Buizenversterkers
Eindtrap met buizen voor lijnafbuiging
PL504

De PL504 heeft bijzondere eigenschappen. Het is een buis die in de horizontale lijnafbuiging van zwart-wit televisies gebruikt werd. Amateurs gebruikten de buis ook als zendbuis tot frekwenties boven de 10MHz.
-

-

Zie ook: het schermrooster van de PL504.

De EL300 is een versie met octalvoet van de EL500 (de voorloper van de EL504/PL504). De eigenschappen van beide buizen zijn identiek. De buis is ook gekend onder de referentie 6FN5 en 35FN5 (resp. 6.3V gloeispanning en 300mA gloeistroom).

De PL511 / EL511 is een equivalent van de EL504 / PL504 gefabriceerd door Mazda/Belvu. De parameters van de buis zijn identiek, maar de anodedissipatie ligt wat hoger (20 - 25W maximum in plaats van 16 - 22W), maar het is best mogelijk dat men meer optimistische waarden gekozen heeft voor deze franse versie.

De PL504 en de daaropvolgende buizen (PL509 en PL519 die in kleurentelevisies gebruikt werden) hebben een speciale constructie die de buis bijzonder maakt. Het is geen pentode maar een beam tetrode met heel specifieke eigenschappen. De buis heeft de voordelen van de pentode, maar niet de nadelen. Ook de PL508 hoort in dit rijtje, en als je een paar NOS buizen kan vinden moet je ze zeker proberen, de geluidskwaliteit is uitstekend.

De PL504 is een onverwoestbare buis. Als een televisie met buizen vroeger defekt ging, dan was het nooit de lijneindtrap die defekt ging. Nadien zijn er televisies met transistoren gekomen, en wat ging er altijdl defekt? De lijneindtrap (BU108, BU208,...).

De buis werd in veel public address versterkers gebruikt, maar ook in studio-versterkers gebruikt. Deze versterkers moeten een natuurgetrouwe weergave geven, in een tijd dat "hifi" nog niet bestond voor de consument.

Ik gebruik deze buis graag. De PL504 heeft een hoger rendement dan een traditionele pentode zoals de EL34 (je leest verder waarom). De buis kan single ended gebruikt worden (eigen parafeed ontwerp, vermogen van 5W), in een serie push pull schakeling (vermogen van 7.5W) en in een klassieke parallele push pull met een vermogen van 10W en meer. De buis levert een hoger vermogen dan de alomtegenwoordige EL84, heeft een grote vermogensreserve en een uitstekende dempingsfactor. Ik heb verschillende kleine versterkers gebouwd met EL84, vond het maar nikx, omgebouwd naar EL86 (nog steeds niet goed genoeg) en uiteindelijk gekozen voor een paar EL508.

Je gebruik de tetrode best in een klassieke push pull versterker waar de buis met een zeer lage ruststroom van 5mA of minder kan werken (als de buizen voldoende identieke parameters hebben). Daardoor kan de buis een hoog vermogen leveren zonder dat de dissipatie van de buis teveel overschreden wordt.

De buizen zijn ontworpen met een XL cathode om een hoge stroom te kunnen leveren bij een lage anodespanning. Met een spanning van 50V (anode en schermrooster) loopt er reeds een anodestroom van 50mA, goed voor een muziekvermogen van 500mW. De buis kan ook weerstaan aan de zeer hoge spanningen die ontstaan tijdens de terugslag, maar de buis is op dit ogenblik afgeknepen: dit is niet zijn normale werkingsgebied.

Het is een beam tetrode waarbij de ruimtelading het keerrooster vervangt. De ruimtelading ontstaat echter pas bij een voldoende hoge anodestroom. Het is een buis die moeilijk te gebruiken is, zeker als men die probeert te gebruiken in ontwerpen die gemaakt zijn voor andere buizen. Bij de PL519 en PL509 zijn stopweerstanden nodig bij de stuur- en schermroosters om hoogfrekwente oscillaties te onderdrukken (Barkhauzen).

