Buizenversterkers
De eindtrap
ECL80

De ECL 80 is één van de eerste "moderne" eindtrap buizen die gebruikt werd vanaf de jaren 1950.
-

-

De ECL80 is één van de eerste buizen in een moderne voet (Noval of B9A), op de markt gebracht in 1950. Het was ook de tijd van de allereerste televisietoestellen waarbij men een seriekring van buizen gebruikte (de bekende "P"-reeks). Maar veel buizen werden ontworpen om zowel in een parallelkring (6.3V) als in een seriekring (300mA) te werken: de EF80, EF183,...

Het was dan ook niet verwonderlijk dat men dat ook probeerde met een eindtrap. In de jaren 1950 waren de eisen zeer redelijk, een vermogen van 1W werd als voldoende beschouwd. De ECL80 werd ook als rastereindtrap gebruikt in de eerste televisies (schermdiagonaal van ongeveer 25cm), als video-eindtrap en als audio eindtrap. De bedoeling van de buizenfabrikant was een reeks buizen te ontwerpen die in verschillende toepassingen gebruikt kon worden, en een televisie had slechts een beperkt aantal buistypes nodig: EF80, ECL80, PL81, PL81, PL82 (van zodra de schermdiagonaal groter werd).

Uit dezelfde tijd dateert ook de EL80, de vervanger van de EL41 met rimlockvoet. De EL80 die in feite dezelfde buis was, maar met een andere voet had dezelfde electrische eigenschappen als de EL41 en werd nauwelijks gebruikt. De eigenschappen van de buis waren namelijk niet optimaal, om één of andere onduidelijke reden was een balanseindtrap moeilijk te realiseren.



Om te kunnen werken met een gloeivermogen van 1.89W (6.3×0.3) moet de cathode relatief klein zijn. Een dubbele cathode is niet mogelijk in een pentode (er zijn wel heelwat dubbele triodes die op 6.3V 300mA werken: ECC81, ECC82, ECC83,... maar dit lukt niet voor pentodes). De oplossing die de ingenieurs gevonden hebben is beide stelsels dezelfde cathode te laten gebruiken. De triode is het bovenste gedeelte van de buis.

De eigenschappen van de minuscule triode zijn dan ook zeer middelmatig: µ = 20 en S = 1.9mA/V. De pentode-deel is voorzien voor een anodestroom van 20mA, de maximale dissipatie is 3.5W die reeds bereikt wordt bij een spanning van 175V en 20mA. In een single ended versterker kan de buis een vermogen van 1.5W leveren met een vervorming van 10%. Het zijn echt geen kenmerken om wild van de worden, maar in de jaren 1950 was dit voldoende.

Wegens de lage versterking van de triode werd de buis gebruikt in de meest goedkope platenspelers met kristalelement (die doorgaans een spanning van 500mV leverden). Een toonregeling was niet mogelijk, want dan was er een voortrap nodig.


Schakeling rechts: er wordt hier zoveel mogelijk bespaard op de componenten: een enkelzijdige gelijkrichting met een "metal rectifier" en elko's van 32µF in de voeding. Er waren ook ontwerpen zonder transfo voor de hoogspanningom de kosten nog meer te drukken, met enkel een kleine 6.3V transfo. De pick up wordt niet aan de massa aangesloten, maar via een spanningsdelen naar de cathode. Er is immers een gemeenschappelijke cathode, maar de triode heeft een andere voorspanning nodig dan de pentode (-4V ten opzichte van -11V).

Er is een tegenkoppeling van de anode van de eindtrap naar de anode van de voortrap (R4 van 680kΩ), dit was de goedkoopste manier om de vervorming te reduceren. Er is ook een hoge-tonen filter onder de vorm van R5 10kΩ en C2 0.01µF. De lage tonen worden beperkt door de koppelcondensator met een zeer lage waarde (0.005µF, doorgaans gebruikt men 0.01µF). Daardoor gaat minder vermogen verloren in de lage tonen, die toch moeilijk weergegeven kunnen worden met een versterker met een zo laag vermogen.

Maar ook een balansversterker behoort tot de mogelijkheden. Er is een extra dubbeltriode nodig, we gebruiken een helft voor L en de andere helft voor R. Door de extra triode is er een volwaardige tegenkoppeling mogelijk.

De eerste triode van de ECL80 is een gewone versterker, de tweede triode is een fase-omkeertrap. Wegens de verbonden cathodes is enkel een parafase-schakeling mogelijk. De triodes van de ECL80 hebben een lage versterkring, waardoor de weerstanden van de parafase tegenkoppeling nogal verschillende waardes moeten hebben: 750kΩ en 1MΩ. De balanseindtrap is dan weer heel gewoontjes.

Het vermogen is ongeveer 3W, de tegenkoppeling is optioneel. Als er een tegengoppeling gebruikt wordt, moet de weerstand overbrugd worden door een kleine condensator van ongeveer 100pF, maar het is ook mogelijk de gain van de versterker te beperken voor de hoogste frekwenties door een extra condensator te plaatsen (rooster eerste ECL80 triode naar massa). Een geschikte waarde om te beginnen is 1nF.

Als de eintrap de neiging heeft van te gaan oscilleren (zelfs zonder tegenkoppeling) kunnen er twee stopweerstanden van 10kΩ geplaatst worden in de roosterleidingen naar de pentodes, zo dicht mogelijk bij de buisvoet. De elko voor de gemeenschappelijke cathode moet van goede kwaliteit zijn om oscilleerneigingen te onderdrukken (eventueel extra ontkoppelen door een niet-gepolariseerde condensator van 0.22µF).

We hebben rechts een push pull versterker met twee ECL80 buizen, waarvan de tweede triode (onderste) als parafase geschakeld is. De paraphase schakeling is minder goed dan die in de versterker boven. Deze schakeling werd in de betere televisietoestellen gebruikt, als het volume van een enkelvoudige ECL80 onvoldoende was.

In die tijd probeerde men zo efficiënt mogelijk te werken, en de ECL80 (zoals ook de EF80 en veel andere buizen) had het voordeel dat de buis zowel in toestellen met 300mA seriekring voor de gloeispanning als in toestellen met een 6.3V parallelkring gebruikt kon worden.

Uiteindelijk vond men ook dat de ECL80 toch te zwak was (zelfs in een push pull schakeling met een vermogen van 3W). De gemeenschappelijke cathode zorgde voor problemen: men ontwierp een zwaardere uitvoering, de ECL82 die meestal single ended gebruikt werd, een jaar later gevolgd door de ECL83 als het vermogen van de ECL82 toch te hoog bleek te zijn (in de jaren 1950). De laatste buis uit de reeks is de ECL86 die zelfs in hifi versterkers gebruikt werd.

Publicités - Reklame

-