Spanningsversterker

Concertina fasedraaier

De fasedraaier is correct ingesteld als er ongeveer 1/5 spanning zit over de onderste weerstand (cathodeweerstand) en 1/5 over de bovenste weerstand (anodeweerstand). Er staat dan 3/5 van de spanning over de buis, wat nodig om de maximale sweep te bekomen. De instelling gebeurt hier automatisch door de cathodeweerstand van 2k.

Stuurtrap

De stuurtrap is bijzonder, het is namelijk een long tail versterker, een symmetrische comparator met twee ingangen en twee uitgangen. Zo'n schakeling werd vroeger ook Mullardschakeling genoemd omdat die vaak gebruikt werd in de bouwkits van deze firma. Deze versterkertrap verbetert de gelijkloop tussen de twee uitgangen.

Wat we tot nu toe besproken hebben is in feite een standaard Williamson. We hebben een versterking in de eerste trap, maar ook de long tail zorgt voor een signaalversterking. De totale gain ligt in de buurt van 80dB en dat is zeer hoog. De gain wordt door de tegenkoppeling verminderd zodat men een normale gevoeligheid bekomt.

Push pull

In tegenstelling met de meer gewone eindtrappen zoals de EL34 moet de schermroosterspanning veel lager ingesteld worden, de spanning is hier 160V. Dit is een eigenschap van alle beam tetrodes die in hun lineair gebied werken als de schermroosterspanning lager is. Veel mensen vertellen dat lijneindtrappen nooit in een hifi versterker gebruikt kunnen worden (dit zijn buizen die aan-uit schakelen en oorspronkelijk niet voorzien waren voor lineair gebruik), maar de buizen kunnen heel goed in een audioversterker gebruikt worden, als ze correct ingesteld worden. Ze presteren dan evengoed als de meer traditionele eindpentodes.

In de schakeling is er een component die voor een faseverschuiving zorgt, en de faseverschuiving is daarbij nog frekwentieafhankelijk. Dit element is de uitgangstransformator. Bij bepaalde frekwenties werkt de tegenkoppeling niet meer als corrigerend element maar als meekoppeling (versterkend). De versterker gaat dus oscilleren op bepaalde frekwenties, doorgaans zijn dat zeer hoge frekwenties boven de 20kHz.

Om deze oscillaties te onderdrukken gaat men de versterking beperken voor deze hoge frekwentie (bandbreedte bewust beperken). Dit gebeurt doorgaans door een kleine condensator van een honderdtal pF te plaatsen tussen de anode van de eerste triode en de massa. De hoge frekwenties worden kortgesloten en de versterker wordt stabiel.

Hier heeft men een ander systeem toegepast, namelijk een filter op het primair van de outputtransformator. De filter bestaat uit kleine condensatoren die een omgekeerde faseverschuiving veroorzaken, zodat de faververschuiving door de transfo weggewerkt wordt. Dit systeem wordt weinig toegepast door amateurs omdat de waarde van de componenten sterk afhankelijk is van de gebruikte outputtransformator.

De kleine condensatoren beperken de faseverschuiving, maar samen met de werstand gaan ze ook de gedempte trillingen van de transfo onderdrukken, dit is het geval als men transfo's van mindere kwaliteit gebruikt (wat hier ook het geval is in deze versterker). In een schakeling in classe AB is een buis uit geleiding tijdens een deel van de periode. De buis heeft dus geen controle meer over de wikkeling. Er kan een gedempte trilling ontstaan (uitslingering), de condensator van de trillingskring is de capaciteit tussen de wikkelingen van de transfo. De condensator met de serieweerstand zal de trilling snel onderdrukken.

Deze condensatoren beperken ook de invloed van de luidspreker die een impedantie heeft die niet overeenkomt met die van een ohmse weerstand. Transistorversterkers (die doorgaans een zeer sterke tegenkoppeling hebben) hebben ook zo'n filter op de luidsprekeruitgang.

Voeding

De spoel voor de hoogspanning levert 120V. We hebben een spanningsverdubbelaar zodat de hoogspanning voor de eindtrap 330V bedraagt (anodespanning). De normaal gelijkgerichte spanning (160V) wordt gebruikt voor de schermroosters en de voorversterker.

De eindtrap en het Mullardgedeelte is symmetrisch gebouwd en hoeft geen zware netfilter (men gebruikt hier 50µF, wat toch aan de krappe kant is). Deze lage waarde kan hier gebruikt worden omdat de versterker in classe AB werkt. Bij stille passages (als de netbrom het meest hoorbaar is) is de stroom laag. Bij maximaal vermogen wordt de brom door het geluid onderdrukt.

De eerste twee trappen zijn echter niet symmetrisch en hebben een betere filtering van de voedingsspanning nodig. Deze trappen hebben een extra filtering. Een probleem met deze schakeling is dat de spanning voor de voorversterker (en de stuurtrap) redelijk laag is. De spanning is juist voldoende om de eindtrappen uit te sturen. Van zodra een triode buiten de specificaties valt kunnen de eintrappen niet meer goed uitgestuurd worden.

Luistertest

De geluidskwaliteit is goed te noemen, de versterker kan nog steeds 25W leveren (20W als men een lage vervorming wenst). De bassen zijn strak, de hoge tonen missen aan definitie (waarschijnlijk veroorzaakt door de uitgangstransfo).

Zelf bouwen

Je kan dezelfde push pull outputtransformator gebruiken als voor een paar EL34. Je bekomt dan een uitstekende geluidskwaliteit. De filter over de transfowikkeling kan verwijderd worden en vervangen worden door een kleine condensator van 100pF over de anode van de eerste triode en de massa.