Als men moderne buizenversterkers ziet, dan zijn dat meestal klassieke versterkers met een balanseindtrap (parallel push pull). Toch zou ik mensen die een eerste versterker willen bouwen te beginnen met een srpp schakeling. Wat zijn de voordelen van de ene schakeling ten opzichte van de andere?

Parallel Push Pull (balansversterker) Serial Push Pull (complete SRPP)

• De klassieke balansversterker heeft een aangepaste balanstransfo nodig. Dit zijn redelijk dure transformatoren als ze nieuw aangekocht worden, en de kwaliteit kan niet verzekerd worden als ze tweedehands aangekocht worden. Het is bijna onmogelijk om twee identieke tweedehands transfo's te vinden voor een stereoversterker.

  Ik heb een aantal push pull versterkers gehoord die heel slecht klonken, en meestal was de oorzaak een niet aangepaste balanstransfo. verkeerde impedantie, teveel of te weinig ijzer, wikkeling in kortsluiting,... Men kijkt pas naar de transfo als men een extra paar buizen gekocht heeft een de versterker nog altij even slecht klinkt.

  De srpp schakeling werkt zeer goed met een transfo voor 100V sonorisatie (en kan zelfs getest worden met een normale voedingstransfo). Dergelijke transfo's worden gebruikt in geluidsinstallaties voor feestzalen, sportzalen, enz. De transfo's worden volop gemaakt en de prijzen zijn laag.

• De parallel push pull versterker kan zowel in classe A als classe AB werken. Voor een werking in classe AB is de enige goede oplossing te werken met een vaste negatieve voorspanning. De buis die niet meer in geleiding is verliest de controle over de betreffende wikkeling en er kunnen storende oscillaties ontstaan.

  De srpp schakeling werkt eigenlijk enkel goed in classe A (en heeft dus een laag rendement), de cathodeweerstanden zijn niet ideaal voor een werking in classe AB. Zoals een circlotronschakeling behouden de buizen de volledige controle over de wikkelingen van de transfo.

  Het is mogelijk een sturing in classe AB te realiseren met een negatieve roostervoorspanning ten opzichte van de cathode. zoals bij een balansversterker. De twee cathodeweerstanden kunnen vervallen (één te vervangen door een meetweerstand) waardoor het vermogen stijgt.

• De geluidskwaliteit wordt mede bepaald door de kwaliteit van de balanstransfo. Het is moeilijker een maximale bandbreedte en een lage vervorming te hebben met een dergelijke schakeling.

  Men haalt gemakkelijk een vervorming van minder dan 0.1% met een srpp schakeling, zelfs met een tegenkoppeling van slechts 12dB en buizen die eigenlijk niet voorzien zijn voor audiotoepassingen. De bandbreedte is uitgestrekt: de SRPP versterker is de enige versterker die probleemloos een perfecte sinus en blokgolf kan leveren (zonder overshoot of uitslingering) in de frekwentieband van 100 tot 15kHz (een blokgolf bevat verschillende frekwenties en om een signaal van dergelijke frekwenties te kunnen weergeven moet de versterker een bandbreedte hebben die minstens loopt van 20Hz tot 20kHz).

• Een traditionele push pull versterker kan een hoog rendement halen (ten opzichte van een srpp schakeling), met een vermogen tot 10W met een paar PCL86. De ruststroom wordt echter hoger ingesteld in vergelijking met een transistorversterker.

  Een srpp schakeling levert doorgaans een lager vermogen vanwege het feit dat beide buizen in serie staan en dus op een lagere anodespanning werken. Het beschikbaar vermogen is lager dan de anodedissipatie in één van de buizen.

• Naargelang de gebruikte buizen kan men een aanvaardbaar vermogen halen met een relatief lage spanning van 200 à 250V met een klassieke balansversterker. De hoogspanningsvoeding heeft genoeg aan een standaard filter (100µF/350V voor een versterker van 10W) want de rimpel op de hoogspanning heeft invloed op beide uitgangspentodes. Vanwege de symmetrische constructie wordt de inlooed van de rimpel zo beperkt. De niet-symmetrische voortrappen moeten wel een goede filter hebben.

  Een srpp schakeling heeft een zo hoog mogelijke spanning nodig om de buizen optimaal te laten werken. 300V is de minimale spanning om een hoog vermogen te halen. De hoogspanning moet zeer goed gefilterd worden (minstens 220µF/350V) want de eindtrap is niet symmetrisch voor de voedingsspanning.

• De push pull schakeling heeft een hoge vermogensreserve, zeker als die in classe AB werkt. Het verbruik is laag bij laag volume, zodat een kleine filterelko reeds voldoende is (50µF is eigenlijk al voldoende voor een versterker van 10W). De eindtrappen kunnen probleemloos verder uitgestuurd worden (met verhoging van de vervorming).

  De SRPP schakeling heeft de kenmerken van een single ended versterker (werking in classe A) en een vermogen die eeerder beperkt is. Bij een uitsturing voorbij de limieten gaat een buis uit geleiding, en dan stijgen de vervormingen enorm.

De keuze van de buizen die ik gebruikt hebt hangt af van wat ik in stock had: veel televisiebuizen (waarvan de meeste buizen middenfrekwent buizen zijn). Mijn voorkeur gaat naar combi-buizen (triode-pentode) om de complexiteit van de schakeling te beperken.

