Buizenversterkers
De eindtrap
SRPP

Een uitgangstrap die het vermelden waard is, is de SRPP configuratie (Series Regulated Push Pull).
-

-

Versterkers zonder transformator

Naast de benaming OTL (Output Transformatorless), zal men ook de benaming SRPP terugvinden (Series Regulated Push Pull), deze benaming is niet 100% correct, want het betreft geen echte push pull schakeling. Het is zelfs minder een push pullschakeling dan de befaamde "quasi complementary output stage" die men in de vroegere jaren van de transistoren terugvond, toen men nog geen betrouwbare power transistoren in PNP configuratie kon realiseren en men verplicht was twee 2N3055 te gebruiken, voorafgegaan door een stuurtransistor (Darlington en Sziklai-configuratie).

Eindtransformatoren waren duur, zeker als ze een lineair verloop moesten hebben voor alle audiofrekwenties. Bij Philips heeft men ontwerpen gebouwd zonder uitgangstransformator, zowel radio's als televisies. Het nadeel is enkel dat men een hoogohmige luidspreker moet gebruiken (800Ω), maar dit was blijkbaar goedkoper dan een goede uitgangstransfo.

In die tijd werden er trouwens een aantal radio's gebouwd zonder voedingstransfo, en het was dan ook vanzelfsprekend dat men ook de uitgangstransfo overboord wou.

De eerste schakeling is de befaamde audiotrap die in nagenoeg alle Philips-televisies te vinden was. Het vermogen bedraagt 4W bij een voedingsspanning van 270V. De bovenste buis is een PL84 (niet 100% vergelijkbaar met een EL84), een buis die genoeg heeft aan een 100-tal volts. De PCL86 is eigenlijk dezelfde buis, maar met een extra triode waarvan de eigenschappen vergelijkbaar zijn met die van een ECC83.

Wat niet zichtbaar is op deze schakeling, is dat de eindtrap ook gebruikt werd om het 5.5MHz FM intercarrier signaal te versterken. Het FM signaal werd afgetapt aan de video-diode, door een 5.5MHz filter geleid en door de audiotrap versterkt: ingang op het rooster van de penthode van de PCL86, uitgang op de anodekring van de PL84 met een 5.5MHz kring. De condensateurs van 10nF zorgen ervoor dat de eindtrap als een soort cascode werkt voor het FM middenfrekwent signaal. Daardoor was er slechts één FM middenfrekwent transistor nodig.

Philips is deze schakeling blijven gebruiken, zelfs nadat er transistoren beschikbaar waren die een vermogen van 4W of meer konden leveren (audioversterker met complementaire silicium transistoren). Het moet gezegd worden, dat wanneer Philips overgeschakeld is op transistoren de geluidskwaliteit ferm achteruit is gegaan.

Toen de audio-eindtrap defekt is gegaan (eigen schuld, ik wou die wat beter laten klinken) heb ik die prompt vervangen door een OTL versterker! De schakeling gebruikt 2 PCL86 (de bovenste triode wordt niet gebruikt). Omdat de luidspreker in de televisie een normale 16Ω type was, heb ik een extra transfo moeten gebruiken. Zelfs met een kleine voedingstransfo 110/220V naar 30V (10VA) als uitgangstransformator klonk de televisie tienmaal beter dan met de originele getransistoriseerde audiotrap.

Kan je niet beschikken over een normale audiotransfo, dan kan je een voedingstransfo van tweemaal het nominaal luidsprekervermogen kiezen. Is de transfo te zwak, dan zijn de lage tonen te zwak, is de transfo te zwaar, dan verdwijnen de hoge tonen (kon alles maar zo eenvoudig zijn).

Je kan een normale voedingstransfo gebruiken in deze schakeling (waar de gelijkstroom door de spoel beperkt is tot een paar milliampères) of in een balansschakeling (waar beide gelijkstromen elkaar tegenwerken en het constant magnetisch veld dus onderdrukken). Bij een single ended eindtrap gebruik je best geen voedingstransfo als uitgangstransfo: door de constante stroom wordt de kern gesatureerd.

De condensator van 220pF werd bijgeplaatst om de lijnfrekwentie te onderdrukken (bij televisie-FM is de bandbreedte toch beperkt tot 15kHz).

