Buizenversterkers
Voortrap en fase-omkeertrap
Dubbele Mullard

De dubbele mullardschakeling is symmetrisch van begin tot einde, in vergelijking met een klassieke versterker heb je n buis meer nodig, maar de eigenschappen zijn veel beter.
-

-

De schakeling links is een moderne long tail / Mullard die gebruik maakt van de negatieve roostervoorspanning voor de eindtrappen om het werkpunt van de voorversterkerbuizen te stabiliseren. De eerste trap gebruikt twee ECC83 in een cascodeschakeling met een anodestroom van ongeveer 1mA. De anodespanning van de bovenste buis is ongeveer 160V: het is niet mogelijk een gelijkspanningskoppeling te maken met de volgende trap, dit is enkel mogelijk als die trap een cathodyne zou zijn.

Normaal hebben we een enkele niet-ontkoppelde cathodeweerstand, maar hier werden twee weerstanden gebruikt om de gelijkloop tussen de twee buizen te verbeteren, zelfs al gebruikt men buizen met verschillende caracteristieken. De koppeling tussen de twee cathodes gebeurt door de condensator van 4.7F. De koppeling is de bepalende eigenschap van een mullardschakeling.

Er is een globale tegenkoppeling die toekomt op de tweede ingang van de mullardschakeling, die ingang ligt normaal aan de massa. De tegenkoppeling is niet verplicht en de mate van tegenkoppeling kan ingesteld worden door de verhouding van de twee weerstanden te wijzigen. De kleine condensator verhoogt de stabiliteit, zijn waarde hangt af van de gebruikte uitgangstransormator (compensatie van de faseverschuiving).

De tweede trap is eveneens een mullardschakeling, hier ook met een negatieve voedingsspanning. Er is een lokate tegenkoppeling aanwezig, het signaal ervoor wordt betrokken op de anode van de corresponderende eindbuis (EL509). De schakeling wordt besproken (met schema) op de pagina van de EL509.

Een instelbare weerstand maakt het mogelijk de anodespanning in te stellen op 150V, dan heeft men een zo hoog mogelijke sweep. Het wijzigen van de weerstanden heeft geen invloed op het dynamisch gedrag van de trap, want beide cathodes zijn met elkaar verbonden met een condensator van 10F.

Dubbele mullardschakeling: symmetrisch van begin tot einde.
Dankzij een dubbele mullardschakeling zijn de verschillen tussen beide systemen zeer beperkt. De aansturing van de eindtrappen is mooi symmetrisch. Een volledig symmetrische schakeling van begin tot einde zorgt voor een zeer lage vervorming. Zelfs een voorversterkertrap geeft vervormingen (tweede orde harmonischen) die perfect onderdrukt kunnen worden door een symmetrische schakeling.

Een extra voordeel van een symmetrische schakeling is dat de brom goed onderdrukt kan worden, omdat de brom op een zelfde manier invloed heeft op beide systemen.

Om een zo perfect mogelijke gelijkloop te hebben, zelfs met buizen met verschillende eigenschappen moeten de buizen aangesloten worden volgens de kleurstip: dus een ECC83 als onderste trap van de cascodeschakeling, n ECC83 als de bovenste buis en n ECC81 als stuurtrap.

De twee trappen trekken 7mA, ook de negatieve voeding moet die stroom kunnen leveren. De spanningen die aangegeven zijn zijn ±20% zoals bij alle buizenversterkers. De signaal amplitudes voor een nominaal vermogen zijn:

  • 200mVrms rooster cascode
  • 2.1Vrms rooster stuurtrap
  • 35Vrms roosteer eindtrap
De sweep op de anode van de eindtrap bedraagt dan 580V, met een primaire transfo impedantie van 2×4.7k.

De condensator en de weerstand zonder waarde tussen de twee anodes van de voortrap dienen om de bovenste limiet van de bandbreedte te bepalen. De waarden moeten zelf bepaald worden (dit hangt af van de montage), begin met R = 33k en C = 100pF. Het beste is een skoop te gebruiken, geef een blokgolf van 100mV 10kHz op de ingang en controleer dan de hoeken mooi afgerond zijn zonder uitslingeringen.

Het verschil tussen een enkele versterkertrap (single ended) en een symmetrische versterkertrap (push pull of dubbele mullard) is het beste te zien met de grafiek. In beide algemene grafieken tonen we de uitgangsspanning ten opzichte van de ingangspanning.

De eerste figuur is een single ended trap, met de groene lijn de ideale versterking (lineair) en in het rood de effektieve curve van de buis. Het geel gebied is de mate van vervorming. Voor een voorversterkerbuis speelt de niet-lineaire curve geen belangrijke rol, want de amplitude van het signaal is zo laag (5V wisselspanning op de anode) dat het deel van de gebruikte curve als een rechte aangezien kan worden. Maar voor een stuurtrap die een signaal van 25V effektief of meer moet leveren, is de vervorming wel duidelijk aanwezig. En de vervorming is nog meer aanwezig bij een eindtrap die volledig uitgestuurd wordt (en dus de volledige curve gebruikt).

De vervorming kan echter verminderd worden door een goed uitgerekend ontwerp waarbij de vervormingen van de eindtrap gecompenseerd worden door de vervormingen van de voortrap. Men kiest dan voor de voortrap een niet-optimale werkpunt met hogere vervorming, je zal soms de benaming "starved" tegenkomen: dit is een instelling op een te lage spanning. Ook worden de vervormingen beperkt door de algemene tegenkoppeling, maar dit is een noodoplossing.

Gebruikt men een symmetrische opstelling, dan heeft men twee buizen met ongeveer dezelfde vervorming, maar de niet-lineaire vervorming van de ene buis (rood) heft de vervorming van de andere buis (magenta) op. De gele zone is hier minimaal. Men bekomt het beste effekt als men dubbele triodes gebruikt (de twee triodes in n ballon hebben caracteristieken die heel dicht bij elkaar liggen). Daarom is het ook belangrijk dat men correcte paren vormt: de twee onderste triodes van de cascode, de twee bovenste triodes van de cascode en de twee stuurtrappen.

Moderne transistor voorversterkerschakelingen uitgerust met discrete componenten of met op amps gebruiken een long tail schakeling. Deze versterkers zijn doorgaans uitgevoerd als verschilversterker waarbij de ene ingang het audiosignaal ontvangt en de tweede ingang een deel van het versterkt signaal ontvangt (tegenkoppeling). Omdat er geen faseverschuivende elementen aanwezig zijn kan de terugkoppeling zeer sterk zijn.

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

-