De buizen zijn beam tetrodes die een hoger vermogen hebben dan echte pentodes. Dit is van belang als je redelijk kleine buizen gebruikt met een beperkte dissipatie. Het keerrooster is vervangen door platen die de electronenstroom concentreren en een virtueel rooster creëren.

Indien je een eerste versterker zou willen bouwen, dan moet je voor een srpp schakeling gaan omdat je weinig kosten hebt. De kwaliteit van een Monacor of Visaton 100V transfo is beter dan die van een balanstransfo van onbekende origine.

PCL86

DE triode is vergelijkbaar met de triode ECC83, terwijl de pentode overeenkomt met een EL84. De PCL heeft echter een wat lagere dissipatie, maar dit wordt goedgemaakt door de beam tetrode constructie, die en hoger rendement mogelijk maakt. In de praktijk kan een versterker met PCL86 bijna evenveel vermogen leveren als een versterker met EL84.

De PCL86 werd bijna uitsluitend gebruikt als audioversterker in televisies (waar de audiokwaliteiten zeer goed waren). De 6.3V versie (ECL86) werd in platenspelers gebruikt waar één enkele buis voldoende was om een complete audioversterker te maken. De buis was een upgrade van de oude en volkomen achterhaalde ECL80 en wat zwakke ECL82.

De ECL86 werd ook gebruikt in enkele zeldzame stereo radiotoestellen.

PCL805

De buis kan een hoge stroom leveren met een lage anodespanning (let op de brede cathode ten opzichte van de PCL86). Er is maar een lage stroom nodig op het schermrooster, waardoor de buis een hoger rendement haalt. De schermroosterspanning moet niet zo hoog zijn.

De triode is vergelijkbaar met de triode ECC81. De buis moet getemd worden door een sterkere tegenkoppeling en soms zijn extra maatregelen nodig om oscilleerneigingen te onderdrukken.

PL504

De PL504 heeft een brede cathode en kan een hoge stroom leveren. De roostersteunen zijn in koper om de warmte beter af te voeren. De buis kan in verschillende toepassingen gebruikt worden, ik heb die zelfs gebruikt in zenders. Als je genoegen kan nemen met een wat lager vermogen, dan kan je de buis gebruiken op een lage voedingsspanning van 27V (zoals de gloeispanning).

We gebruiken hier een stroom van maximaal 100mA bij 300V of 75mA bij 400V om binnen de grenzen van de maximaal toelaatbare dissipatie te blijven.

Men heeft een extra triode nodig als voorversterker en omkeertrap, want de PL504 is een enkele pentode. Men heeft een sterke spanningszwaai nodig om de buis volledig uit te sturen en de stuurrooster heeft een wat hoge capaciteit. De beste stuurbuis is daarom een ECC81 die een signaal met een hoge amplitude kan leveren. De buis heeft ook een voldoende lage impedantie.

Omdat de schakeling best in classe A werkt heeft men een hoge dissipatie voor een relatief laag vermogen van 8W: gloeivermogen van 300mA bij 27V = 33W en hoogspanning van 400V 75mA = 60W. Een versterker die meer dan 100W verbruikt voor een vermogen van minder dan 10W, dat is niet ideaal (een single ended versterker levert nog minder vermogen).

Ik heb verschillende versterkers gebouwd met PL504 en PL508, de laatste buis presteert zeer goed en kan in classe AB werken met een aangepaste schakeling. Als je een versterker wilt bouwen met een paar PL504, dit is een hybride versterker met transistoren en PL504 die zeer goede eigenschappen heeft, dit is een serie push pull met EL504 (gelijkaardige eigenschappen maar gloeispanning van 6.3V)

De geluidskwaliteit is zeer goed met een zeer neutrale klankkleur en een goede demping. In tegenstelling met transistorversterkers is er geen clipping als het maximaal vermogen bereikt is. De vervorming stijgt geleidelijk bij het opvoeren van het vermogen (vooral even harmonischen)

Dit is een transformator die zowel voor de gloeispanning kan zorgen als de hoogspanning van een paar PCL86.

De transformator wordt omgekeerd aangesloten (secundair in de plaats van primair), de ingang is op 220V en de hoogspanningsuitgang is op 220V. Voor eindtrappen zoals de PCL86 die een wat hogere spanning lusten kan men de aansluiting -15 en 380V gebruiken (510V gelijkgericht en gefilterd). Men gebruikt een ruststroom van 35mA, wat de ideale waarde is voor deze buizen. Bij een srpp schakeling staan de twee buizen in serie wat betreft de hoogspanning.

De -15 en +15V uitgang dienden oorspronkelijk om de transfo aan te passen aan de lokate netspanning die soms kon afwijken (met de transfo op de juiste manier geschajkeld). Indien men een netspanning van 235V heeft, dan komt men binnen op +15V en 220V. Deze aansluitingen worden hier gebruikt voor de gloeispanning van de twee buizen (in serie). De primaire wikkeling is voorzien voor 220V 65VA, wat precies overeenkomt met 300mA.

De transfo kan voor tests gebruikt worden, of voor een monibloc te voeden. De gloeispanning heeft 9W nodig (30V × 0.3A) en de hoogspanning 510V × 35mA = 18W (of 308 × 0.06 = 19W).

Als men een hogere spanning (en lagere anodestroom) gebruikt, dan is de impedantie van de buis hoger en men gebruikt best een lagere aansluiting op de luidsprekertransfo (3 of 5W).