We bespreken op deze pagina voornamelijk de single ended versterker en de balansschakeling (parallel push pull). Op de pagina van de EL86 bespreken we verschillende SRPP schakelingen.

EL84 - PL84 - UL84 - EL86

Bij een PL buis is de gloeistroom gestandardiseerd op 300mA, bij een UL buis is dat 100mA (waarbij de benodigde spanning afhangt van het nodige gloeivermogen: 15V voor de PL84, 45V voor de UL84). Bij een EL buis is de spanning gestandardiseerd op 6.3V en de stroom hangt af van het nodige gloeivermogen. Sommige buizen uit de E reeks (zoals de ECL80, de EF80,...) hebben een gloeispanning van 6.3V en een gloeistroom van 300mA. Deze buizen kunnen zowel in serieschakelingen als in parallelschakelingen gebruikt worden.

De drie types buizen kunnen ongeveer eenzelfde vermogen leveren (de maximale anodedissipatie is identiek), maar de EL84/UL84 werkt op 300V (35mA, piekstroom 70mA), terwijl de PL84 of EL86 is voorzien voor 220V (50mA, piekstroom 75mA).

Gebruik in single ended eindtrap

De eerste schakeling toont een single ended versterker met een vermogen van 3W (met een vervorming van 1%). De vervorming stijgt snel als de 3W overschreden worden, een teken dat de tegenkoppeling de vervorming niet meer kan wegwerken.

De schakeling heeft enkele opmerkelijke eigenschappen, zoals een directe koppeling tussen anode van de stuurtrap en rooster van de vermogenstrap. Met de anodeweerstand van hoge waarde heeft men een anodespanning op de EF86 van 22V. Er is ook een gelijkspanningskoppeling tussen de cathode van de eindtrap (28V) naar het schermrooster van de stuurtrap. Daarmee kan het werkpunt gestabiliseerd worden.

De voortrap laat een hogere versterking toen (bepaald door de waarde van de anodeweerstand van de stuurtrap) zodat men een sterkere tegenkoppeling kan toepassen om de vervorming te beperken (altijd hoger in een single ended eindtrap). Maar deze ingreep beperkt ook de bandbreedte (hogere frekwenties) en wordt tegenwoordig niet meer toegepast in moderne buizenschakelingen.

Deze schakeling is één van de typische mullardschakelingen. De versterkers zijn gekenmerkt door een zeer hoge versterking (hier door een pentode met zeer hoge anodeweerstand) zodat er een styerke tegenkoppeling toegepast kan worden. De balans eindtrap die volgt komt ook uit het Mullard handboek.

Balans eindtrap

De waarden van de tegenkoppeling moeten aangepast worden aan de uitgangsimpedantie, de gebruikte transfo, enz. De terugkoppelweerstand past men aan aan het signaal van de bron om de versterking in te stellen zodat de versterker zijn maximaal vermogen haalt bij de maximale ingangsspanning. De waarde van de condensator wordt bepaald met een frekwentiegenerator. Bij 20kHz moet de amplitude gemeten op de uitgang van een sinussignaal juist beginnen te verminderen (dummy load gebruiken).

Door de cathodepolarisatie werken de eindtrappen nagenoeg in classe A bij lage vermogens, om naar classe AB over te gaan bij sterkere vermogens (automatische verschuiving van het werkpunt). Dit is een ingreep die gemakkelijk gerealiseerd kan worden met een buisversterker, maar zeer moeilijk te implementeren is met transistoren. Men kan zowel één weerstand en één condensator gebruiken per buis, of één weerstand en één condensator voor beide buizen (de puristen raken maar niet akkoord welke schakeling beter is). De dubbele weerstand is beter voor de statische werking (betere stabilisatie van het werkpunt van de buizen), terwijl de enkele weerstand voor beide buizen beter is voor het dynamisch gedrag (lagere vervorming). We gebruiken hier het feit dat als de stroom in de ene buis stijgt, de stroom in de andere buis evenredig daalt. Bij versterkers die in zuivere classe A werken kan men één cathodeweerstand zonder elko gebruiken voor beide buizen.

De cathodeweerstand heeft een waarde van 270Ω (normale werking) of 430Ω (low loading). De polarisatie van de eindtrappen (low loading, roostervoorstanning,...) komt hier aan bod.

Ik heb de eerste schakeling rechts aangepast om het beste van beide werelden te bekomen; de schakeling heeft aparte cathodeweerstanden, maar voor wisselspanning zijn beide cathodes doorverbonden, dit komt het dynamisch gedrag ten goede. De waarde van 4.7kΩ is niet kritisch, de weerstand dient enkel om de elko's correct te polariseren. De elko's moeten echter een hogere waarde hebben aangezien ze nu in serie staan voor de wisselspanning (250µF of meer gebruiken).

Bij ultralineair montage (vroeger "distributed loading" genaamd) heb je een aangepaste uitgangstransformator nodig, waarbij de aftappunt voor het keerrooster gelegen is op 43% (laagste vervorming met een vermogen van 11W) of op 20% (maximaal vermogen van 15W), gemeten met een voedingsspanning van 300V.

Voor huiskamergebruik is een stereo-versterker met 4 EL84 voldoende.