Omdat het een transfo was met middenaftakking (primair 110 en 220V) heb ik testen gedaan in ultralinear schakeling (de elko van 8µF moet dan verwijderd worden). Het geluid was beter op laag vermogen, maar ik kon de versterker niet meer zo sterk uitsturen. Toen ik een tweede luidspreker heb aangesloten moest de ultralinear weg.

Om een meer stabiele instelpunt van beide buizen te bekomen op de halve voedingsspanning, moet het schermrooster van de onderste penthode verbonden worden met de cathode van de bovenste penthode. De weerstand moet dan verlaagd worden naar 5.6kΩ (met behoud van de condensator van 8µF). Dit is de beste instelling voor deze schakeling.

Indien de waarde van 8µF niet meer te vinden is, kan je d'er één van 10µF/350V plaatsen. De elko's hadden toen een progressie van 1, 2, 4, 8, 16, 32...µF.

En uiteindelijk hebben we een schakeling met een tweetal PCL86. Voor een eindversterker van tweemaal 15W heb je in totaal 4 zulke buizen nodig. De gloeispanning bedraagt 13.3V, maar de buizen zullen evengoed functionneren met 12.6V. De hoogspanning wordt geleverd door een transfo van 175V (gelijkgericht 200 à 250V). De penthode van de PCL86 heeft dezelfde maximale dissipatie als die van de EL84, maar de buis is geoptimaliseerd voor een lagere voedingsspanning en hogere anodestroom.

Deze schakeling gebruikt een zogenaamde parafase fasedraaier. Vertrouwt u de boel niet, dan kan u een klassieke fasedraaier gebruiken met een anode en cathodeweerstand van 47kΩ en een roosterpolarisatieweerstand van 1.5kΩ.

De eindtrappen gebruiken een gemeenschappelijke cathodeweerstand in plaats van een weerstand voor iedere cathode. Als de versterker op hoog vermogen speelt dan verschuift het werkpunt automatisch.

De outputtransformator heeft een ohmse weerstand van (bijvoorbeeld) 350Ω. We kunnen geen klassieke belastingslijn tekenen zoals voor een voortrap, want als de buis maximaal uitgestuurd zou worden, dan zou de anodestroom 640mA moeten bedragen. De belastingslijn is daarom bijna vertikaal.

De buis wordt dan ook ingesteld op een geschikte stroom zonder rekening te houden dat de anodespanning op de halve voedingsspanning komt:

  • in classe-A bedrijf zou dat bijvoorbeeld 35mA zijn bij een voedingsspanning van 225V (roosterspanning: -5V) zodat de anodedissipatie niet overschreden wordt.
  • in classe AB zou dit bijvoorbeeld 20mA zijn met eenzelfde voedingsspanning (roosterspanning: -7V).

De PCL86 heeft een inwendige weerstand van 45kΩ. Om het vermogen zo goed mogelijk over te brengen, moet de belasting ook 45kΩ bedragen, terwijl onze luidspreker slechts 8Ω heeft. Dit kan men oplossen met een transfoverhouding van 75:1 (in de praktijk zal men een wat lagere transfoverhouding van bijvoorbeeld 20:1 gebruiken). Zou je een voedingstransformator gebruiken als eindtrap transformator, moet de verhouding zijn 110+110V primair naar 12V secundair, 10VA à 20VA.

De configuratie met een gewone voedingstransfo als uitgangstransformator is getest met een paar PLC805 en werkt uitstekend.

De PCL86 kan ongeveer 3.5W leveren in een single ended configuratie, 7W in een push pull in classe A en tot 15W in classe AB (met een aangepaste audiotransformator).

Omdat ik over veel PCL805 buizen beschikte (en mijn PCL86 buizen onvoldoende gepaard waren om een stereo push pull versterker te bouwen) heb ik de bovenste versterker gebouwd met PCL805 buizen (opgelet, de buizen zijn niet pen-compatibel!). De triode heeft eigenschappen tussen de ECC81 en ECC83 (spanningsversterking van µ = 60 en steilheid S = 5.5mA/V) en de penthode moet werken met een hogere roostervoorspanning van -18V. De cathodeweerstand moet een waarde van 390Ω hebben. De gloeispanning bedraagt 18V in plaats van 13.3V.

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