Long tail blauw: kleine verbetering

Hier is de inwendige weerstand van beide uitgangen bijna gelijk, maar de amplitude van het signaal is niet identiek. De tweede trap heeft namelijk een amplitude die enkele percenten lager is dan die van de eerste trap (5 à 8% lager).

Men kan het verschil in amplitude oplossen door de anodeweerstand van de eerste triode instelbaar te maken, maar het is meer praktisch de roosterweerstand van de eindtrap instelbaar te maken, zoals op de volgende schakeling rechts.

Bij bepaalde ontwerpen wordt een kleine wisselspanning van de anode van de eerste buis naar het rooster van de tweede buis gebracht. Er moet daarvoor een spanningsdeler gemonteerd worden (dit zijn de blauwe componenten): bovenste blauwe weerstand bijvoorbeeld 3.3MΩ, onderste blauwe weerstand 47kΩ, condensator 10nF (de weerstandswaarden hangen af van de versterking van de omkeerbuis). De schakeling vertoont eigenschappen van de parafase schakeling (floating paraphase). De amplitudeverschillen in de twee uitgangen zijn veel lager en een instelling is niet meer nodig.

Floating paraphase

De schakeling hierboven werd gebruikt om zware eindtrappen aan te sturen (twee per fase). De fase-omkeertrap is een ELL80 die als triode gebruikt wordt. Een deel van de wisselspanning van de eerste buis wordt aan de tweede buis doorgegeven. Met de trimmer kan er een goede gelijkloop voor wisselspanning ingesteld worden.

Voor de tweede schakeling rechts zijn de componentenwaarden de volgende, voor een stroom in de voortrap van 1mA en van tweemaal 2.5mA in de omkeertrap:

Het voordeel van deze schakeling is dat het triodepaar een kleine versterking van het signaal geeft (verhouding cathode- en anodeweerstand). Hoe lager de versterking ingesteld wordt, hoe gelijker de verhouding tussen de fase en tegenfase signaal, maar er blijft altijd een klein verschil bestaan. Voor de Mullardschakeling zijn triodes met een hoge versterking aangeraden.

Deze schakeling is ideaal om een paar EL34 aan te sturen. Deze buizen hebben een wat hogere sweep (spanningszwaai) nodig dan een paar EL84 om hun maximaal vermogen te leveren (25V effektief in plaats van 10V effektief).

50 jaar geleden hadden de weerstanden een nauwkeurigheid van 5% in de beste gevallen (gouden band) of 10% (zilveren band). De amplitude van het signaal uit een long tail fasedraaier heeft een klein verchil in amplitude op de twee uitgangen. De handleidingen uit die tijd geven aan dat men de anodeweerstanden met een ohmmeter moet uitmeten en de hoogste waarde gebruiken voor de anode van de buis die op zijn cathode aangestuurd wordt (tweede buis van de long tail schakeling, dus Ra2). In die tijd werden er geen trimmers gebruikt, want veel te duur.

Dan hebben we een mullardschakeling bestaande uit twee cascodeschakelingen. Een cascodeschakeling heeft in het algemeen gunstige eigenschappen, maar ook een aantal nadelen. De cascodeschakeling heeft een hogere voedingsspanning nodig (dit blijkt hier geen probleem te zijn) maar ook een hogere inwendige weerstand, waardoor de schakeling eigenlijk niet geschikt is om eindbuizen aan te sturen.

De mullardtrap wordt gevoed vanuit een negatieve spanning van -105V zodat de roosters op massapotentiaal kunnen zitten. Hoe hoger de waarde van de gemeenschappelijke cathodeweerstand (ten opzichte van de anodeweerstanden), hoe beter de lineariteit, maar hoe lager de versterking. De mindere versterking wordt door de tweede triode ongedaan gemaakt.

De roosters van de bovenste triode zitten op ongeveer 1/3 van de voedingsspanning, zodat de anodes op ongeveer 2/3 van de voedingsspanning zitten. (Men had hier beter anodeweerstanden van 100kΩ gebruikt).

De eindtrap uitgerust met 2 KT66 is redelijk gewoon, maar heeft de mogelijkheid om te schakelen tussen A: pentodebedrijf; B: triode en C: ultralineair.

De schakeling is eerder een showcase om de meest vreemde schakeling te ontwerpen: een williamsonschakeling is hier beter op zijn plaats dan een dubbele cascode. Een cascodeschakeling heeft een hoge inwendige weerstand zoals een voorversterkerpentode: de anodeweerstand bedraagt 220kΩ terwijl de roosterweerstand van de eindbuis 330kΩ bedraagt (de roosterweerstand kan men niet veel lager kiezen). Daardoor daalt al de spanningszwaai met 50%!

De schakeling rechts is opgenomen vanwege zijn eenvoud. Merk ook dat de terugkoppeling naar de negatieve ingang van de fase-omkeertrap gaat. De schakeling is goed en eenvoudig, niets op aan te merken. Er is nog een voortrap nodig om de amplitude van het signaal naar 25V effektief te brengen. De ECC81 heeft een hogere versterking (µ) dan een ECC82 en een hogere steilheid dan een ECC83. De lijst van de triodes staat hier, met de voornaamste eigenschappen.

Afbeelding links: een long tail omkeertrap kan ook uitgerust worden met pentodes. Door de gemeenschappelijk g2 (naast de gemeenschappelijke cathode) kunnen de eigenschappen van de schakeling ook verbeterd worden (minder amplitudeverschillen tussen beide uitgangen).

Circlotronschakelingen en Mullard omkeertrap

Bij circlotronschakelingen wordt er vaak gebruik gemaakt van een Mullard-omkeertrap in plaats van om het even welk ander type omkeertrap, en de eindbuizen worden direct aangestuurd zonder drivertrap. Dit vormt geen probleem omdat de eindtrappen in gemeenschappelijke anodeschakeling (cathodevolger) werken en een zeer hoge ingangsweerstand hebben.

De pluskant van de anodeweerstand wordt niet op een vast potentiaal gehouden, maar gaat mee met de spanning, waardoor de anodeweerstand een zeer hoge dynamische waarde krijgt. Omdat de gelijkloop bepaald wordt door de verhouding van de anodeweerstanden is de gelijkloop goed omdat de dynamische anodeweerstanden een nagenoeg oneindige waarde hebben.

De gelijkloop wordt nog verder opgevoerd door de niet-ontkoppelde schermoosterweerstand.

De mullardschakeling is gegeerd wegens een ander voordeel, namelijk wegens het feit dat die voor een eigen versterking zorgt. De versterking hangt hier af van de verhouding anodeweerstand / cathodeweerstand, met een anodeweerstand van zeer hoge waarde.

Op een volgende pagina hebben we een dubbele mullardschakeling die volledig symmetrisch opgebouwd is van begin tot einde. Daardoor kunnen de vervormingen goed onderdrukt worden.

De long tail schakeling kan nog verder verbeterd worden om de gelijkloop tussen beide fasen te verbeteren: dit wordt de super long tail schakeling gebruikt in studio-apparatuur en meettoestellen.