Buizenversterkers
De eindtrap
ECL82

De ECL82 is een oudere type pentode die in goedkopere platenspelers gebruikt werd (in single ended montage).
-

-

Adverteren op deze site voor 20 € per maand
Adverteren op deze site voor 20€ per maand...
... en u krijgt een "organische" link naar uw site
De ECL82 is een buis die in de jaren 1956 ontworpen werd om gebruikt te worden in platenspelers. Het vermogen van een single ended versterker bedraagt dan 3.5W met een vervorming van 10% (3W met d = 5%). De makers wisten eigenlijk niet goed of ze een buis zouden ontwerpen als rastereindtrap of als audioversterker, en eigelijk is de buis eerder minderwaardig in beide taken.

De maximale dissipatie van de pentode bedraagt 7W en dit vermogen is reeds bereikt bij een anodestroom van 28mA. De voorloper, de ECL80 was ook een buis die zowel voor audiotoepassingen en als rastereindtrap gebruikt kon worden. Deze buis was te zwak van zodra men schemdiagonalen van meer dan 30cm ging gebruiken. En de ontwerpers hebben niets van hun fouten geleerd, want de ECL82 werd ook te zwak. De relatief grote triode van de ECL82 wijst in ieder geval op een mogelijk gebruik als blokeeroscillator in een rastereindtrap.

De buis is redelijk zeldzaam geworden, ze werd gebruikt in goedkopere platenspelers en deze toestellen werden niet bewaard als de platenspeler versleten was. De pentode heeft een beperkt rendement met een hoge schermroosterstroom die 30% van de cathodestroom opneemt. De versie van Mullard en Philips is een standard pentode, de versie van Brimar is een beam tetrode (straalbundel tetrode) met betere eigenschappen (maar heel moeilijk te vinden).

Een mono-versterker met ECL82 staat hier, de versterker is echter aangepast voor spraaktoepassingen. De splinternieuwe ECL82 werd ook gebruikt in een Stereoplex schakeling (een stereo balansversterker met de helft van de buizen): met een triode en een pentode in eenzelfde buis werd de trend gezet naar versterkers met minder buizen.

De schakeling is een stereo versterker waarbij men een voorversterkerbuis ECC83 gebruikt (één helft voor ieder kanaal). Door een extra triode te gebruiken is de totale versterking zeer hoog en kan men een voldoende tegenkoppeling toepassen om de eigenschappen van de buis te verbeteren. De triode ECC83 versterkt ongeveer 70× en de triode uit de ECL82 50× (totale versterking: 3500×) terwijl een versterking van 100× voldoende is.

Er is een filter die de hoge tonen onderdrukt (2200pF) om de versterker stabiel te houden ondanks de sterke tegenkoppeling, maar anderzijds wordt het gebrek aan hoge tonen verdoezeld door een filter die de mids en hoge tonen versterkt (koppelcondensator van 2nF). De bedoeling hier is duidelijk een versterker die goed in de oren klinkt, met niet teveel bassen (die teveel vermogen vragen). De gebruikte luidsprekerkasten hadden een breedbandluidspreker die de laagste en de hoogste tonen niet goed kon weergeven: dus waarom deze frekwenties versterken?

We hebben vervolgens een typische long tail schakeling als omkeertrap. De triode van de eindbuis wordt daarvoor gebruikt.

De eindtrap gebruikt een ultralineair uitgangstransformator. Dit is hier gedaan om de vervorming te verminderen, maar ook om de schermroosterstroom te benutten. De eindtrap werkt in low loading met een cathodeweerstand van 680Ω. De cathodestroom bedraagt dan 25mA bij een hoogspanning van 300V.

De eigenschappen van de buis zijn niet optimaal, de buis heeft een duidelijke tetrodeknik, vandaar de ultralineair. Van zodra de diagonaal van televisies groter werd voldeed de buis niet meer: de buis was eigenlijk te zwak om gebruikt te worden als single ended audio eindtrap in televisies (en ook te zwak als rastereindtrap). Bij een relatief grote beelddiagonaal van 51cm verwachten de mensen een sterke klank.

