Buizenversterkers
Voortrap en fase-omkeertrap
Concertina

De Concertina of Cathodyne fase-omkeertrap is één van de meest gebruikte omkeertrappen. Het is een eenvoudige schakeling, maar heeft als nadeel dat het geen zware belastingen kan aansturen.
-

-

De omkeertrap met een enkele triode wordt ook "Concertina" genoemd in de oude vakliteratuur, een benaming dat je vaker zal tegenkomen is cathodyne. Ook split load kan je tegenkomen: de belasting wordt immers gesplitst over anode en cathode.

De trap werkt als een accordeon (soms zal je ook die naam terugvinden): als de spanning over de anode zakt (triode meer in geleiding) dan stijgt de spanning over de cathode. De concernina heeft dus een sweep die 50% bedraagt van een normale versterkertrap of een andere type omkeertrap.


Concertina — cathodyne — accordeon

Ik heb er maar direct de voortrap erbij getekend. R14 en R18 zijn de cathodeweerstanden die de roosterspanning instellen. Deze schakeling "versterkt" het signaal met ongeveer 0.9× à 0.95× (een lichte verzwakking van het signaal). Met de voortrap erbij bekomen we een versterking van 15× (in feite tweemaal 15×).

Deze schakeling is eenvoudig en geeft een zeer goede fase-omkering. Maar er is iets dat je niet op de afbeelding ziet, en dat is de verschillende inwendige weerstand van de buis op anode en kathode. Veronderstellen we dat de volgende trap redelijk laagohmig is.

We sturen een wisselspanning op het rooster van de tweede ECC83. Op cathode hebben we een signaal in fase en op de anode in tegenfase. Maar als we de cathode laagohmig afsluiten (na C20) dan kan de buis de nodige stroom leveren (de dynamische inwendige weerstand op de cathode is in de grootte-orde van 700Ω voor een ECC83). De dynamische weerstand van de anode is echter 100× groter, waardoor de buis de laagohmige uitgang niet kan aansturen.

De wisselspanning op de anode is veel lager dan die op de cathode als men een relatief laagohmige belastingsweerstand gebruikt. Men zal in de praktijk een belastingsweerstand (roosterweerstand van de eindbuis) kiezen van 1MΩ waarbij het verschil in impedantie geen rol speelt. Een omweg om het verschil in versterking te compenseren is de fase-spanning af te tappen aan het knooppunt R18/R19, maar enkel metingen met een nauwkeurige voltmeter kunnen de exacte amplitude van beide uitgangen tonen (ingangssignaal 100mV effectief op 400Hz, uitgangssignaal zou dan ongeveer 1.5V effektief moeten zijn op beide uitgangen).

Met een dergelijke omkeertrap kan je een paar EL84 aansturen, maar je zal in de problemen komen als je een "zware jongen" moet aansturen zoals een PL504 of PL519. Deze buizen moeten zeer sterk aangestuurd worden (waarbij de roosterspanning zelfs lichtjes positief mag worden om het potentieel van de buizen optimaal te benutten). De PL504 en andere hebben een hoge roostercapaciteit. Deze fase-omkeertrap volstaat niet in deze situatie: men moet de fase-omkeertrap laten volgen door een drivertrap.

Het is niet mogelijk een triode te gebruiken die een lagere inwendige weerstand heeft zoals de ECC82, want de correcte werking van de omkeertrap berust op het feit dat de versterking van de buis zo hoog mogelijk is (µ ≥ 100).

Bij een cathodyne wordt vaak aangegeven dat een cathodyneschakeling correct is ingesteld als men een spanning van 1/3 heeft over de onderste weerstand, 1/3 over de bovenste weerstand en 1/3 over de triode.

Een betere spanningsverdeling is 1/4 (onderste weerstand), 2/4 (triode) en 1/4 (bovenste weerstand) zodat de sweep maximaal is. We nemen een voorbeeld: in rust hebben we een spanning van 50V (onderste weerstand) en 150V (bovenste weerstand), de voedingsspanning bedraagt 200V. We leggen een wisselspanning van 100V top-top aan (het theoretisch maximum dat de schakeling kan verwerken). De spanning over de onderste weerstand gaat van 0V (triode uit geleiding) tot 100V en de spanning gemeten aan de bovenste weerstand gaat van 200V (triode uit geleiding) tot 100V.

In de praktijk zal men echter een spanningsverdeling van 1/5, 3/5 en 1/5 kiezen, zodat er altijd een voldoende spanning over de triode staat. De gain van bepaalde triodes gaat sterk achteruit als de anodespanning te laag wordt, dit is bijvoorbeeld het geval met de veel gebruikte dubbeltriode ECC83. Bij een maximale uitsturing (hier ook van 100V top-top met een voedingsspanning van 250V) blijft er 50V over de triode bij maximale positieve uitsturing.

De cathodyne is één van de beste schakelingen wat betreft de gelijkloop, maar de cathodyne kan geen zware belastingen aansturen.

Enkele speciale conertinaschakelingen staan hier uitgelegd. De bedoeling is de versterking van de schakeling te verhogen, want de concertinatrap op zich versterkt niet.

Publicités - Reklame

-