Maar de lineariteit van de PCF80 valt reuze mee, de buis werd zelfs in bepaalde televisies gebruikt als video-eindtrap, waar de buis een signaal van 100V top-top moet leveren.

Met een maximale anodestroom van 10mA continu en een dissipatie van 1.7W is dit geen buis die normaal als eindtrap kan gebruikt worden, maar het is mogelijk een kleine versterker te bouwen voor een vermogen van 500mW single ended en 3W in push pull. Kijk voor voorbeeldschakelingen naar de EF80 die in zeer grote aantallen gemaakt werd en gebruikt werd in enkele radiotoestellen als een laag vermogen voldoende was (of als de prijs zeer laag gehouden moest worden).

De PCF80 heeft een gloeispanning van 9V nodig (300mA).

Zowel de triode als de pentode is geschikt voor een anodestroom van 10mA, doorgaans gebruikte men in de eerste HF en MF versterkertrappen een zo hoog mogelijke stroom om de signaal/ruis afstand te verbeteren.

Eigenlijk is de buis bijzonder geschikt als voortrap in een kleine push pull versterker (vermogen van ongeveer 20W). Bij zo'n vermogen is een dubbele EL84 (samen met een ECC83 als voortrap en fase omkeertrap te zwak) en een complete Williamson met ECC83, ECC82 en tweemaal EL34 een overkill.

We gaan een versterker bouwen met een voortrap, fase omkeertrap en push pull eindtrap. Als eindtrap hebben we heelwat keuze: EL34, 6L6, KT66, KT77, EL504/PL504, EL508/PL508. De buizen worden op een niet al te hoog vermogen gebruikt en hebben een lage vervorming.

Het probleem is echter de voortrap en fase-omkeertrap:

• De ECC83 heeft een hoge versterking (da's goed als voortrap), maar is nogal zwak om de eindtrap te sturen, de buis werkt niet meer lineair met een anodestroom van meer dan 1mA en een spanning van minder dan 150V (onbruibaar als cathodyne).
• De ECC82 is dan weer ideaal als omkeertrap en drivertrap, maar heeft een te lage spanningsversterking om als voortrap gebruikt te worden.

Maar we hebben een andere mogelijkheid onder de vorm van een ECF80/PCF80. We gebruiken de pentode als voortrap want die heeft een hoge versterking en de triode als fase-omkeertrap (de eigenschappen van de triode zijn vergelijkbaar met die van de ECC82). Deze buizen zijn nog gemakkelijk te vinden, want ze werden veelvuldig gebruikt in televisies en zijn nagenoeg onverwoestbaar.

De eerste schakeling staat links. Het is eigenlijk een complete versterker met een paar 6L6. We beperken ons hier echter tot de bespreking van de voortrap.

De pentode gebruikt een zeer hoogohmige anodeweerstand om een hoge versterking te hebben. Dit kan geen kwaad, want de fase omkeertrap is direct gekoppeld en heeft op zich een hoge ingangsimpedantie.

De condensatorwaarde in de tegenkoppeling en over de pentode moeten proefondervindelijk bepaald worden en hangen grotendeels af van de gebruikte transfo.

De tweede schakeling is enkel een complete voortrap met voorversterkerpentode en cathodyne fase omkeertrap, maar hier staan ook de stromen en spanningen aangegeven. Overigens mag je deze waarden met een korreltje zout nemen, je zal merken dat de waarden 20% kunnen verlopen.

De voortrap werkt met een anodeweerstand met een lagere waarde, maar verder is de schakeling redelijk identiek.

Bij een voortrap met triode kan men vaak de kleine condensator naar massa op de anode vermijden wegens de millercapaciteit. Bij een pentode is dit niet het geval wegens de veel lagere millercapaciteit.

De pentode van de PCF80 is hier gebruikt als voorversterker van een SRPP schakeling. De pentode heeft een hoge versterking, waardoor er een complexe toonregeling en tegenkoppeling toegepst kan worden: het verlies aan signaalsterkte wordt gecompenseerd door de hogere versterking van de pentode.

De SRPP schakeling werd in de duurdere televisietoestellen gebruikt wegens de betere geluidskwaliteit, maar gaandeweg zal men de schakeling in het volledige gamma van de fabrikant terugvinden.

De eindtrap bestaat uit 2 PL84 buizen, dit zijn pentodes die ontworpen zijn om op een lagere spanning te werken. Deze pentodes sturen twee luidsprekers, zonder dat een transformator nodig is. De twee buizen vormen het hart van de SRPP (basisschakeling).

De triode van de PCF80 wordt niet gebruikt als drivertrap voor de bovenste buis zoals in het origineel SRPP ontwerp, maar werd gebruikt om de spanning op de uitgang te stabiliseren op de halve voedingsspanning. Dit ontwerp zal verder niet meer gebruikt worden in commerciêle schakelingen en in het vervolg zal men werken met een triode-pentode PCL86 (voortrap en onderste pentode) en PL84 (bovenste pentode).

