Buizenversterkers
Voortrap en fase-omkeertrap
Concertina

De concertina of cathodyne faseomkeertrap is één van de beste schakelingen, maar die is enkel geschikt voor kleine eindtrappen.
-

-


Skoopbeeld op anode en cathode bij oversturing


Niet geschikt om zware eindbuizen in classe AB2 aan te sturen

De cathodyne heeft een zeer goede gelijkloop tussen de twee uitgangen, enkel bepaald door de weerstandverhouding anode/cathode. De gelijkloop blijft bewaard zelfs met versleten buizen, wat niet het geval is met andere types omkeertrappen. Maar de cathodyne heeft ook zijn nadelen.

Laten we een voorbeeld nemen, een ECC83 enkelvoudige omkeertrap (cathodyne) die een paar zware buizen moet aansturen (beam tetrodes). Om een hoog vermogen te bekomen moeten deze buizen sterk uitgestuurd worden, waarbij de roosterspanning positief kan worden bij maximale belasting (classe AB2). Dit is een voorbeeld, want in de praktijk zal men nooit een concertina gebruiken om eindtrappen in classe AB2 te sturen.

We tonen het signaal op beide stuurroosters van de eindbuizen. De eerste curve is die van de anode van de concertina trap ("anode output"), de tweede curve is die van de cathode ("cathode output").

We beginnen met de cathode curve. We zien dat de curve redelijk lineair is, en dat is ook normaal, omdat de cathode laagohmig is en de eindtrap probleemloos kan uitsturen, zelfs als de roosterspanning lichtjes positief wordt en er een roosterstroom begint te lopen.

Bij de anodecurve zien we twee vreemde verschijnselen:

  • Als de anodespanning stijgt, dan wordt de roosterspanning geclampt en kan niet positief worden. De anode-uitgang is immers meer hoogohmig en kan geen stroom leveren (als het stuurrooster positief wordt, dan loopt er een kleine roosterstroom). Deze vervorming (soft clipping) zorgt voor de typische buizenklank bij gitaarversterkers, maar is niet op zijn plaats bij hifi versterkers.

  • Als de anodespanning daalt, hebben we een negatieve piek. Die wordt namelijk veroorzaakt door de cathode van de cathodyne die nu zo sterk positief wordt dat er een roosterstroom gaat lopen in de eindbuis (het stuurrooster van de eindtrap gedraagt zich als een diode in geleiding, zie figuur). Het is alsof de omkeertrap extra ontkoppeld wordt als de cathodespanning hoger wordt. Daardoor stijgt de versterking van de cathodyne, met de extra negatieve piek op de anode van de cathodyne.
De skoopbeeld toont het niet, maar de anodespanning is altijd hoger dan de cathodespanning (voor een ECC83 moet er minstens 50V overblijven).

Overigens heeft die negatieve piek nauwelijks effekt op de eindbuis, want bij een spanning van -60V is de eindtrap bijna volledig uit geleiding en zijn bijdrage tot de klank is minimaal. Een extra negatieve piek zal geen hoorbaar effekt hebben, want de buis is reeds afgeknepen.

Dit is de reden waarom een concertina/cathodyne-schakeling best niet gebruikt wordt om zware eindbuizen van een hifi versterker aan te sturen. Bij een gitaarverstreker zijn die vervormingen juist wel gewenst.

De concertina met zijn uitstekende eigenschappen wat de gelijkloop betreft wordt soms gebruikt als voortrap van een long tail schakeling. De long tail kan de gelijkloop nog verbeteren, en vooral voor een lagere uitgangsimpedantie en een grotere sweep zorgen. Dat is het principe van de Williamson schakeling.

Overigens zal ook een andere faseomkeertrap problemen hebben om eindtrappen in classe AB2 te sturen. Niet speciaal door de roosterstroom die geleverd moet worden, maar wel door de koppelcondensator die opgeladen wordt en een werkpuntverschuiving veroorzaakt (er zijn daar goede oplossingen voor).

De cathodyne omkeertrap heeft een zeer hoge inwendige weerstand (dynamische weerstand) en kan dus aangestuurd worden door alle soorten ingangstrappen, en in het bijzonder door pentodes en cascodeschakelingen. Men kan zelfs de versterking nog wat opvoeren: enkele speciale conertinaschakelingen staan hier uitgelegd. De bedoeling is de versterking van de schakeling te verhogen, want de concertinatrap versterkt niet.

Publicités - Reklame

-