Schakeling gebaseerd op het Philips ontwerp

Wat van belang is voor iemand die een eerste versterker bouwt is dat een SRPP geen dure uitgangstransformator nodig heeft. Een goede push pull transformator kost gemakkelijk 150€, terwijl je een 100V transfo kan kopen voor 20€. Als uitgangstransformator kan je nagenoeg om het even wat gebruiken, zelfs een voedings trabnsfo 220V naar 12V (dit is één van de voordelen van de srpp schakeling). In sommige schakelingen loopt er geen constante stroom, in dit ontwerp heb je een stroom van het schermrooster van de bovenste tetrode en de stroom door de triode (2mA).

Een transfo die vaak gebruikt kan worden is een sonorisatietransformator voor 100V lijnen. Deze zijn goedkoop en hebben goede eigenschappen als je een degelijk merk gebruikt. De lage permanente stroom is onvoldoende om het ijzer te magnetiseren en de transfo in saturatie te sturen als je een transfo voor een voldoende vermogen gebruikt (8W minimum, 20W maximum). Deze 100V transfo's worden volop gebruikt in de sonorisatie waardoor je ze goedkoop kan vinden.

We beginnen met een eerste eenvoudige schakeling, gebaseerd op de standaard schakeling die door Philips gepubliceerd is geweest. We hebben een halve ECC83 (de andere helft kan voor het andere kanaal gebruikt worden). De tegenkoppeling komt binnen via de cathode.

In vergelijking met de schakeling van Philips (zie link hierboven, er staat daar een voorbeeldschakeling) heb ik de bovenste schermroosterweerstand van 5.6kΩ kunnen vermijden door die te vervangen door de outputtransformator. Dit scheelt 1.8W muziekvermogen dat we niet verliezen.

Voor de onderste tetrode heb ik dat niet kunnen doen, we verliezen 1W audiovermogen door de weerstand. Indien je een voedingstransfo met middenaftakking hebt kan je de schermroosterspanning betrekken op de middenaftakking (zie schakeling hieronder).

De instelling van de SRPP trap is gedaan met een voedingspanning van 330V, maar door de verliezen in de cathodeweerstanden had ik nog 310V effectief beschikbaar. De minimale spanning over de buis is 50V om nog voldoende anodestroom te kunnen leveren, we hebben dus een piek-piekspanning van 210V op de uitgang, of omgezet naar rms een spanning van 74V. Dat is te weinig om maximaal gebruik te kunnen maken van de 100V transfo.

Door de hoogspanning op te voeren naar 400V heb ik een maximale rms spanning op de uitgang van 105V, wat optimaal is. De weerstandswaarden van de cathode zijn echter niet aangepast geweest op de schakeling: de stroom bedraagt 73mA in de onderste tetrode en de dissipatie in beide buizen (14W) overschrijdt de maximale dissipatie van de buis (maar dit blijkt geen probleem te vormen voor de buis, die tot 18W kan dissiperen in lineair bedrijf).

Je kan echter de weerstanden verhogen van 150Ω naar 180Ω en van 160Ω naar 200Ω. Met een voedingspanning van 400V levert de versterker een vermogen van 6W met een vervorming van 0.1%.

Er is een weerstand en condensator in serie gemerkt "stab." Ik heb deze componenten bijgeplaatst bij het bekijken van skoopbeelden om de laatste restjes van oscillaties te onderdrukken bij het weergeven van blokgolven. Maar muziek bestaat niet uit blokgolven en je hoort het verschil niet met of zonder die extra filter. De waarde van de componenten hangt ook af van de gebruikte transformator. Hier zijn deze onderdelen niet nodig, maar ze hebben een grotere invloed bij de volgende schakeling.

Als voedingstransfo kan je een transfo gebruiken met een uitgang van 145V. Met een delon spanningsverdubbelaar kom je aan ongeveer 400V en je hebt ook nog de halve voedingspanning voor het schermrooster van de onderste tetrode.

Schakeling gebaseerd op het ontwerp van MBLE

De voorversterker gebruikt een ECF80, een combibuis waarvan de pentode als voorversterker gebruikt wordt. De extra versterking kan men goed gebruiken zodat men een gevoelige ingang heeft.

De voortrap wordt gevolgd door een geboosterde cathodyne (dit is nodig om de bovenste tetrode aan te sturen). De reden staat uitgelegd op de pagina over de originele SRPP schakeling.

Er zijn twee instelbare weerstanden: de onderste regelt de stroom door beide buizen (negatieve roosterpolarisatie van de onderste tetrode). De maximale stroom bedraagt 60mA (werking in zuivere classe A), maar kan verminderd worden voor een werking in classe AB. Bij een te lage ruststroom zie je de typische overnamevervorming van een push pull versterker. De stroom wordt gemeten over de cathodeweerstand van 1Ω.

De bovenste trimmer regelt de uitgangsspanning, je moet ongeveer 160V hebben (een beetje minder dan de halve voedingsspanning). Indien je een vervormingsmeter hebt kan je die gebruiken om de instellingen fijn af te regelen op minimale vervorming op laag en hoog vermogen.

De voedingstransfo voor de tweede versterker levert tweemaal 115V (65VA), genoeg voor een dergelijke versterker in stereo uitvoering. Er is één voeding en twee kanalen (slechts één kanaal getekend). De gloeispanning wordt door een transfo met twee gescheiden 12V 1A wikkelingen geleverd. Een van de wikkelingen zit op massapotentiaal, de andere wikkeling op +175V en wordt gebruikt voor de bovenste twee tetrodes. Ik gebruik iedere keer twee lampen in serie.

