Ik heb de EL84 vervangen door een paar EL86 en de schermroostervoeding aangepast, maar de buizen lieten mij nog in de steek bij sterke passages. De storende intermodulatievervorming was gewoon te sterk aanwezig op hoog vermogen, een teken dat de buizen tegen hun limieten aanlopen.

Rechts de EL84 naast de EL508. Beide buizen zijn voorzien voor een maximale dissipatie van 12W, maar de EL508 met zijn grotere anode kan een hoger vermogen aan. De EL84 (en EL86) moeten met een ruststroom van 15mA werken om crossover vervorming te beperken, terwijl de EL508 heel goed presteert met 8mA als de voedingspanning (en dus vooral de schermroosterspanning) goed stabiel is.

De EL84/EL86 is een klassieke pentode met drie roosters, de EL508 is een beam tetrode (je kan de blinkende beam forming plates zien).

Zowel de EL504 als de EL508 (6.3V gloeispanning) bestaan ook in PL versie (300mA gloeistroom). De EL/PL versies zijn compatibel, als de gloeispanning aangepast wordt (17V voor een PL508 en 27V voor een PL504).

De hoogte van de EL84 en EL508 is identiek, maar de buisvoet is magnoval in plaats van noval. Hoewel beide buizen een maximale dissipatie van 12W hebben klinkt de versterker met EL508 veel ruimer en aangenamer. De dissipatie in rust van de EL508 is beduidend lager, 2.4W in plaats van 4.5W (hoger rendement van een tetrode ten opzichte van een pentode) terwijl het audio vermogen 20% hoger ligt.

Rechts een mono testschakeling om verschillende combinaties uit te proberen.

De uitleg over de originele schakeling (met PL504) staat hier. Het is dezelfde versterker, maar met verschillende voedingspanningen. De impedantie van de transfo is 4 + 4k en dit lijkt de correcte waarde, want ik haal het maximum vermogen met een testweerstand van 6Ω.

De schakeling met EL504/PL504 is veel krachtiger, maar de geluidskwaliteit is beter met EL508/PL508. Het luisteren is meer aangenaam met de PL508, die een rastereindtrap buis is (in plaats van een lijneindtrap). De outputtransformator is wat overgedimensioneerd, waardoor de bassen goed en strak doorkomen, zonder storend te zijn. De bandbreedte is bewust beperkt op 25kHz om storende oscillaties tegen te gaan.

Opgelet, je kan niet zomaar de buizen versteken, de penaansluiting en de gloeispanning (27V voor een PL504 en 17V voor een PL508) zijn ook verschillend.

De versterker rechts is een mono testopstelling om snel verschillende combinaties te testen.

Met de tegenkoppeling ingeschakeld is de curve rechtgetrokken voor de hoge tonen (met een kleine neiging tot parasitaire oscillaties ("ringing") boven de 20kHz op hoog vermogen)

De ruststroom is ingesteld op 9mA (anodedissipatie 2.6W), maximale stroom 68mA (anodedissipatie van 18.5W). De spanning op het stuurrooster (in te stellen via een trimmer) is dan ongeveer -21V. De versterker levert dan een continu vermogen van 15.8W rms in 5Ω. De stuurroosterspanning moet je instellen door de katodestroom te meten, die kan nogal verschillen naargelang de schermroosterspanning.

In de datasheet gaat men ervan uit dat de buis gebruikt wordt in een rastereindtrap, waar de buis onderhevig is aan zeer hoge stromen en spanningen. Hetzelfde heb ik ook gemerkt bij de PL504/EL504 die zwaarder belast kan worden dan wat aangegeven wordt in de datasheets.

Dit is de basis van de versterker (één kanaal): de eindtrappen met de stopweerstanden en cathode meetweerstanden en dan de complete voorversterkermodule die op 250V werkt en de twee tegengestelde stuurspanningen levert voor de eindtrappen. Dezelfde voorversterker kan in nagenoeg alle schakelingen gebruikt worden. Ik heb altijd enkele modules op voorhand klaar liggen zodat een versterker snel in elkaar gestoken kan worden, nu dat ik met redelijk standaard schakelingen werk.

Na testen bleek dat de hoogspanningstransfo van 65VA te zwak was (dit was al een zwaarder exemplaar ten opzichte van de geplande transfo van 50VA). Er was geen plaats in de behuizing voor een nog zwaarder exemplaar. Op volle belasting zakte de hoogspanning van 325V naar ongeveer 275V (één kanaal maximaal belast). Een extra paar elko's van 330µF per kanaal hielp niet. De versterker kon zijn nominaal vermogen van 15W per kanaal niet leveren.

