Buizenversterkers
Eindtrappen met buizen voor lijnafbuiging
Lijnafbuiging

Wat anderen zeggen over het gebruik van vermogensbuizen die ontworpen zijn geweest als lijneindtrap (magnetische horizontale afbuiging in televisies).
-

-

Een aantal audioversterkers werd ontworpen met eindtrappen die ontwikkeld waren voor het gebruik in televisies (lijnafbuiging). Deze buizen waren goedkoper en werden voornamelijk gebruikt voor PA-toepassingen (public address = omroep). Dit was goed te begrijpen, want voor sonorisatietoepassingen is een perfecte geluidskwaliteit niet nodig. Deze specifieke buizen hadden ook een hoge perveance, dat wilt zeggen dat ze hoge stromen (en dus ook hoge piekvermogens) kunnen leveren. Bij spraak is het piekvermogen slechts nodig gedurende 1% van de tijd, bij muziek is dat 10% als de versterker op maximaal vermogen werkt.

Ongevraagd heeft google mij deze informatie gegeven toen ik schakelingen met lijneindtrappen zocht ("sweep tubes"). De informatie is zeer algemeen en nauwelijks bruikbaar en de video is geen geschikt voorbeeld. Lijneindtrappen zijn namelijk niet aangeraden om gebruikt te worden in een single ended versterker (daarover meer verder op de pagina). Er is specifieke kennis van de buizen nodig als je sweep tubes wilt gebruiken in audioversterkers.



Een bericht in een audio forum geeft al heel wat meer informatie: sweep tubes kunnen een hoge stroom leveren bij een relatief lage anodespanning, de lineariteit is niet zo belangrijk, want de buizen worden als schakelaars gebruikt en de schermroosters moeten op een lagere spanning werken.

Sweep tubes kunnen dus niet zo maar gebruikt worden in de plaats van een normale audiobuis zoals de 6L6 of EL34. Nochtans werden er hoogwaardige versterkers gebouwd met een gestabiliseerde schermroosterspanning (rekening houdend het de hoogspanning zoals in mijn ontwerpen met een gecompenseerde schermroosterspanning). In sommige ontwerpen wordt de buis gestuurd via zijn schermrooster in plaats van zijn stuurrooster (schermroostersturing of enhanced triode schakeling).



Als er muziek afgespeeld wordt bedragt het piekvermogen ongeveer 10 maal het gemiddeld vermogen en sweep tubes zijn heel geschik vanwege hun brede cathodes die een hoge piekstroom kunnen leveren. De schermroosterspanning moet relatief laag zijn en instelbaar. Een versterker met lijneindtrappen overtreft vaak een versterker met hifi buizen (zoals de EL34) als er een hoog vermogen geleverd moet worden.

Ik geef hier wat meer informatie over specifieke deelaspecten van wat er in forums aangehaald wordt.

Geen single ended

Bij een single ended versterker werkt de eindtrap in het midden van zijn caracteristieken, dat wilt zeggen dat de buis altijd zijn maximaal vermogen dissipeert, want de gemiddelde anodestroom is altijd even hoog. Het muziekvermogen wordt beperkt door de maximale continue dissipatie op de anode.

Met een EL504/PL504 met een maximale anodedissipatie van 16W is het audiovermogen dat gehaald kan worden 5W (ik heb heelwat testen gedaan met deze buis). Deze buizen zijn niet ontworpen voor audio toepassingen en de lineariteit is wat minder. Een tegenkoppeling is zeker aangeraden bij een single ended schakeling.

Met hun relatief lage toegelaten anodedissipatie kan men de buis niet optimaal gebruiken. De mogelijkheid die de buis heeft om een zeer hoge stroom te leveren wordt onbenut gelaten en dat is toch spijtig. Een hoge piekstroom is niet mogelijk omdat de dissipatie in rust al dicht bij de maximale dissipatie ligt: je hebt geen speling als de versterker in classe A werkt.

Dezelfde buizen kan men in een push pull versterker gebruiken met een relatief lage anodestroom zodat de dissipatie in rust laag is. Op vol vermogen kan de versterker kortstondig 100W leveren. In een situatie met een lage ruststroom is de lineariteit veel beter en zijn de vervormingen beter onder controle.

Met een paar EL508 (anodedissipate = 12W) haal ik een continu vermogen van 40W. Dit zijn rastereindtrappen die uitstekend werken als audioversterker omdat bij een rasterafbuiging de buis ook lineair moet kunnen werken.

De sweep tubes hebben een verloop die op het eerste zicht weinig lineair verloopt: de versterking stijgt bij een minder negatieve stuurroosterspanning (de steilheid van de buis stijgt als de roostervoorspanning minder negatief wordt).

Deze buizen zijn niet ideaal in een single ended versterker (veel even harmonischen). Het effect kan niet vermeden worden, want de buis moet midden in zijn werkpunt ingesteld worden (classe A).

Maar de stijgende versterking bij een minder negatieve stuurroosterspanning is interessant bij push pull versterkers en compenseert de verzwakking in andere trappen (en vooral de verzadiging van de outputtransformator bij stijgende anodestroom). Dit geeft de krachtige klank van sweep tubes.


EL84
De EL84 (audio pentode) heeft een lineair verloop met een roosterspanning van -6V tot 0V. De gemiddelde anodestroom bij een dergelijke spanning is 60mA en de maximale dissipatie is overschreden, maar met een gemiddelde anodestroom van 48mA wordt de maximale dissipatie juist niet overschreden (spanning stuurrooster -6V). De werking van de buis is nog voldoende lineair voor een werking in classe A (single ended versterker voor een audiovermogen van 4W).


EL500

De EL500 heeft een lineair verloop met een roosterspanning van -11V tot 0V. De gemiddelde anodestroom van 280mA is echter te hoog en de maximale dissipatie wordt overschreden. Bij een anodestroom van 50mA wordt de maximale dissipatie niet overschreden, maar de buis werkt in het kromme gedeelte van de curve. Het heeft dus weinig zin om single ended versterkers te bouwen met een EL500 of andere lijneindtrappen. Maar de buis presteert extreem goed in classe AB (push pull) waar we de hoge stroompieken goed kunnen benutten (ruststroom ingesteld op 10mA).

Schermroosterspanning

De wikkelingen van het schermrooster liggen in het verlengde van die van het stuurrooster. Dit werd oorspronkelijk gedaan om het rendement van de buis te verhogen (minder verlies van electronen via het schermrooster). Het schermrooster zit immers in de electrostatische schaduw van het stuurrooster en kan minder electronen opvangen.

De spoed van het schermrooster is dus identiek aan die van het stuurrooster en de invloed van het schermrooster op de electronenstroom is vergelijkbaar met de invloed van het stuurrooster.

De spanning op het schermrooster is dus van groot belang bij het bepalen van de statische parameters van de buis. Men kiest best een schermroosterspanning van 150V zodat het stuurrooster niet te negatief moet worden (bij een zeer negetieve stuurrooster heeft men een veel groetere sweep nodig om de buis volledig uit te sturen).

Bij bepaalde ontwerpen wordt de eindtrap gestuurd via het schermrooster, het stuurrooster wordt dan op een licht negatieve spanning gehouden (zie link enhanced triode hierboven).

Publicités - Reklame

-