Buizenversterkers
Voortrap en fase-omkeertrap
 

De parafase omkeertrap is de laatste omkeertrap in onze reeks.
-

-


Basisschakeling paraphase
 

Anode follower schakeling
 

Floating paraphase
Basisschakeling parafase
De parafase omkeertrap is eigenlijk heel eenvoudig: het signaal in fase wordt naar een triode gestuurd om de fase om te keren. Om de amplitude correct te houden (versterking van -1×) wordt slechts een deel van het fase-signaal afgetapt (met een trimmer).

Deze schakeling heeft als voordeel dat de impedantie van beide uitgangen relatief identiek is: de eindtrappen kunnen dus aangestuurd worden zonder dat er vervormingen ontstaan (zoals bij de concertina-schakeling wel kan gebeuren). De ontkoppelcondensator Ck dient vooral om de impedantie van de omkeertriode laag te houden.

Deze schakeling gebruikt slechts één buis voor de omkeertrap zoals de concertina, maar de swing kan hier bijna dubbel zo groot worden omdat twee verschillende triodes voor de positieve en negatieve fase zorgen. Bij een concertina of cathodyne schakeling levert de omkeertrap zowel de positieve als de negatieve fase.

De schakeling heeft echter ook een nadeel: de versterking van een buis kan verlopen, waardoor de ingestelde gain niet meer correct is na verloop van tijd. Men kan dit oplossen door de omkeertrap te schakelen als een concertina-schakeling (anodeweerstand = cathodeweerstand) waarbij enkel signaal aan de anode afgetapt wordt, maar daardoor verhoogt de inwendige weerstand: beide uitgangen zijn niet meer identiek.

Deze parafase schakeling wordt algemeen weinig gebruikt in hifi-toepassingen omdat het tegenfase signaal door een extra buis moet passeren, waardoor de uitgang altijd verschillende eigenschappen heeft (impedantie, gedrag bij sterke signalen, lichte faseverschillen,...). De schakeling zal je wel vaak aantreffen in guitaarversterkers.

Parafase met anode follower trap
Als men tegenwoordig een parafase-schakeling toepast, dan is het volgens methode 2 waarbij de omkeertriode als een -1× versterker geschakeld wordt: het rooster is de negatieve ingang van een op amp. Als de tegenkoppel-weerstand Rf 1MΩ heeft, dan moet R1 een waarde van ongeveer 910kΩ hebben als men een ECC82 gebruikt (de triode gedraagt zich niet als een perfecte op-amp). Men kan ook 1MΩ kiezen voor R1 en een weerstand van 33kΩ in serie plaatsen met de weerstand Rf (ECC83).

Bij deze tweede schakeling is de ontkoppelcondensator van de cathode van de omkeertrap noodzakelijk.

De schakeling met een versterking van -1× wordt vaak anode follower genoemd naar analogie met de cathode follower die een gain van +1× heeft. Deze schakeling wordt doorgaans meer in hifi toepassingen gebruikt.

De schakeling hierboven toont ook de voortrap om de mooie symmetrische opstelling te beklemtonen. We gebruiken hier een gemeenschappelijke cathodeweerstand om beide triodes (die in eenzelfde buis zitten) correct te polariseren. We zitten al heel dicht bij de floating parafase.

Floating parafase
De floating parafase heeft één kenmerk van de mullardschakeling, namelijk de niet ontkoppelde cathodeweerstand. Deze weerstand zorgt ervoor dat de gelijkloop tussen beide uitgangen ferm verbeterd wordt. De floating parafase schakeling is een zeer goede schakeling, het combineert de voordelen van de mullardschakeling en van de parafase met anode follower trap.

De schakeling rechts is een parktische toepassing, gevonden in een oude Elektuur nummer. Op het eerste zicht lijkt het wel goed, het combineert een cathodevolger met een anodevolger.

De eerste triode is geschakeld als cathodevolger, het uitgangssignaal wordt op de cathode afgenomen. De tweede triode is geschakeld als een -1 versterker (anodevolger), het signaal op de blauwe uitgang wordt -1 versterkt. Het rooster van de tweede buis fungeert hier als inverterende ingang van een op amp.

Het grootste nadeel van deze schakeling is de ongelijke impedantie van de twee uitgangen: één trap is geschakeld als emittervolger, de andere als gemeenschappelijke cathodeschakeling. De impedantie van de tweede buis wordt nog verhoogd door de niet ontkoppelde cathodeweerstand (en een beetje verlaagd door de tegenkoppeling; kortom: een zootje). Problemen die door een dergelijke schakeling kunnen ontstaan zijn besproken op de concertina schakeling.

Zelfs al regel je de amplitude van beide signalen zo goed mogelijk af voor een bepaalde frekwentie, bij een andere frekwentie heb je wel een onbalans door de capaciteiten van de buizen (millercapaciteit, roostercapaciteit, enz). De capaciteiten zijn impedanties waarvan de waarde met de frekwentie verandert, waardoor de stuurtrappen anders belast worden.

De schakeling heeft ook nog de bekende nadelen van de Elektuur-ontwerpen; veel te hoge waarden voor koppelcondensatoren. Dit wordt gedaan om faseverschuivingen tegen te gaan in versterkers met een sterke tegenkoppeling, maar het kan ook motorboten veroorzaken (zeer laagfrekwente oscillaties).

Maar het hoeft niet noodzakelijk verkeerd af te lopen. Als je een schakeling bouwt volgens het principe van de floating parafase, dan kan je zeer goede resultaten behalen, namelijk een gelijke uitgangsimpedantie en een gelijkloop beter dan 95%. De gebruikte triodes moeten high gain zijn (ECC83).

Een tweede praktische schakeling staat rechts. Het betreft een chinese schakeling die buizen made in China gebruikt, maar men kan evengoed europese types gebruiken. De ECC81 kan gerust vervangen worden door een ECC83.

De uitgangstrap gebruikt een paar 6P6P, het chinees equivalent van de bekende 6V6. Het is een beam tetrode, de kleine broer van de 6L6, een buis die goed geschikt is voor dergelijke toepassingen hoewel die oorspronkelijk niet ontworpen werd voor audiotoepassingen. Men bereikt een vermogen van 12W RMS. Het musicaal vermogen is ongeveer 10% hoger want men gebruikt hier een polarisatie door een cathodeweerstand.

In het paars is het audiosignaal aangegeven (uitleg op de pagina over de super-mullard schakeling). De eerste buis versterkt het signaal en keert de fase om. Het signaal aan de ingang van de tweede voorversterkerbuis is omgekeerd, deze buis werkt als op-amp met een versterking van -1×. Dit is nog een andere versie van de parafase schakeling. Het is geen floating parafase (en geen mullardschakeling) want de tweede buis heeft een cathode ontkoppelcondensator. Dit is nodig want de terugkoppeling wordt aan de cathode van de eerste buis aangelegd. De condensator in de terugkoppeling moet eventueel aangepast worden aan de uitgangstransformator.

In sommige zeldzame gevallen zoals een balansversterker met ECL80 is de parafase de enige mogelijkheid om een fasedraaier te realiseren, want de cathode van de triode en de pentode is gemeenschappelijk.

Publicités - Reklame

-