Buizenversterkers
Automatische volumeregeling
AVR

In bepaalde toepassingen is er een automatische volumeregeling nodig, bijvoorbeeld bij bandopnemers en omroepsystemen.
-

-

Bij de automatische volumeregeling wordt het signaal op de uitgang van de versterker gelijkgericht, gefilterd en teruggevoerd naar de voortrap als negatieve roostervoorspanning. Het systeem is vergelijkbaar met de automatische volumeregeling op de AM band. Zo ver zelfs, dat de EF89 (middenfrekwent pentode met variabele gain) soms gebruikt werd in de plaats van de EF83 die normaal voor deze toepassing ontworpen werd. De EF89 was echter volop verkrijgbaar (werd in nagenoeg alle radio's gebruikt), terwijl de EF83 slechts in enkele ontwerpen gebruikt werd.

Er zijn verschillende namen in gebruik voor deze buis: remote cutoff (er is een zeer negatieve roosterspanning nodig om de buis uit geleiding te duwen) en vari-µ (variabele versterking). De normale voorversterkerbuis (geen remote cutoff) is de EF86 die speciaal ontworpen is voor het versterken van zwakke signalen.

De eigenschappen van deze buis zijn niet denderend, met een vervorming die gaat van 1.5% naar 2.3%, roostervoorspanning gaande van -1V (versterking = 105×) tot -20V (versterking = 16×). Voor gebruik in een bandrecorder was dit geen probleem, deze apparaten hadden een beperkte dynamiek en de vervorming van de voortrap was irrelevant in vergelijking met de algemene prestaties van de bandrecorders toen.

Zelfs in public address systemen was de vervorming niet relevant, omdat de compressor doorgaans enkel voor microfoonsignalen gebruikt werd, waarbij de vervorming minder aanwezig was (signalen van enkele mV).

Deze buizen (EF86, EF83, ...) worden besproken op de pagina voorversterkerpentodes.



Een andere compressor die gebruikt werd door zendamateurs staat links (de 6C4 buis werd doorgaans gebruikt in mobiele zenders). Een gelijkaardige schakeling werd ook gebruikt in gitaarversterkers.

De 6C4 kan je vervangen door nagenoeg om het even welke buis: ECC81, ECC82, ECC83: de buis wordt enkel gebruikt als signaalversterker voor de gelijkrichter. Als gelijkrichterbuis is een EAA91 bruikbaar in plaats van de 6AL5. Je kan als eerste buis dan een EC91 gebruiken, die heeft dezelfde B7G buisvoet. Eventueel kan je de gelijkrichterbuis vervangen door germaniumdiodes zoals de OA85, OA91,... De uitgangstrap 6HZ6 kan je vervangen door een EF91, EF94,... wat je maar in stock hebt. Je kan ook een EF86 gebruiken, maar die heeft een andere buisvoet.

De EF91 is trouwens een vari-µ buis (alle laagvermogenpentodes eindigend op een oneven getal zijn remote cutoff buizen), maar we gebruiken hier een andere manier om de versterking in te stellen. Je kan ook een combi buis gebruiken zoals de ECF80 samen met germaniumdiodes, en je hebt een complete AVR met slechts één buis en enkele randcomponenten.

De werking van de schakeling is eenvoudig uit te leggen. De eerste triode versterkt het signaal, dat naar een dubbele gelijkrichter gestuurd wordt. De gelijkgerichte en gefilterde spanning (negatiefgaand) wordt dan gebruikt om de g3 spanning (keerroosterspanning) van de audio versterkerbuis in te stellen.

Deze modernere schakeling heeft als voordeel dat je niet de stuurspanning van de buis gaat wijzigen (waardoor de buis in zijn kromme karacteristiek gestuurd wordt). De buis blijft in zijn lineair gebied werken en het negatief keerrooster blokeert min of meer de electronenstroom naargelang de spanning. Het keerrooster werkt dan als een tweede stuurrooster (maar met een lagere versterking). De electronen die tegen gehouden worden worden opgevangen door het schermrooster, die hier op een vaste spanning ingesteld wordt met een spanningsdeler.

De ECH81 is een buis met twee "ingangen" die ontworpen is om twee signalen te mengen (wat hier ook gebeurt, behalve dat één signaal een gelijkspanning is). En hier heb je ook een extra triode dat je als spanningsversterker kan gebruiken voor de gelijkrichter. Deze buis is echter voorzien voor zeer zwakke signalen (antennesignalen) en ik weet niet of deze buis nog lineair zou werken met audiosignalen. Waarschijnlijk zal je het audiosignaal moeten aanbieden aan g3 en de regelspanning aan g1 (81: het is ook een vari-µ buis en er bestaat geen ECH82).


De versterking van een pentode kan ook aangepast worden door het schermrooster meer of minder te ontkoppelen (GAIN). De buis heeft een versterking van maximaal 170× en minimaal 29×. De buis komt overeen met een europese ECF80/PCF80 waarvan we de pentode gebruiken.

Een dergelijke gainregeling kan gebruikt worden als de buis als voortrap gebruikt wordt. De automatische gainregeling kan bijvoorbeeld gevormd worden door een MOSFET die als variabele weerstand gebruikt wordt. In rust krijgt de mosfer een lichte positieve spanning zodat die volledig in geleiding is en de versterking van de pentode maximaal is, de gainreductie gebeurt door de positieve spanning te verminderen. De triode in dezelfde buis kan dan gebruikt worden als spanningsversterker voor de gelijkrichter.

Dit is een betere oplossing dan te werken met een variabele-µ buis waarvan met de polarisatie wijzigt (betere lineariteit) maar het regelgebied is beperkt.


Toepassing in een complete versterker

Plaatst men de automatische volumeregeling voor de volumepotmeter of erna?
  • Volumepotmeter voor de AVR
    De schakeling werkt als begrenzer om de versterker en luidsprekers te behoeden voor oversturing.
    Vanaf dat het signaal een vaste waarde overschrijd treedt de compressor in werking. De regeling begint abrupt te werken.
    Deze schakeling wordt doorgaans in public address systemen (omroepsystemen) gebruikt zodat het systeem niet overstuurd wordt (onverstaanbare spraak).

  • Volumeregeling na de AVR
    De schakeling wordt primair gebruikt om de dynamiek van de bron te beperken.
    De volumeregeling werkt normaal op het gecomprimeerd signaal. De regeling zelf werkt geleidelijk om het audiosignaal zo weinig mogelijk te verminken.
    De schakeling wordt onder een moderne vorm gebruikt in sonorisatiesystemen in de horeca. Men kan de volume aanpassen aan de behoeften (stille of luidere muziek).

In een complete versterker kan men enkel een variabele gainregeling toepassen als de regelpentode niet in een tegenkoppellus geplaatst is, want de verandering in versterking wordt anders teniet gedaan door de tegenkoppeling (dat is ook de reden waarom de volumeknop niet in de regellus geplaatst wordt!).

In welbepaalde gevallen (en met kennis van zaken) kan de gain aangepast worden in een tegenkoppellus om oscilleerneigingen te onderdrukken (gain in de tegenkoppellus te hoog). Men zal dan een schakeling toepassen met een beperkte regeling en een goede lineariteit zoals de laatste schakeling.

Publicités - Reklame

-