Buizenversterkers
Inleiding: de eindtrap
Werkingsklassen
Servers » TechTalk » Historisch perspectief » Audio » Buizenversterkers » Eindtrap » Push pull en werkingsclassen

De eindtrap stuurt de luidsprekers. Vaak gebruikt men een push pull configuratie die een hoger vermogen mogelijk maakt en bepaalde vervormingen kan onderdrukken.
-

-

Eindtrap (push pull)

De push pull configuratie kan de vervorming verminderen door de symmetrische constructie. Transistorversterkers gebruiken altijd een push pull configuratie om de vervorming te beperken. Bij een laagvermogen versterker is een push pull configuratie niet nodig bij buizenversterkers (single ended eindtrap).

De eindtrap kan zowel in classe A als classe AB werken. Men kan van de ene werkingsclasse overgaan naar de andere door de roostervoorspanning te wijzigen. Het is zelfs mogelijk een versterker zo te ontwerpen dat die in classe A werkt bij lage vermogens (geen overnamevervorming) om over te gaan in classe AB bij hoog vermogen (hoger rendement). Deze werking heet auto-bias.


Bouw van een versterker van 20W met een vervorming van minder dan 0.1% (1955), vermogensbuizen: EL84


Moderne versterker uitgerust met 4 EL84


Moderne versterker uitgerust met EL34, vermogen 2 × 36W

In tegenstelling met transistorversterkers hebben we een classe AB1 en AB2. De statische polarisatie van de buis is identiek in beide gevallen, maar bij een AB2-instelling wordt de buis sterker uitgestuurd, zo sterk dat het stuurrooster kortstondig positief kan worden.

Bepaalde buizen zijn eigenlijk "gemaakt" om in classe AB2 te werken, zoals de PL504 die een hoog vermogenreserve heeft (kan probleemloos 400mA leveren), maar waarvan de totale anodedissipatie beperkt is tot 16W, de ruststroom moet dan bijvoorbeeld ingesteld worden op 30 à 35mA.

Voor de eintrappen gebruiken we pentodes, maar deze buizen hebben een minder lineair verloop als ze sterk uitgestuurd worden (bepaalde buizen hebben nog steeds de kenmerkende tetrode-knik).

Het is echter mogelijk een pentode te gebruiken als triode door de schermrooster te verbinden met de anode, maar met een sterke vermindering van het vermogen en de versterking. Een triodeschakeling levert ongeveer 1/4 van het vermogen van een pentodeschakeling en heeft een dubbel zo sterke uitsturing nodig.

Op dit ogenblik hebben we dus 4 mogelijke configuraties:

Penthode schakeling
Classe A
Triode schakeling
Classe A
Penthode schakeling
Classe AB
Triode schakeling
Classe AB

Bij iedere configuratie zal men specifieke buizen gebruiken die het best presteren in die specifieke configuratie.

Laten we eens de eigenschappen van de configuraties overlopen:

  • Penthode schakeling
    • Hogere versterking, hoger rendement, hoog vermogen
    • Hogere vervorming (oneven harmonischen die moeilijker te onderdrukken zijn met een balans eindtrap)
  • Triode schakeling
    • Merkbare vervorming die echter door de balansschakeling goed onderdrukt kan worden (even harmonischen)
    • Lagere versterking, de buis moet sterker uitgestuurd worden.

  • Classe A
    • Lager rendement, de buis wordt gepolariseerd zoals een voortrap of een eindtrap met enkele buis.
    • Er loopt altijd dezelfde stroom door de buizen, ongeacht het volume: als de stroom door één buis daalt, dan stijgt de stroom door de andere buis.
    • Zeer goede audiokwaliteit
    • De classe A wordt algemeen gebruikt: voortrappen, stuurtrappen, single ended eindtrappen, maar ook push pull schakelingen
  • Classe AB
    • Hoger rendement, de buis wordt gepolariseerd zodat er slechts een lage stroom door de buis loopt in rust.
    • Er is een negatieve hulpspanning nodig (bij hoog vermogen buizenversterkers)
    • Niet alle buizen zijn geschikt om in classe AB te werken, de ruststoominstelling is meer kritisch.

De classe AB kan enkel gebruikt worden bij push-pull configuratie. In vergelijking met een transistorversterker is de ruststroom relatief hoger bij een buizenversterker. Om een grootte orde te geven: we hebben een ruststroom van 30mA en een maximale stroom van 120mA bij een buizenversterker van 30W. Voor een transistorversterker hebben we een ruststroom van 10mA en een piekstroom van 2A (voor eenzelfde vermogen).

Ultra lineair schakeling

Maar we zijn er nog niet wat het aantal configuraties betreft. Door speciale output transformatoren te gebruiken kan men de voordelen van de triode-eindtrap combineren met die van de pentode. Daarvoor heeft de transformator een aftapping tussen de anode-aansluiting en de plus van de voeding (middenaftapping van de balanstransformator). Het schermrooster zit dus niet op een vast potentiaal (pentode-werking), maar is ook niet verbonden met de anode (triode-werking).

Bij de ultra-linear-schakeling (want zo heet die schakeling) is het echt aangeraden een outputtransformator te kopen die aangepast is aan de buizen die men wenst te gebruiken. Bij de meeste transformatoren zit de aftapping op 43% (dus wat dichter bij de voedingsspanning). Bepaalde transformatoren hebben ook een aansluiting op 20% waardoor een hoger vermogen geleverd kan worden.

Niet alle buizen zijn geschikt voor een ultra-lineairschakeling. Bepaalde buizen hebben een lagere schermroosterspanning nodig, waardoor de ultralineairschakeling niet toegepast kan worden.

De ultralineairschakeling kan zowel bij push pull configuraties als single ended configuraties gebruikt worden.

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

-