Proefopstelling

ECL86/PCL86

Hoewel de buis gebruikt wordt als onderste buis in commerciele SRPP schakelingen (in alle Philips televisies) presteert de buis niet optimaal en heeft die moeite om een 100V transfo van 4W correct aan te sturen. Buizen met een verminderde emissie vallen direct uit de mand omdat ze de nodige stroom niet kunnen leveren.

De buis heeft wel een zeer hoge versterking (voortrap en eindtrap) zodat een sterke tegenkoppeling de mankementen kan verdoezelen.

EL84

De EL84 is niet geschikt om te werken op een lage anodespanning van 160V. De PL84 is een ander verhaal en zou wel geschikt moeten zijn, maar ik had onvoldoende buizen om testen te doen. De PL84 is doorgaans de bovenste buis in een Philips SRPP schakeling, samen met de PCL86.

PCL805

De beste buis voor een versterker van 4W. Ik gebruik de laatste versie als slaapkamerversterker. De buis is uiterst geschikt in een SRPP schakeling want de buis kan reeds een hoge stroom leveren bij een spanning van 150V. De buis moet al echt versleten zijn als die geen 100mA kan leveren.

PL508

Wil je wat meer vermogen, dan is deze buis uiterst geschikt. Dezelfde schakeling als de schakeling met de PCL805 kan gebruikt worden, maar met een 100V transfo van 6 à 8W. Deze versterker geeft een prachtige klank!

PL504

Nog meer vermogen? Geen probleem, deze buis levert continu 100mA bij een anodespanning van 110V, een schermroosterspanning van 105V en een stuurroosterspanning van -10V. Hier zijn stopweerstanden verplicht want de buis kan spontaan hoogfrekwent gaan oscilleren.

In bouwschakelingen wordt altijd aangeraden weerstanden van 2W te gebruiken voor anodeweerstanden, 5W voor cathodeweerstanden, enz. Bullshit is dat! De dissipatie in de anodeweerstand van de voortrap bedraagt 300mW. Een weerstand van 1W is ruim voldoende (goede metaalfilmweerstanden verlopen niet). En je hebt het voordeel dat de weerstand gaat beginnen roken als er echt iets mis aan het gaan is (vooral nuttig bij cathodeweerstanden!)

Zonder tegenkoppeling, vermogen 3.3W Cathodestroom onderste buis normaal audio signaal Cathodestroom onderste buis sterk audio signaal Cathodestroom bij blokgolf Uitgangssignaal in 8Ω met PL504

We gebruiken een sturing van de eindtrappen d.m.v. een negatieve voorspanning, daardoor kunnen we de cathodevweertsnden vermijden (we winnen tweemaal 20V, dus 30% meer vermogen met de PCL805). We kunnen de versterker probleemloos in classe AB laten werken met een ruststroom van 11.5mA (gemiddeld 35mA op hoog vermogen). Daardoor beperken we de dissipatie in de buizen tot 2.6W in rust en 6W op vol vermogen. De roostervoorspanning voor de laagste vervorming is -20V, maar je kan gerust tot -25V gaan, de vervorming blijft onder de 0.1%.

Tweede afbeelding:
Dit skoopbeeld geeft de cathodestroom van de onderste buis weer (gemeten over de 1Ω weerstand). DEe buis blijft permanent in geleiding, met een maximale stroom van 50mA (geleverd vermogen 750mW). De magenta curve is het signaal op de ingang, de groene curve het signaal op de uitgang. Beide curves vallen perfect over elkaar heen.

Derde afbeelding:
Het is goed merkbaar dat de versterker nu in classe AB werkt, met de buis die de helft van de tijd afgeknepen is (bij de positieve delen is de andere buis in geleiding). Het is hier geen plotse cut off zoals bij transistoren, maar een heel geleidelijke.

De maximale cathodestroom bedraagt 116mA (de buis kan gerust nog meer stroom leveren). Bij een belasting van 3.3Ω stijgt de stroom tot 137mA, maar de ververker vervormt niet ondanks de werking in classe AB.

Doordat de buis slechts 50% van de tijd in geleiding is stijgt het rendement van de versterker. Ga je over in classe A (roostervoorspanning van -10V) dan haal je wat meer vermogen, maar de dissipatie stijgt naar 5.5W in rust (ongeveer 10W op vol vermogen).

Vierde afbeelding:
Nu hebben we de cathodestroom bij een blokgolf. De piek aan het begin is om het magnetisch veld van de uitgangstransfo om te keren. Wees gerust, de PCL805 heeft hier voldoende vermogensreserve en kan 250mA leveren, buizen voor de electromagnetische afbuiging zijn hierop berekend. De stijgende stroom is normaal: men moet een lineair stijgende stroom in de primaire wikkeling hebben om een constante spanning op de secundaire wikkeling te hebben.

Zonder tegenkoppeling zou het het plateau van het uitgangssignaal niet mooi horizontaal blijven maar afzakken. Bij een blokgolfsignaal levert de versterker hier 5.25W. De maximale anodestroom bedraagt 150mA (op de secundaire wikkeling heeft men ongeveer 1A).

Een minpunt is dat de versterker op zijn geheel een lage versterking heeft (voortrap: 32× eindtrap: 6.7×, totale versterking: 213×, normaal zou je een open lus versterking van 1000× moeten hebben). De uitgangstransfo geeft een spanningsreductie van 22.3×. Door een tegenkoppeling bij te plaatsen hebben we een te lage gain, dat we moeten compenseren door een voortrap met een versterking van 4×. De voortrap moet buiten de tegenkoppellus liggen, maar we kunnen een transistorversterker gebruiken die gevoed wordt uit de negatieve polarisatiespanning. Gebruik de eerste schakeling, want die gebruikt de massa als referentie en heeft een negatieve voedingsspanning.

De schakeling wordt gebruikt met een 100V lijntransfo met een vermogen van 4W à 6W zodat de impedantie rond de 2kΩ zit (laagste vervorming).

Schakeling met PL508

De PL508 geeft zondermeer de beste klank, met wat meer vermogen dan de PCL805. Een nadeel is dat er geen triode voorhanden is: je zal ofwel een ECC81 moeten gebruiken of een transistorschakeling als voortrap moeten gebruiken. Hier ook een transistorvoortrap voorzien.

De instellingen van de eindtrap zijn dezelfde: negatieve roosterspanning van -20V (samen met een cathodeweerstand van 100Ω), ruststroom van 17.5mA (dissipatie in rust van 3W). Gebruik hier een 100V transfo van 6 à 8W.

Noch de schakeling met PCL805, noch de schakeling met PL508 hebben correctiecondensatoren nodig (0pF dus), een teken dat de versterker in zijn geheel goed stabiel is.

Schakeling met PL504

Het is beter de buizen in classe A te laten werken: bij een ruststroom van 100mA heeft de buis een steilheid van 7.1mA/V en bij een ruststroom van 50mA (en bijhorende meer negatieve roosterspanning) heeft de buis een steilheid van 4.6mA/V. Bij een ruststroom van 100mA zitten we juist onder de maximale dissipatie. Zorg voor voedingselko's van hoge waarde om netbrom te vermijden want de stroom door de buizen zakt niet in rust.

Het laatste skoopbeeld komt van een srpp versterker met PL504 voor een vermogen van ongeveer 10W. Zo'n propere curve kon ik enkel bereiken met enkele extra condensatoren op typische plaatsen (tussen anode van onderste eindtrap en collector van voortrap), verschillende waarden uitgeprobeerd tot de vorm perfect was. Hybride schakeling: zie transistorvoortrap