De eindtrappen kunnen gebruikt worden met een cathodestroom in rust van 1mA (te meten over een weerstand van 1Ω) als beide buizen voldoende gepaard zijn. Bij een dergelijke ruststroom in de uitgangsimpedantie van de buizen 8kΩ. Bij een ruststroom van 20mA is de uitgangsimpedantie gezakt tot 5kΩ. De optimale ruststroom wordt ingesteld om de laagst mogelijke vervorming te bekomen bij een anodestroom van ongeveer 100mA (piekstroom), dit komt overeen met een vermogen van ongeveer 10W. De ruststroom moet bijgesteld worden tot de vervorming onder de 0.3% komt met uitgeschakelde tegenkoppeling. Men kan ook controleren dat beide cathodestromen identiek zijn bij 100mA, zie skoopbeeld bij hybride versterker onderaan de pagina.

Een voorbeeld van complete versterker met PL504 eindtrappen staat hier uitgelegd. De versterker gebruikt een lage schermroosterspanning van +78V.

Sommige lijneindtrappen kunnen hoogfrekwente oscillaties vertonen. Vooral de PL509 en PL519 hebben daar last van. Gebruikt men een degelijke balanstransformator, dan heeft men daar geen last van met de PL504. Mochten er toch oscillaties gebeuren, dan kan men de schakeling rechts gebruiken. Door de terugkoppeling van anode naar schermrooster worden de storende oscillaties onderdrukt.

Voor het onderdrukken van de oscillaties heeft iedere technicus zijn eigen formules. De oscillaties kunnen ook optreden door een slecht ontworpen globale tegenkoppeling. Bij clipping heeft de versterker geen controle meer op het uitgangssignal en als de clipping juist voorbij is, dan kan er een hoogfrekwente uitslingering gebeuren voordat de versterker weer stabiel werkt.

De dissipatie van de EL504/PL504
We hebben twee grafieken, 1: de design waarden: een schakeling moet zodanig ontworpen zijn dat de parameters niet overschreden worden in normale werking en 2: de maximale waarde: dit zijn de parameters die niet overschreden worden in abnormale werking (te hoge voedingsspanning, verkeerde aansturing,...). Dit zijn instellingen die kunnen optreden als de televisie "kantje boord" is.

Dit zijn zeer conservatieve waarden, want de buis is bedoelt om te werken in de lijneindtrap van televisies, waar er met hoge spanningspieken en hoge stromen gewerkt wordt. Een buis met een even grote anode kan normaal een vermogen van 25W dissiperen.

De buis kan een nominaal vermogen leveren van 16W (met een schermroosterdissipatie van 4W). Bouw je een versterker met een paar EL504/PL504, dan moet je de buis zodanig instellen dat dit vermogen niet overschreden wordt (werking in classe A of ruststroom in classe AB). In classe AB kan je de buis instellen met een ruststroom tussen 10 en 20mA, je hebt dan een dissipatie in rust van 3 à 6W.

Het maximaal vermogen bedraagt 22W: voor een audioversterker is dat de maximale dissipatie die kan optreden bij geluidspieken. Dit komt ongeveer overeen met een anodestroom van 70 à 75mA (anodespanning van 300V). Tijdens testen heb ik de buis een vermogen van 26W laten dissiperen zonder problemen (het audiovermogen van de versterker is dan 30W). Het is een versterker die normaal voorzien is voor een vermogen van tweemaal 20W (hoogspanningstransfo van 50VA), deze hoge belasting wordt slechts heel kortstondig bereikt bij muziekpieken.

Impedantie van de transfo

De geschikte impedantie van de transfo hangt af van de instelling van de buis. Voor een anodespanning van 250V en een schermroosterspanning van 100V bedraagt de ideale impedantie 1.5k + 1.5k. Indien men een merkbaar hogere impedantie gebruikt (bijvoorbeeld 3.3 + 3.3k), dan zit de buis tegen zijn maximale uitsturing en is er clipping. De ruststroom (cathode) bedraagt dan 15mA, de maximale stroom is 68mA (rms meting) en de piekstroom is 280mA. Bij het maximaal vermogen bedraagt de dissipatie 17W, we zitten dus veilig. De buis heeft geen moeite met een dergelijke hoge stroom. De stuurspanning gaat van -10V tot -42V (12V rms sturing).

