Buizenversterkers
Voortrap en fase-omkeertrap
Concertina

Transistoren in een buizenversterker... Kan dat wel?
-

-

De cathodyneschakeling met buizen wordt hier besproken. Meestal wordt er gewerkt met een ECC83 (dubbele triode) waarbij de eerste triode voor de spanningsversterking zorgt en de tweede triode de fase-omkering uitvoert. De cathodyneschakeling is zeer geschikt voor push pull versterkers met een relatief laag vermogen.

De transistorschakeling heeft volgende voordelen ten opzichte van een buizenschakeling:

Geen verwarming nodig
Dit is maar een klein voordeel, met een besparing van 1.9W per buis. Daartegenover staat dat een versterker met enkel eindtrappen er een beetje vreemd uitziet (ik ben geen voorstander van gelijkrichterbuizen te gebruiken, de inwendige weerstand van de diodes veroorzaakt intermodulatievervorming op hoog vermogen)

Geen hoge spanning tussen gloeidraad en cathode
De cathode van een concertina zit op een verhoogde spanning ten opzichte van de gloeidraad (ongeveer 100V). Dit is aanvaardbaar voor buizen uit de P-reeks zoals de PCL805 en PCL86, maar limiet voor een ECC83. Door de verhoogde spanning kan de buis vroegtijdig sneuvelen (verliesstroom tussen cathode en gloeidraad).

Grotere sweep mogelijk
De ECC83 die meestal gebruikt wordt in een voortrap/cathodyneschakeling wordt minder lineair als de spanning over de buis lager wordt. Je moet minstens 50V over de buis houden, wat de mogelijke sweep beperkt.

Beter gedefinieerde klank
De ECC83 met zijn hoge versterking heeft ook een hoge impedantie, waardoor het sturen van zwaardere buizen moeilijker wordt. De fijne details van de muziek gaan verloren. De ECC81 heeft betere eigenschappen, en kan in de plaats van een ECC83 gebruikt worden (zelfde penaansluitingen).

Behoud van de voordelen van een buizenversterker
De typische eigenschappen van een buizenversterker worden in grote mate bepaald door de eindtrap. Deze eigenschappen zijn een sterke bas en een vermogensreserve, die soms niet aanwezig zijn bij transistorversterkers.

De BF422 (NPN) en de BF421 (PNP) hebben een maximale werkspanning van 250V en kunnen dus in een schakeling met hoogspanning gebruikt worden. De BF422 heeft een stroomversterking van 70X en de BF421 een stroomversterking van 170X.

De weerstanden in de tegenkoppeling hebben een verhouding van 1/10 zodat bij een ingangssignaal van 775mV de versterker een uitgangssignaal van ongeveer 7.5V levert, wat goed is voor een vermogen van meer dan 9W in een weerstand van 6Ω.

De sweep is 30V effectief, wat voldoende is voor de meeste buizen. De schakeling werd gebruikt met een paar EL504 en een paar PL508 met een vermogen tot 20W. Dit zijn beam tetrodes (straalbundel tetrodes) die minder gevoelig zijn en een sterkere sweep nodig hebben.

De schakeling kan dus perfect gebruikt worden met een paar EL84, 6V6, 6L6 en zelfs een paar EL34 indien men niet het onderste uit de kan buis wilt halen: de EL34 heeft een sweep van 27V effectief nodig voor een vermogen van 50W.

De eindtrap kan zowel met een negatieve polarisatie werken of met een polarisatie door cathodeweerstand. In dit laatste geval wordt de "-" aan massa gelegd.

De niet-gespecifieerde weerstand moet een waarde hebben zodat de voedingspanning van het transistorgedeelte 250V bedraagt. De schakeling verbruikt 0.8mA: indien we een hoogspanning van 300V hebben, dan moet de weerstand 62k bedragen (27k en 47µF in geval van een stereo schakeling met enkele voeding).

Er is een standaard globale tegenkoppeling voorzien, de verhouding van de weerstanden 1k/10k kan wat aangepast worden naargelang de transformator.

De schakeling heb ik gebouwd onder de vorm van een standaard module die in verschillende versterkers toegepast kan worden. De module heeft volgende aansluitingen:

  • ingang en massa (de kabel komt van de volumepotmeter)
  • voeding: plus en massa, en feedback (de kabel komt van de outputtransfo)
  • uitgang naar de stuurroosters van de twee vermogensbuizen
  • negatieve spanning voor beide roosters, afkomstig van de voeding (kabel niet zichtbaar in beeld)
De tweede module is voorzien voor een eindtrap met polarisatie door cathodeweerstanden en heeft dus geen trimmers voor het instellen van de negatieve roosterspanning.

De module heeft een versterking van 200× met uitgeschakelde tegenkoppeling (feedback lijn niet verbonden, niets aangesloten op de 10kΩ weerstand). Dit is eigenlijk de verhouding van emitter en anodeweerstand en is meer dan de versterking van een ECC83 die maximaal 100 bedraagt (µ = 100). De vervorming is minder dan met een dubbele triode ECC83. De volledige voorversterker met cathodyne zit in de tegenkoppeling en de vervormingen worden verder onderdrukt.

Om geen vermogen te verliezen bij kleine versterkers (EL84/EL86) is het aan te raden de waarde van de koppelcondensatoren te verlagen naar .047µF en de lekweerstand te verhogen naar 470kΩ. Dit heeft als gevolg dat geen subsonische frekwenties versterkt worden. Door de lagere RC-tijd gebeurt de stabilisatie (herstelling) van het werkpunt na een vermogenspiek ook sneller (geen "pomp" effekt). Er is meer informatie over de pagina over lekweerstanden bij eindtrappen.

Links naar pagina's waar een complete versterker getoond wordt:

  • Concertina schakeling met transistoren
    Complete versterker met 2 transistoren in de voortrap (klassieke concertina, maar dan met hoogspanningstransistoren). De eindtrap gebruikt 2 PL504.

  • Uiteindelijke schakeling met BF422 en PL504
    Na testen met verschillende combinaties is dit de uiteindelijke schakeling geworden (maar lees de uitleg over de schakeling op de vorige pagina).

  • De schakeling met PL508
    Een wat lager vermogen, maar strakke bassen en veel dynamiek. De schermroosterspanning moet hier 200V bedragen in plaats van 130V bij de PL504.

Wens je toch met buizen werken, dan kan je een voortrap met ECF80/PCF80 gebruiken (combi buis triode en pentode): je combineert de hoge versterking van de pentode met de lage uitgangsimpedantie van de triode. De maximale sweep die bereikt kan worden is echter lager (14.5V effectief) omdat de buizen niet zo ver in saturatie gestuurd kunnen worden. De sweep is de helft van een transistorschakeling, het vermogen dat de versterker met een triode-pentode kan leveren is dus ongeveer 1/4 van het vermogen met een transistorschakeling (enkel uitgaande op de sweep).

Publicités - Reklame

-