Buizenversterkers
Strip van de EF80
EF80

De EF80 is een voorversterkerpentode die in televisies gebruikt werd in de jaren 1950. De voorversterkerpentode kan zowel in een parallelkring gebruikt worden (6.3V) als in een seriekring (300mA) voor de gloeidraad. Verschillende buizen met de E-markering kunnen op twee manieren aangesloten worden.
-

-

De EF80 is een voorversterkerpentode die voornamelijk in televisies gebruikt werd, vooral in de middenfrekwent trappen, soms ook als videoversterker en uitzonderlijk in de tuner (enkel VHF band I). Het is een pentode met een vaste versterking, de buis kan niet gebruikt worden voor de gainregeling.

Om een gunstige signaal-ruis afstand te bereiken wordt de buis met een relatief hoge stroom gebruikt (tot maximaal 10mA). Dit heeft een aantal gevolgen wat betreft de constructie van de buis: aan ÚÚn kant moeten we maatregelen treffen om een hoge versterking te hebben (wikkelingen van het stuurrooster die dicht bij elkaar liggen) en een lage parasitaire capaciteit van de anode (anode ver van de andere electrodes). Door deze twee maatregelen hebben we een veel te lage anodestroom, dat we moeten compenseren door de cathode groter te maken.

De buis heeft een interne afscherming: de buitenste electrode is niet de anode maar een afscherming die aan de massa gelegd wordt! In plaats van een rooster hebben enkele buizen een afscherming in de vorm van een plaat.



Het is een echte pentode, dus met drie roosters: stuurrooster, schermrooster en keerrooster.



De kathode is redelijk groot voor een voorversterkerbuis, maar dat werd gedaan om een voldoende electronenstroom te hebben. We zullen verder zien dat het stuurrooster zeer dicht gewikkeld is, waardoor er relatief weinig electronen door het rooster kunnen geraken. De anode staat ook zo ver mogelijk van de andere electroden. Door deze maatregelen ontvangt de anode slechts een laag percentage van de door de cathode uitgestuurde electronen.

Terwijl de cathode van een audio voorversterkerpentode (EF86) een ronde vorm heeft, is de cathode van deze radiofrekwente buis breed en rechthoekig. Zo kan je beide buizen snel uit elkaar houden als de letters gewist zijn.



De anode is bijzonder klein om de parasitaire capaciteiten te beperken (vooral de capaciteit tussen stuurrooster en anode moet klein zijn, en we zitten hier met waarden van minder dan 0.1pF). Dit is belangrijk voor buizen die hoogfrekwent moeten werken.

De afstand tussen de anode en de andere electrodes is maximaal, ook om de parasitaire capaciteiten te beperken. Dit beperkt de perveace van de buis (maximale anodestroom) en moet gecompenseerd worden door een bredere cathode bij RF buizen.

Bij het verwijderen van het micaplaatje en de anode is de wikkeling van het keerrooster vervormd.



We zien de drie roosters. Het keerrooster heeft een zeer losse spoed, met wikkelingen die dichter bij elkaar liggen aan de bovenkant en onderkant om de electronenstroom in het midden van de buis te concentreren, daar waar de controle op de electronenstroom beter gerealiseerd kan worden. Op de vergroting merken we ook hoe de wikkelingen van de roosters aan de steunen bevestigd wordt: de wikkeling wordt niet zomaar rond de steunen gewikkeld, maar wordt op op zijn plaats gehouden door een klem die in de steunen aangebracht wordt.

De wikkelingen van het schermrooster hebben een onderlinge afstand van ongeveer 500Ám. De wikkelingen liggen heelwat dirchter bij elkaar dan bij een vermogenspentode.

De wikkelingen van het stuurrooster hebben een onderlinge afstand van 200Ám. Het is niet duidelijk op de foto, maar er is een afzetting van het cathodemateriaal op de wikkelingen van het stuurrooster. Dit heeft verschillende nadelige gevolgen: de vrije afstand tussen de wikkelingen wordt kleiner, waardoor de electronenstroom nog meer beperkt wordt. Als het stuurrooster warm wordt, begint het ook electronen uit te zenden zoals de cathode, waardoor de werking van de buis volledig verstoord wordt. De afzetting van het cathodemateriaal gebeurt omdat de stroom door de buis relatief hoog is, en men kan nagaan hoe veel de buis gebruikt werd door de dikte van dit materiaal te meten (met vernietiging van de buis).

We merken nu de beperkte afstand tussen de wikkelingen van het stuurrooster: om toch aan een voldoende electronenstroom te geraken is de cathode relatief breed uitgevoerd.



En uiteindelijk een zicht op de plaatsing van de roosters na het verwijderen van de bovenste micaplaat. De steunen van het stuurrooster en keerrooster zijn uit koper gemaakt om een betere afvoer van de warmte mogelijk te maken.

Men kan een EF80 (radiofrekwente buis) gebruiken in de plaats van een EF86 (audiofrekwente pentode), maar het omgekeerde is niet waar: de kleine cathode van de EF86 kan de nodige stroom niet leveren (maximum 6mA voor de EF86 en 15mA voor de EF80). Opgelet, de penaansluitingen zijn niet identiek.

Om een nog hogere versterking te hebben moeten de wikkelingen van het stuurrooster nog dunner gemaakt worden. Maar dan botsen de fabrikanten op een nieuw probleem: de extreem dunne wikkelingen kunnen niet meer op hun plaats gehouden worden met de normale steunen. De laaste generatie buizen gebruikt daarom een soort kader waarop de wikkelingen gespannen worden. Het kader zorgt voor de correcte afstand tussen cathode en rooster. Dit zijn de buizen EF184 (vaste versterking) en EF183 (variabele versterking).



Cathode (met gloeidraad), stuurrooster, schermrooster en keerrooster. Het is goed zichtbaar dat er smurrie op het stuurrooster zit (dat is beter zichtbaar op het volgend beeld). De smurrie is eigenlijk bariumoxide afkomstig van de cathode. Bij een hoge stroom is er ook een ionenstroom (afkomstig van luchtmoleculen die ge´oniseerd zijn). Deze ionen zijn positief geladen en worden aangetrokken door de negatieve cathode. Door de botsing van de ionen op de cathode komen er fragmenten van de cathode los, deze slaan dan neer op de dichtsbijzijnde electrode, het stuurrooster.



De laag is ondertussen zo dik geworden dat de correcte werking van de buis niet meer gegarandeerd kan worden. Aan de zijkant, in de schaduw van de cathode, waar de draad aan de staaf bevestigd is, zie je de effektieve dikte van de draad toen de buis gefabriceerd werd.

De EF80 werd ook gebruikt als eindtrap in kleine versterkers: door de grote productie waren deze buizen zeer goedkoop.

De lijst van de voorversterkerpentodes staat hier.

PublicitÚs - Reklame

-