Heeft men niet de transfo met de juiste impedantie, dan zijn er twee oplossingen: werken met een hogere anodespanning of een andere aansluiting op de uitgang van de transfo gebruiken. Met een anodespanning van 300V bedraagt de transfo-impedantie 1.8 + 1.8k tot 2.2 + 2.2k. Heeft men bijvoorbeeld een transfo met een primaire impedantie van 3.3k + 3.3k, dan kan men de 16Ω uitgang gebruiken met luidsprekers van 8Ω.

Bij een lagere impedantie heeft men doorgaans meer vermogen, maar ook een sterkere vervorming. De impedantie moet niet perfect juist zijn: met een afwijking van 25% zal men geen verschil merken.

Normaal gebruik van de PL504

Rechts de normale schakeling van een PL504 in een zwartwit televisie. De buis wordt voor de lijnafbuiging (horizontale afbuiging) en de THT gebruikt (zeer hoge spanning).

De PL504 krijgt een signaal van 55V op zijn rooster, waardoor de buis volledig in geleiding gaat (g1 = 0V) of afgeknepen wordt (g1 = -55V).

De g2 spanning wordt onderbroken (buis buiten werking) als de connector naar de afbuigjuk losgetrokken wordt (brug H5-H6).

De roosterpolarisatie gebeurt automatisch, er ontstaat een roosterstroom bij de positief gaande pulsen zodat de condensator C679 opgeladen wordt.

De horizontale amplitude (beeldbreedte) wordt ingesteld door middel van R977 en gestabiliseerd door een VDR.

Als er geen oscillaties zijn (vorige buis defekt) dan ontstaat er geen negatieve roosterspanning en loopt er een maximale stroom door de buis. Na een paar minuten sneuvelt de veiligheidweerstand R981, maar ondertussen is de anode van de buis reeds roodgloeiend geworden.

In een hifi versterker gaat men natuurlijk dergelijke instellingen niet gebruiken.

Ik zal de werking van de horizontale afbuiging hier niet in detail uitleggen. Er wordt een spanning van 980V opgewekt (die in de rastertrap gebruikt wordt zodat de beeldhoogte gestabiliseerd wordt aan de hand van de beeldbreedte) en een zeer hoge spanning voor de beeldbuis.

Vergelijking met "hifi" buizen

Ik heb de EL504 vergeleken met buizen die als "hifi" beschouwd worden zoals de KT77. Dit zijn twee buizen die een gloeispanning van 6.3V hebben.

Beide buizen hebben ongeveer dezelfde eigenschappen (het zijn beam tetrodes). Zij hebben eenzelfde gedrag bij toenemende belasting: een relatief lage vervorming totdat de limiet bereikt wordt, en dan stijgt de vervorming snel. Het effekt is het meest merkbaar bij de EL504, maar is aanwezig bij beide buizen.

De EL504 lijkt meer consistent was de werkingparameters betreft, terwijl ik voor gepaarde KT77 een verschillende stuurroosterspanning heb moeten gebruiken om tot eenzelfde anodestroom te komen. Voor niet gepaarde EL504 buizen lag het verschil binnen enkele mA, bij de KT77 was er een 30mA verschil in anodestroom.

De KT77 heeft een schermroosterspanning nodig van 250V of meer om zijn maximaal vermogen te halen, het dubbele van de spanning bij de EL504. De KT77 kan een wat hoger vermogen leveren (door zijn hogere anodedissipatie), maar het verschil is beperkt.

Er zijn meer verschillen (op audio niveau) tussen de EL504/KT77 en de EL34 die een echte pentode is. Het heeft dus weinig zin om duurdere KT77 buizen te kopen, als je EL504 buizen kan kopen om je versterker te bouwen. Het minpunt van de EL504 en gelijkaardige buizen zoals de PL508 is de magnoval buisvoet, terwijl de meeste vermogensbuizen een octalvoet hebben.

PublicitÚs - Reklame

-