En we eindigen met een compromis-voorstel, waar we een duidelijk verschil opmerken: de anti flashover diode die eigenlijk nodig is als de hoogspanning aangelegd wordt maar de cathodes nog koud zijn. Het stuurrooster van de triode wordt namelijk naar de hoogspanning getrokken via de anodeweerstand van de pentode, terwijl de cathode naar de massa getrokken wordt door zijn cathodeweerstand. Daardoor ontstaat er een spanning van meer dan 300V tussen cathode en stuurrooster, en dit kan de triode beschadigen.

De spanningsversterking met ontkoppelde cathodeweerstand bedraagt ongeveer 650×, dit is te veel voor de meeste toepassingen. Verwijdert men de elko, dan heeft men een versterking van 125×. De algemene tegenkoppeling kan op de cathode terechtkomen. Door een gedeeltelijke ontkoppeling toe te passen kan men de versterking aanpassen. De wisselspanningen (in magenta aangegeven) zijn gemeten met de tegenkoppeling niet aangesloten.

Het signaal op de uitgang bedraagt 14.5Veff. bij een voedingsspanning van 272V. Het maximum dat gehaald kan worden met een voedingsspanning van 350V is 18.5Veff, men kan niet meer bereiken met een cathodyneschakeling. Door de lage cathode— en anodeweerstanden is de uitgangsimpedantie echter zeer laag. De amplitude van 40Vpp is voldoende om de meeste eindtrappen aan te sturen, maar de amplitude is te laag om het maximum vermogen uit een paar EL34, KT77 of EL509 te halen (dit is het geval met alle cathodyneschakelingen). Om een hoger vermogen te halen moet men overgaan op bijvoorbeeld een Williamson.

De kleine condensator van 15pF is nodig om de buis stabiel te houden (deze zeer lage waarde heeft weinig invloed op de bandbreedte, zoals men uit de skoopbeelden zal zien). De condensator is nodig zelfs al wordt er geen tegenkoppeling toegepast.

Nog een laatste commercieële schakeling met een ECL80 als voortrap. De twee types buizen werden in die tijd in nagenoeg alle televisies gebruikt, waardoor ze veel goedkoper waren dan specifieke "audio buizen" zoals de ECC83 en EL34.

De verschillende spanningsmetingen en skoopbeelden zijn uitgevoerd met de schakeling zoals getoond, dus zonder aangesloten tegenkoppeling.

Het eerste skoopbeeld is met een ingangssignal van 150mV en een uitgangssignaal van 35V (top-top waarden). Deze meting werd uitgevoerd voor de optimalisatie (aanpassing van de verhouding van de schermroosterweerstanden). We zien dat de lineariteit heel goed is (frekwentie: 440Hz).

De tweede meting gebeurt met een driehoeksignaal: met een dergelijk signaal kan men moeilijk berekeningen maken (bandbreedte), maar vallen de vervormingen des te meer op. Het signaal is 10kHz en de afgeplatte toppen zijn normaal.

De derde meting met een bloksignaal gebeurt met een frekwentie van 10kHz. Het verloop is zeer goed (zowel positief als negatief gaande). De hoge tonen worden nauwelijks beperkt en er zijn geen oscillaties. Een beter signaal kan je eigenlijk niet bereiken.

Ik heb deze schakeling met PCF80 vergeleken met een cathodyne met transistoren. De schakeling met transistor kan een hogere sweep leveren omdat de saturatiespanning veel lager is bij transistoren. De transistoren kunnen nog perfect werken met een emitter-collectorspanning van 10V, wat niet het geval is met buizen.

Met een cathodyne met buizen kan je enkel kleinere eindtrappen direct aansturen (EL84, 6V6, EL508,...). Met een cathodyne met transistoren kan je bijna alle eindbuizen aansturen, behalve bijvoorbeeld de EL509/PL519 die een signaal van 40V nodig hebben om volledig uitgestuurd te worden.

De spanningsversterking geeft geen zinnige informatie over de bruikbare versterking, want beide schakelingen zijn zo gebouwd dat de feedback signaal ook aangesloten moet worden. De maximale amplitude vooraleer vervorming optreedt verandert echter niet met de tegenkoppeling.

De lampenschakeling geeft een perfect verloop van een blokgolf bij 10kHz. Bij de transistorschakeling is er een lichte overshoot. De meeste vervormingen treden echter op in de eindtrap en de outputtransformator, waarbij de lichte vervorming van de transistor niet meer relevant is in vergelijking met de sterkere vervorming van de eindtrap.

Een andere toepassing voor de PCF80 is de sturing in enhanced triode van een PL508. De pentode is hier ook de voorversterker en de triode is de drivertrap als cathodevolger (uitleg via de link).