De hoogspanning bedraagt 350V en er is een spanning van 175V voor het schermrooster van de onderste tetrode. De weerstand van 1k in de voeding kan gebruikt worden om de gemiddelde stroom te meten van de twee schermroosters.

De negatieve spanning bedraagt ongeveer -65V en maakt het mogelijk de versterker in classe A of AB te laten werken. Stel de stuurroosterspanning in op -17V voor een anodestroom van 60mA (te meten over de weerstand van 1Ω).

De schakeling heeft een dubbele tegenkoppeling: de normale tegenkoppeling van de secundaire wikkeling van de transfo naar de cathode van de voorversterkerpentode, maar ook een stabilisatie correctie. De waarde van de componenten moet proefondervindelijk bepaald worden: dit hangt af van de gebruikte transfo, maar ook van de montage zelf (plaatsing van de componenten).

Men heeft een oscilloscoop nodig om de juiste waarde van de componenten van de stabilisatieschakeling te bepalen. Doe enkele tests met verschillende frekwenties: 125Hz, 440Hz, 1.8kHz,... en controleer dat de versterker een stabiel signaal geeft zonder oscillatieneigingen. Ga dan over op een blokgolf op laag vermogen (ongeveer 1W) en controleer dat er geen overshoot is, maar een heel lichte kromming bij 1.8kHz.

Transformator voor single ended versterker

Single ended transformatoren zijn aangepast om een permanente stroom kunnen verdragen. Het is een grote transfo voor een vermogen van slechts 5W, maar dat is nodig om te vermijden dat het ijzer in saturatie zou gaan. De transfo heeft een luchtspleet zodat meer ijzer nodig is. De transfo is voorzien voor een permanente stroom van 50mA, hier zitten we veilig (dacht ik) met een stroom van ongeveer 5mA.

De eigenschappen van deze transformator zijn ondermaats en het zou kunnen dat er wikkelingen kortgesloten zijn. Ik haal meer vermogen uit een afgedankte push pull transformator en uit een 100V sonorisatietransfo dan uit de Piemme transfo. De testen zijn verder gebeurd met een 100V sonorisatietransfo.

Het blijkt dat de inductantie van de transfo zeer laag is als er geen of nauwelijks stroom door de transfo loopt (Met een LCR meter gemeten had ik een inductantie van 10H), terwijl de transfo een inductantie van 50H had moeten hebben. Dit blijkt zo te zijn met verschillende SE transfo's en is geen defekt. De transformatoren zijn geöptimaliseerd voor een werking met een stroom van een bepaalde waarde.

125Hz
440Hz
1800Hz
Sweep
Overname vervorming

Met een echte luidspreker had ik soms beperkte oscillaties op bepaalde frekwenties en amplitudes. Dit kon gecorrigeerd worden door een uitgangsfilter van 10Ω en 0.1µF in serie te plaatsen parallel op de uitgang. Ook transistorversterkers hebben vaak zo'n filter.

Bij 125Hz zien we dat de horizontale delen aflopen: dit is normaal en ontstaat door de beperkte bandbreedte van de versterker. Een SRPP versterker levert een laag vermogen en het is niet de bedoeling dat er teveel vermogen gebruikt wordt voor de laagste frekwenties.

De weergave is perfect bij 440Hz: een lichte horizontale afval en de verticale flanken die niet meer recht zijn. Dit is een buizenversterker en geen transistorversterker.

Bij 1800Hz hebben we een ander fenomeen die al aanwezig was bij 440Hz: de verticale lijnen die afgebogen worden. Dit wordt veroorzaakt door de beperking van de bandbreedte van de versterker: het heeft weinig zin frekwenties boven de 20kHz door te laten. Alles wat boven de 16kHz zit hoor ik trouwens niet meer, en de versterker is voorzien voor een ex collega die ongeveer mijn leeftijd heeft. Hier ook is de bedoeling geen frekwenties weer te geven die niet gehoord kunnen worden.

De laatste grafiek is die van de sweep, logaritmisch van 20Hz tot 20kHz. Er is geen "ronde" curve, typisch voor versterkers zonder tegenkoppeling en met een te zwakke outputtransformator. De weergave is goed vanaf 20Hz en er is al een merkbare terugval bij 10kHz.

De SRPP versterker is een echte push pull versterker en geen single ended versterker, dit is goed te zien aan de overnamevervorming als de ruststroom te laag ingesteld wordt. Normaal moet de tweede buis perfect overnemen als de ene buis uit geleiding gaat, wat hier duidelijk niet het geval is. Er is een ogenblik waarbij geen enkele buis in geleiding is. Deze fout kan gemakkelijk opgelost worden door de ruststroom te verhogen (trimmer negatieve polarisatie onderste buis). De roosterspanning bedroeg -25V voor de foto, terwijl die ongeveer -11V moet bedragen (controleer de stroom via de weerstand van 1Ω, de stroom moet ongeveer 60mA bedragen).

Ik publiceer nagenoeg altijd de weergavecurve van m'n versterkers. Ik heb ooit de curve van een chinese versterker bekeken, dit was afschuwelijk. Ook amateur versterkers (doorgaans zijn dat single ended versterkers zonder tegenkoppeling, want gemakkelijker te realiseren) hebben een zeer bolle curve.