator van 100µF/450V en weerstand van 100Ω 5W), ook de ratelfilter niet vermijden (tweemaal 100nF/630V op de transformatordraden naar massa).

Versterker met audio-compressie

Ik heb nog een laatste schakeling gevonden van een versterker die een paar PL509 gebruikt. Het aangegeven vermogen komt effektief overeen met het vermogen dat de versterker kan leveren.

De triodes ECC808 zijn verbeterde versies van de ECC83 met dezelfde caracteristieke curves, maar het rooster is steviger gebouwd zodat er geen microfonie effekten optreden (opvangen en versterken van luchttrillingen, waardoor er een larsen effekt ontstaat als de versterker in de buurt van de luidsprekers staat). De ECC808 heeft ook een metalen scherm tussen de beide triodes. In plaats van PL509 kan je ook PL519 gebeuiken, beide buizen hebben gelijkaardige eigenschappen.

P1 is de volumeregeling en met P2 kan je de compressie instellen. De compressieschakeling zal de roosterpolarisatie van de eerste buis doen verschuiven waardoor de versterking van de buis verminderd wordt. Om mogelijke vervorming tegen te gaan gebruikt de schakeling twee gekoppelde triodes met een gezamelijke versterking van 20×, terwijl de normale versterking van een dubbele triode 1000× bedraagt.

Er bestaat een radiobuis die specifiek gebouwd werd als audiocompressor, namelijk de EF83. Deze buis werd in tape decks gebruikt om het opnameniveau te beperken (automatische volumeregeling). De schakeling met een paar ECC808 is eigenlijk een noodoplossing.

We hebben dan een versterkertrap die eveneens het signaal van de eindtrappen ontvangt (negatieve terugkoppeling). Dan volgt een enkelvoudige cathodyne fase-omkeertrap. De eindtrappen krijgen een negatieve roostervoorspanning en de versterker beschikt over een galvanometer om de ruststroom in de eindbuizen te controleren (25mA in rust, wat een dissipatie van 12W betekent in de eindbuizen). De spanning op g2 (schermrooster) wordt beperkt tot 150V.

De schakeling is bedoelt voor een public address versterker, en dit is te zien aan een aantal elementen:

  • Gebruik van ECC808 triodes met lage microfonie
  • Gebruik van een compressorschakeling, typisch voor muzakweergave
  • Uitgang op 100V
  • Het gebruik van een cathodyne fasedraaier, minder geschikt om direct een paar PL509 aan te sturen (lees eens terug de pagina over de fase-omkeertrappen).

Je hebt nu voldoende schakelingen die gebruik maken van buizen die oorspronkelijk bedoelt waren voor lijneindtrappen. Alle schakelingen zijn niet bedoelt voor hifi-weergave (de eerste twee wel).

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's