Een schakeling met UCL82 (de 100mA versie van de buis) staat hier, het is een schakeling uitgegeven door Mullard voor gebruik op AC en DC netten (geen voedingstransfo).


Een schakeling die ontworpen werd voor doe-het-zelvers: een schakeling met weinig buizen, maar die toch een voldoende vermogen levert.

De schakeling is specifiek ontworpen voor platenspelers met kristalelement (pick ups met magnetisch element (moving magnet) waren toen onbetaalbaar), dit is te merken aan de typische toonregeling (Ronette schakeling). Men vermindert de lage tonen door de ingangsweerstand te verlagen (de kristal element heeft een lineair verloopt bij een ingangsimpedantie van 1MΩ, heeft de ingangsimpedantie een lagere waarde, dan worden de lage frekwenties onderdrukt). Van RIAA-correctie was er toen nog geen sprake. Zou men de schakeling willen nabouwen, dan haalt men best de toonregeling weg.

De eerste triode is als spanningsversterker geschakeld met de tegenkoppeling op de cathode (daarover later meer). De tweede trap is een cathodyne schakeling.

De push pull eindtrap gebruikt een gemeenschappelijke cathodeweerstand (geen low loading hier). Er is een filter over de primaire wikkeling van de transfo, de filter dempt de mogelijke uitslingeringen, die kunnen gebeuren als men een goedkope outputtransformator gebruikt. Wenst men de versterker na te bouwen, dan moet men met een oscilloscoop controleren of een dergelijke filter nodig is.

De voeding gebruikt een EZ81 die een minimale serieweerstand van 150Ω nodig heeft om betrouwbaar te blijven werken. Men moet de halve secundaire weerstand meten om zo de weerstandswaarde van de serieweerstand bepalen. Heeft de hoogspanningswikkeling bijvoorbeeld een weerstand van 50 + 50Ω, dan moet men twee weerstanden van 100Ω gebruiken om te komen aan een totale serieweerstand van 150Ω. Men kan ook de twee weerstanden vervangen door één enkele weerstand op de cathode van de diodebuis.

De tegenkoppeling werkt voor de midden en hoge tonen en benadrukt dus de lage tonen. Dit werd gedaan om een aanvaardbare weergave van de lage tonen te bekomen met een relatief kleine luidspreker. Door de lagere tegenkoppeling voor de lage tonen is de demping slecht en zijn de bassen rommelig. Voor een moderne versterker kan men de condensator achterwege laten, of overbruggen met een schakelaar "bass boost" als de schakelaar open is.

De versterker haalt een vermogen van 9W bij een vervorming van 5%. De vervorming kan verlaagd worden door de beperkte tegenkoppeling wat sterker te maken (C9 verwijdezen en R12 verlagen tot 2.2kΩ).


De amerikaanse versie van de buis is de 6BM8, maar er bestaat ook een 50BM8, vergelijkbaar met onze UCL82 (50V gloeispanning en 100mA gloeistroom). De buis is blijkbaar redelijk populair (ofwel bestaat er nog veel stock op zolderkamers en worden er veel versterkers in elkaar geknutseld). De schakelingen van de amateurs zijn niet altijd even goed...

De gloeidraden worden direct gevoed uit de netspanning (vreemd, want in de Verenigde Staten bedraagt de netspanning 115V en niet 100V). Eigenlijk is dit geen goed systeem, want er komt brom en storingen in de versterker via de gloeidraad. De twee triodes met hun relatief hoge cathodeweerstand hebben daar last van. En 100V of 115V, het is geen goed idee om de gloeidraden direct op het net aan te sluiten, de gloeidraden gaan snel doorbranden door de stroompiek als de draden nog koud zijn. Een serieweerstand van 150Ω beperkt de maximale stroom als de buizen nog koud zijn.

