Buizenversterkers
Drivertraptrap
 

De drivertrap stuurt de eindbuizen en wordt geplaatst na de fase-omkeertrap. Een drivertrap is niet altijd nodig.
-

-

De fase-omkeertrap die nodig is bij push pull versterkers kan in sommige gevallen de eindtrappen niet direct aansturen. Dit is met name het geval als de versterker typische lijneindtrappen gebruikt zoals de PL504 en PL519 (en ook de EL509). Deze buizen hebben niet alléén een hoge swing nodig (spanningszwaai), maar hebben ook een redelijk hoge roostercapaciteit, waardoor ze aangestuurd moeten worden met een schakeling met een laagohmige uitgang.

Om een richtwaarde te geven: dit zijn de effektieve spanningen die nodig zijn om een balanstrap aan te sturen (wisselspanning op het stuurrooster van de eindtrap):

  • EL84: 10V
  • EL34: 25V
  • PL519: 40V
De top-top spanning is ongeveer driemaal zo groot.

De Williamsonschakeling (afbeelding rechts) is een fase-omkeertrap gevolgd door een drivertrap (en wordt beschreven op de pagina van de omkeertrappen). Dit is een schakeling die heel geschikt is om zwaardere buizen aan te sturen.

De schakeling recht bevat een versterkertrap (blauw), een cathodyne fase-omkeertrap (groen), gevolgd door een long-tail schakeling (rood). De cathodyne en de long tail vormen samen de Williamsonschakeling, waarbij de long tail de drivertrap vormt.

De cathodyne heeft een bootstrap met impedantiecorrectie, meer informatie op de pagina cathodyneschakeling (onderaan de pagina).

Als drivertrap wordt er gewoonlijk een ECC82 gebruikt (één triode om iedere eindtrap aan te sturen). Deze buis kan een wat hogere stroom leveren dan de ECC83 en is hier beter op zijn plaats. Hoewel de spanningsversterking van de buis lager is dan een ECC83, heeft de buis een hogere steilheid, resp. 1.5 en 2.5mA/V.

Een ECC81 kan ook gebruikt worden: het is een buis die geschikt is voor een hogere stroom. Spanningsversterking µ = 60 en steilheid S = 5.5mA/V maar de anodespanning mag niet boven 250V komen (deze buis was oorspronkelijk ontworpen als VHF versterker).

Met deze buis kan er ook een lokale tegenkoppeling toegepast worden, waardoor de muziek beter gedefinieerd klinkt (verlaging van de vervorming en verhoging van de demping). Dit gebeurt bij de tweede schakeling: de orange buis is de stuurtrap en krijgt een lokale tegenkoppeling op zijn cathode.

De grootste vervorming ontstaat op de eindtrap: het is dan ook heel nuttig om een lokale tegenkoppeling toe te passen op enkel de eindtrappen (of de eindtrap en de drivertrap).

Bij het bepalen van de totale versterking zorgt de drivertrap ook voor een versterking van het signaal. Doorgaans is de versterking niet zo hoog als bij een voortrap vanwege de lagere anodeweerstand. De versterking wordt nog lager bij het toepassen van de lokale tegenkoppeling.

Dit zijn de voordelen van een extra drivertrap, toe te passen zelfs bij buizen die geen extra drivertrap nodig hebben:

  • Hogere swing dan wat mogelijk is met een enkelvoudige fase-omkeertrap (minstens dubbel zo hoog), minder vervorming bij een lagere swing.

  • Nauwelijks belasting van de fase-omkeertrap, waardoor die ook meer symmetrisch gaat werken.

  • » Lokale tegenkoppeling om de audio-eigenschappen van de schakeling te verbeteren, met name een betere demping (daar heeft een EL34-eindtrap baat bij).

    » Als er geen lokale tegenkoppeling toegepast wordt, gebruikt men vaak een Williamsonschakeling die een zeer symmetrische sturing mogelijk maakt.

Waarom een specifieke driverbuis?

De ingangsimpedantie van de vermogenstrap is niet oneindig. Er is de roosterlekweerstand, maar ook de inwendige capaciteiten tussen rooster en cathode. De capaciteit ten opzichte van de anode wordt vermenigvuldigd met de spanningsversterking van de eindtrap (millercapaciteit) en kan een waarde van 100pF hebben. Bij mosfets is de gatecapaciteit in de orde van de nF, dus minstens 10 keer meer. Men zegt altijd dat mosfet transistoren met een spanning gestuurd kunnen worden, maar dat is enkel het geval bij gelijkspanning. Van zodra de transistor moet schakelen moet er een gatestroom lopen.

Als men een anodeweerstand van de driverbuis met een te hoge ohmse waarde gebruikt (in dit geval een weerstand van 100kΩ) dan kan de buis de eindtrap niet correct sturen. De flanken van het uitgangssignaal (in blauw) zijn niet meer vertikaal. Bij 1kHz valt dit nauwelijks op, maar het effekt is meer zichtbaar bij 10kHz. Gelukkig zijn de signalen van 10kHz sinussen (weinig harmonischen) en de vervorming van het bloksignaal heeft geen invloed op het geluid.

Wat men ook kan opmerken is dat de impedantie van de drivertrap niet constant is: de neergaande curve is meer vertikaal dan de stijgende. Dit is normaal omdat de buis in geleiding is tijdens de dalende flanken (anodeweerstand en buisweerstand in parallel), en bijna uit geleiding bij een stijgende flank (enkel de anodeweerstand kan de spanning naar boven halen). Het effekt is vooral zichtbaar op het derde skoopbeeld.

Voor vermogenversterkers die via g1 gestuurd worden is het aangeraden een anodeweerstand te kiezen die niet hoger is dan 47kΩ, maar zelfs bij eindbuizen zoals de PL519 is het niet nodig veel lager te gaan dan die waarde.

Voor vermogenversterkers die op g2 gestuurd (schermrooster) worden is er een lagere weerstandswaarde nodig (ongeveer 10kΩ), maar de stuurschakeling is ook anders.

Voor kleine versterkers met EL84 en ECL86 is een anodeweerstand van de drivertrap van 100kΩ goed.

Puristen vertellen dat de anodeweerstand van de stuurtrap een zeer lage waarde moet hebben (hoe lager hoe beter), maar dit is bullshit. Het enig resultaat is dat de versterking van de trap lager wordt. De trap wordt dichter bij zijn limieten gebruikt en als de buis een verminderde emissie heeft, dan wordt dit snel hoorbaar (anodeweerstand stuurtrap van 22kΩ geeft een anodestroom van 10mA). Een anodestroom van 10mA is het maximum dat een normale triode kan leveren. Bepaalde buizen zijn trouwens niet echt geschikt om hoge stromen te kunnen leveren (ECC83) en gaan het signaal vervormen.

Een versterker die in classe AB werkt heeft een hogere stuurspanning nodig dan een versterker die in classe A werkt (dubbele stuurspanning).

En we gaan verder met de eindtrappen: hier heb je enorm veel keuze wat betreft de mogelijke schakelingen.

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

-