Buizenversterkers
De eindtrap
PL508

Als ik versterkers bouw, dan zijn dat meestal versterkers met een polarisatie door een negatieve spanningen een stabilisatie van het werkpunt. Daarmee haal ik een vermogen van 40W per kanaal met enkele EL508.
-

-

Mijn versterker aan mijn computer, uitgerust met 4 ECL805 had ik ondertussen verkocht. Dus een nieuwe versterker bouwen, natuurlijk met de spullen die ik in huis heb. Ik heb een transfo van tweemaal 36V 2A en éénmaal 13V 2A uit een midirack (met dubbele cassettedeck, CD speler, 5-wegs equalizer en tuner). Na een spanningspiek had de processor het begeven en het toestel deed niets meer.

Het probleem is hier dat er weinig ruimte is in de behuizing. Met de voedingstransfo en de twee outputtransformatoren heb ik nog een ruimte van 10cm op 10cm over. Daarom heb ik besloten om een eenvoudige polarisatie door middel van cathodeweerstanden te gebruiken. Dit is een automatische polarisatie, er zijn geen trimmers nodig.

De versterker krijgt zijn signaal van de computer, maar er is ook een bluetooth ontvanger. De bluetooth ontvanger heeft een aparte voeding nodig, geïsoleerd van de massa, anders komen er brom en andere storingen door. De 13V transfowikkeling kan daarom enkel gebruikt worden voor de gloeispanning (twee buizen in serie) en voor de bluetooth module, niet voor een getransistoriseerde voorversterkermodule.

De voorversterker is klassiek te noemen, ik gebruik die standaard-modules in verschillende versterkers, voor een vermogen tot 40W. De voeding van de voorversterker bedraagt 245V na de weerstand van 39kΩ, over de BF421 heb ik een spanning van 66V (collector) en 179V (emitter). Dit geeft mij een spanningszwaai van 40V effectief, dit is ruim voldoende voor alle soorten eindtrappen.

Er is een tegenkoppeling van 13dB vanaf de uitgang van de versterker via de weerstand van 18kΩ. Dit zijn de gemeten wisselspanningen (rms waarden):

  • ingang 261mV (basis eerste transistor),
  • tegenkoppeling 258mV (emitter eerste transistor),
  • uitgangspanning voorversterker tweemaal 3.7V,
  • anodespanning: tweemaal 87V,
  • uitgangspanning (luidsprekers): 5.12V (de versterker is ongeveer 1/3 uitgestuurd).

Er is een verschil in de cathodespanning van de eindtrappen, dit is onvermijdelijk omdat de buizen niet gepaard zijn. De EL508 is ook een buis waarvan de specificaties minder strak zijn dan een audio eindtrap. Met een schakeling met negatieve roosterpolarisatie kunnen de verschillen ongedaan gemaakt worden, met een schakeling met cathodepolarisatie is dat niet mogelijk. Een verschil in stroom door de buis van 5% is onvermijdelijk.

De schermroosterspanning is laag gekozen (100V in plaats van 200V), daardoor kan de buis met een minder negatieve stuurroosterspanning werken (minder verliezen over de cathodeweerstand). De spanningsversterking van de buis is ongeveer het dubbele (23×) dan met een g2-spanning van 200V.

De versterker levert een vermogen van 9W terwijl eenzelfde versterker met een polarisatie met negatieve spanning een vermogen van 15W of meer zou kunnen leveren. Er zijn verschillende oorzaken die het verlies aan vermogen kunnen verklaren en die aantonen dat een werking met een vaste roosterspanning te prefereren is.

Bij een polarisatie door de cathodeweerstand werkt de eindtrap nagenoeg in classe A, met een dissipatie die zo gekozen moet worden dat de maximale anodedissipatie van 12W niet overschreden wordt. Bij een polarisatie met een negatieve spanning werkt de versterker bijna in classe B met een zeer lage ruststroom en mag de maximale dissipatie van de buis overschreden worden als de versterker op hoog volume werkt.

Bij deze versterker zijn er twee ingrepen om parasitaire oscillaties tegen te gaan:

  • condensator van 18pF tussen schermrooster en stuurrooster (enkel de eindtrap gestuurd door de onderste cathodyneweerstand)
  • condensator van 470pF tussen anode van de andere eindtrap en massa.
Deze ingrepen beperken de bandbreedte nauwelijks: de curve is vlak tot voorbij 20kHz.

Vanaf het midden van de 36V transfowikkeling kan men een diode plaatsen om een negatieve spanning op te wekken om zo de ruststromen van de eindtrappen gelijk te maken (en eventueel overgaan op een vaste negatieve polarisatie) maar er is te weinig plaats in de behuizing om nog 4 trimmers, een elko en nog een paar andere componenten te plaatsen. En ik heb ruim voldoende met een vermogen van 9.5W per kanaal.

Afbeelding rechts: testopstelling met bluetooth module boven links, ernaast de voeding voor de bluetooth module en de polarisatie door de cathodeweerstanden (deze mono testversie had nog weerstanden van 390Ω om low loading te proberen). De print onderaan is de complete voorversterkerprint, er was nog ruimte voorzien voor een kleine voorversterker, maar die was niet nodig omdat de eindtrappen gevoeliger zijn met een minder negatieve roosterspanning.

Waarom een configuratie testen met een monoblok?
Bepaalde fouten komen beter naar voren als je met een mono signaat test: het stereo-effekt kan je afleiden. Hetzelfde effect is vroeger opgetreden bij de eerste televisieuitzendingen in kleur: het beeld was afschuwelijk, maar iedereen stond verdwaasd te kijken naar de kleuren. En niet te vergeten de eerste uitzendingen in stereo en de eerste fonoplaten in stereo met een veel slechtere signaal-ruis verhouding dan een mono weergave. Een nieuwe versterker test ik trouwens ook met uitgeschakelde tegenkoppeling. Een monoblok heeft als bijkomende voordeel dat je de verschillende ingrepen niet iedere keer in het dubbel moet uitvoeren.

Achteraf moet de versterker in zijn definitieve gedaante natuurlijk in stereo getest worden.

Publicités - Reklame

-