De eerste triode is normaal geschakeld, met de tegenkoppeling die op de cathode toekomt. Het loopt echter mis bij de cathodyne fasedraaier, in de cathodekring wordt het signaal verkeerd afgetapt: op die plaats is het signaal minstens 2.6% sterker dan op de anode. De weerstand van 1.5kΩ moet zeker ontkoppeld worden.

De eindtrap gebruikt een polarisatie door een negatieve voorspanning. Dit is heel goed, maar veel vermogenwinst zal je daardoor niet boeken want de eindtrap is als triode geschakeld. Daardoor is het vermogen van de eindtrap beperkt tot ongeveer 2W in plaats van 9W met een pentodeschakeling.

De hoogspanning gebruikt een transfo van 280V met gemeenschappelijke nulpunt. Dit is typisch een transformator voor versterkers met een buisgelijkrichter, niet voor een moderne versterker. De hoogspanning na de diodes bedraagt 395V, wat te hoog is. De weerstanden verminderen de spanning tot 350V, maat het blijft een te hoge spanning. Dit is een buis die eerder werkt met een lagere spanning van 250V (en een bijhorende hogere stroom). Met een anodedissipatie van 7W wordt het maximaal vermogen van de buis bereikt. Door de triodeschakeling komt er een piekspanning van 600V op het schermrooster, en dit is te veel (de anode kan echter wel spanningspieken van 600V verdragen, het is een buis die ook geschikt was als rastereindtrap).

Er is hier wat werk nodig om de versterker aan te passen:

  • De cathodeweerstand (1.5kΩ van de cathodyne moet overbrugd worden door een elko van 100µF.
  • De xCL82 is voorzien voor een nominale spanning van 250V, waardoor men een transfo met een secundair van ongeveer 175V moet gebruiken.
  • De triodeschakeling moet omgezet worden naar een pentodeschakeling, de schermroosters voeden vanaf de hoogspanning met een niet-ontkoppelde serieweerstand van 1kΩ (één weerstand per buis).
  • De anodestroom per buis wordt ingesteld op 25mA ruststroom (een meetweerstand van 1Ω in de cathodeleiding opnemen).
... en dan heb je een degelijke classe-A versterker van tweemaal 10W.

Rechts een PCL82 die al veel gewerkt heeft en een nieuwe PCL82. De zwarte sporen worden veroorzaakt door de electronenbombardement tegen het glas. De oorzaak van de bruine vlekken wordt op deze pagina uitgelegd (samen met andere fenemenen).

Een buis die lang gewerkt heeft op hoog vermogen kan een stuurroostercontaminatie hebben (partikels uit de cathode kunnen terechtgekomen zijn op het stuurrooster). Een dergelijke buis kan niet meer gebruikt worden voor audiotoepassingen.

De donkere sporen op het glas hebben dezelfde origine als de fluorescentie in de buis, maar dit effekt treed enkel op tijdens de werking van de buis, terwijl de sporen een gevolg zijn van een langdurende werking. Beide effekten hebben dus eenzelfde oorsprong, maar zijn niet noodzakelijk beide aanwezig: dit hangt af van de samenstelling van het glas.


De ECL82 werd snel vervangen door een ECL86 PCL86 die geoptimaliseerd was voor audiotoepassingen, waarbij de buis zowel single ended gebruikt kon worden (met outputtransformator) en als onderste buis in een SRPP schakeling. En voor de rastereindtrap gebruikte men een PCL8(0)5 (die eigenlijk ook als audioversterker gebruikt kon worden).

Deze twee buizen bleven lange tijd in gebruik omdat men niet over transistoren kon beschikken die voldoende betrouwbaar waren. Tot in de jaren 1970 was het goedkoper een eindtrap met buizen te maken (het hoger verbruik moest de klant er maar bijnemen). Ten gevolge van de seriekring van 300mA was men trouwens verplicht een minimum aan buizen te gebruiken.


De ECL84/PCL84 is een buis uit dezelfde periode als de ECL82, maar deze buis werd specifiek ontworpen als video-versterker. Je kan die echter ook gebruiken in een audioversterker.

Publicités - Reklame

-