De transfo heeft een middenaftakking, maar die uitgang bleef niet geschikt: de EL508 werkt het best met een schermroosterspanning in de buurt van 180 - 200V. Ook bleek dat op vol vermogen de schermroosterspanning ook lager werd, van 165V naar 135V, en dit was echt te laag. Door de dalende schermroosterspanning ontstond er zelfs crossover vervorming alsof de stuurroosterspanning meer negatief werd (gemeten: dit is niet het geval). Zelfs met een spanningsbooster vanaf de 12V transfo (de schakeling staat op de pagina over de voeding voor de schermroosterspanning) die 35V extra levert was de schermroosterspanning te laag op vol vermogen.

De oplossing bleek eenvoudig: een extra buis (PCL805) die als stabilisator gebruikt wordt. Er is zelfs een extra: de schermroosterspanning stijgt wat als de voedingsspanning zakt zodat het maximaal vermogen gehaald wordt ongeacht de voedingsspanning. De hoogspanningstransfo wordt niet warm door de extra belasting, want de vermogenspieken duren minder dan 1% van de tijd.

de gestabiliseerde voeding voor de schermroosters staat ingesteld op 180V, de spanning stijgt naar 210V op maximaal vermogen. De spanningsstabilisator voor de schermroosterspanning staat hier in detail uitgelegd.

De gloeispanning komt van een 12V transfo, de eindtrappen staan per twee in serie (de spanning bleek 12.5V te zijn, dus 6.25V per buis). Voor de stabilisatorbuis werd een PCL805 gebruikt, die ook werkt met een spanning van 12.5V (de tetrode moet slechts een maximale stroom van 10mA leveren).

Er is geen stand-by schakelaar voorzien, maar die kan gemakkelijke voorzien worden: op de secundaire wikkeling van de hoogspanningstransfo een weerstand voorzien van 47 à 100kΩ 5W voorzien en op de secundaire wikkeling van de laagspanningstransfo een weerstand van 0.47Ω 5W voorzien. Beide weerstanden worden kortgesloten als het toestel naar normale werking gaat. De bluetooth module en de negatieve polarisatie krijgen altijd hun normale spanning.

Mijn complete versterker staat rechts. De versterker heeft enkel een bluetooth ingang met een hoogwaardige module (geen brol uit china). De module krijgt zijn voeding uit de 12V transfo (enkelzijdig gelijkgericht, maar de module geeft geen netbrom door).

• De twee cathodestromen met een ruststroom van 8mA en een piekstroom van 188 en 201mA. De piekstromen van beide buizen zijn niet identiek, maar een verschil van 10 à 15% is in de praktijk niet hoorbaar.
• De spanning op één van de anodes met een 10:1 probe. De maximale positieve spanning bedraagt 510V en de minimale spanning 34V. Bij deze zeer lage anodespanning bedraagt de anodestroom 188mA, een kenmerk van de eindtrappen voor magnetische afbuiging in televisies.

Ik werk graag met dergelijke buizen, omdat ze ontworpen zijn om een hoge stroom te kunnen leveren bij een lage anodespanning. De EL508/PL508 heeft daarbij het voordeel dat die zeer lineair werkt (voor de verticale afbuiging moet de eindtrap lineair werken).

Mijn tweede versterker is wat eenvoudiger, maar gebruikt dezelfde voorversterker en eindverterker. Er is geen correctie van de g2-spanning (schermrooster) schermroosterspanning, maar een correctie van de g1-spanning (stuurrooster), gebaseerd op de schermroosterspanning.

Hoe ik een versterker ontwerp hangt vooral af van de beschikbare componenten, en in het bijzonder de voedingstransfo's. Mijn versterkers verschillen dus vooral wat betreft de voeding. Voor de eindtrappen en dergelijke heb ik ondertussen voldoende buizen (EL504, EL508, KT77, EL509,...) en bijhorende uitgangstransfo's. Het is de beschikbare transfo die het vermogen van de versterker bepaalt, en dus ook in zekere mate de te gebruiken buizen. Ik heb een aantal standaard voorversterkerprinten klaan staan die gebruikt kunnen worden met alle mogelijke versterkercombinaties.

De transfo voor de hoogspanning komt van een transistorversterker en is voorzien voor 65V en 100VA. De spanningsverdubbelaar lijkt ingewikkeld maar is eigenlijk zeer eenvoudig en levert alle nodige spanningen. De spanningen zijn zelfs meer stabiel dan bij de vorige versterker. De anodespanning (die bepalend is voor het vermogen dat de versterker kan leveren) is hoger, waardoor het vermogen van de versterker stijgt van 18 naar 20W.

De twee stabilisatiesystemen kunnen de netspanningsvariaties goed opvangen, maar ook de inwendige spanningsveranderingen. In een versterker die in classe AB werkt kan de anodestroom per buis variëren van 8 tot 200mA en dat heeft gevolgen voor de hoogspanning.