Buizenversterkers
Voortrap en fase-omkeertrap
 

De fase-omkeertrap zorgt ervoor dat de twee signalen in tegenfase hebben om de eindtrappen aan te sturen (push pull configuratie). Gebruiken we een single ended eindtrap, dan is een fase-omkeertrap niet nodig.
-

-

We hadden het op een vorige pagina over de ingangstrap. Het signaal heeft nu een amplitude van ongeveer 10V effektief en dat is voldoende om de eintrap aan te sturen.

De fase-omkeertrap

De bedoeling is dat beide eindbuizen omgekeerd aangestuurd worden: de ene buis "duwt" terwijl de andere buis "trekt", vandaar dat deze eindtrappen "push-pull" genoemd worden.

Om de vervorming in de eindtrappen zo laag mogelijk te krijgen moeten beide spanningen gelijk zijn, zodat door de symmetrische constructie de vervorming onderdrukt wordt. Er zijn hier twee standaard-schakelingen.

Hifi of gitaarversterker?

Bij de keuze van een omkeertrap en het selecteren van de componenten moet men weten dat een aantal van die schakelingen gebouwd zijn voor gitaarversterkers, met andere instellingen. Bij een gitaarversterker is men op zoek naar de typische buizenklank, terwijl een hifiversterker zo natuurgetrouw moet klinken.

Bepaalde schakelingen die je in boeken of op het internet kan terugvinden zijn eigenlijk voorzien voor gitaarversterkers, maar dat wordt niet specifiek gemeld bij de schakeling. Alle schakelingen op deze pagina's zijn voorzien voor hifi-weergave.

De klank van een versterker wordt hoofdzakelijk bepaald door de eindtrap, en men kan bepaalde schakelingen terugvinden die niet geschikt zijn voor hifi-versterkers. Maar het is de wisselwerking tussen omkeertrap en eindtrap die ook de "sound" bepaalt.

Dit zijn de mogelijke schakelingen:

  • Concertina of cathodyne
    Deze eenvoudige omkeertrap voldoet uitstekend als men een kleine versterker bouwt met EL84 of PCL86.

  • Deze schakeling is niet geschikt om zwaardere buizen in classe AB2 te sturen. De concertinaschakeling kan echter gevolgd worden door een long tail schakeling, waarbij men de voordelen van beide schakelingen bekomt zonder de nadelen. Deze schakeling die drie triodes nodig heeft heet Williamsonschakeling en kan gebruikt worden om de zware jongens aan te sturen (PL519 en dergelijke). Deze lijneindtrapbuizen hebben een grote spanningszwaai nodig om volledig uitgestuurd te worden.

  • Long tail of Mullardschakeling
    Deze versterker gebruikt een dubbele triode en heeft als bijkomend voordeel dat het signaal nog wat versterkt kan worden. Deze schakeling kan gebruikt worden om EL34 buizen aan te sturen.

    De uitgangsimpedantie van beide uitgangen is identiek, maar de amplitude van het tegenfase signaal is wat zwakker, waardoor er extra maatregelen genomen moeten worden in hifi versterkers.

  • Parafase schakeling
    Deze schakeling wordt minder gebruikt bij hifi versterkers, maar je zal die vaak aantreffen in gitaarversterkers. Er is één enkele triode nodig.
Er bestaat ook een push pull versterker zonder omkeertrap, namelijk de SIPP schakeling (Self Inverting Push Pull) en een push pull stereo versterker met slechts de helft van de buizen van een traditionele verterker (en zonder omkeertrap): de Simplex versterker.


Een cathodyneschakeling met zijn voortrap (2 triodes) heeft een totale versterking van ongeveer 50×, dit is de schakeling links zonder het groene gedeelte. Daarmee kan je een kleine vermogenspentode goed uitsturen (10V effektief) met een ingangspanning van 200mV.

Een parafaseschakeling, eveneens met twee triodes heeft ook een versterking van 50×.

De mullardschakeling (3 triodes) heeft een versterking van 200×.

De Williamsonschakeling met zijn 4 triodes een versterking van 2000×. Daarmee kan je een zware eindbuis (genre EL509 die 25Veff nodig heeft) sturen met een signaal van 12.5mV. Bij deze schakeling is de versterking zo groot dat er gewoonlijk een tegenkoppeling toegepast wordt.

Anti flash diode
Sommige fase-omkeertrappen kunnen ook gebruikt worden zonder koppelcondensator als de anodespanning van de voortrap laag genoeg is (ongeveer 100V). Dit is de reden van de relatief hoge anodeweerstand.

Bij een cathodyneschakelingen met directe koppeling zal in koude toestand (geen emissie) de spanning op het rooster stijgen tot aan de voedingsspanning door de anodeweerstand van de vorige buis (180kΩ). De cathode wordt aan de massa gehouden door de cathodeweerstand (47kΩ).

Als de buis onvoldoende warm is, is er geen electronenstroom en de spanning tussen de twee electrodes kan tot meer dan 300V stijgen (de onbelaste voedingsspanning). Deze spanning is te hoog en kan tot een flashover leiden die de buis kan beschadigen (overslag tussen cathode en rooster).

Toch bestaat er een eenvoudige oplossing voor dit probleem, namelijk een diode die tusse cathode en rooster van de triode geplaatst wordt, met de anode van de diode aan het rooster. De diode is enkel in geleiding als de buis nog koud is en beperkt de spanning tot ongeveer +0.6V. Eenmaal dat de triode in geleiding komt bedraagt de spanning ongeveer -1.5V en de diode is niet meer in geleiding.

De diode heeft geen invloed op de geluidskwaliteit want die is niet in geleiding. Men gebruikt een diode met een kleine inwendige capaciteit zoals een 1N4148. De stroom die geleverd moet worden is beperkt tot een paar mA en de spanning in de blokkeerrichting is beperkt tot enkele volts.

Op een volgende pagina gaan we de eindtrappen bespreken. Hier zijn er enorm veel mogelijkheden.

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

-