Ik had nog twee kleine audiotransformatoren, ooit gesloopt van een stereo radio met push pull versterker (tweemaal ECC83 en tweemaal ELL80). De audiotransformator heeft een inwendige weerstand aan primaire zijde (Raa) van 10kΩ, het maximaal vermogen zal zeker niet boven de 10W komen, maar dat is voldoende voor onze schakeling.

Dit is ongeveer de meest eenvoudige versterker die je kan bouwen voor een redelijk vermogen en een aangename klank (veel hangt af van de gebruikte outputtransformatoren).

0pF - te laag 220pF - te hoog 100pF over de feedback weerstand

Voortrap

Stabiliteit: skoopbeelden rechts

De skoopbeeld rechts geeft een golfvorm bij een blokgolf van 500mV 440Hz op de ingang, eerst zonder condensator, dan met een condensator van 220pF. De laatste waarde is te hoog, 100pF bleek de beste waarde te zijn. Met 220pF had ik wel een lagere vervorming (total harmonic distorsion) met sinussignalen, maar de hogere frekwenties vanaf 15kHz waren te zwak.

Er zijn verschillende plaatsen waar de kleine condensator geplaatst kan worden: vaak wordt die parallel over de tegenkoppelweerstand geplaatst, maar ik heb opgemerkt dat de werking dan teveel afkangt van de aangesloten luidspreker. De versterker is stabiel met één luidspreker en onstabiel met een andere, dit is zeker het geval met kleine versterkers die relatief zware luidsprekers moeten aansturen. De derde afbeelding toont het resultaat van de condensator over de feedbackweerstand: de oscillaties worden niet gedempt, maar enkel in frekwentie verlaagd (en het effekt kan hoorbaar zijn).

Een andere mogelijkheid is van de anode van de voorversterkertriode naar de massa (daar mee onderdruk je alle frekwenties boven een zekere waarde). In dit geval bleek de beste oplossing zoals aangegeven op de schakeling, maar experimenteer gerust!

De lichte spike die je op sommige oscilloscoopbeelden kan zien is geen probleem: de zeer steile flanken van een blokgolf bestaan niet in de muziek en nagenoeg alle lampenversterkers hebben problemen met de steile flanken.

Om een versterker te testen in realistische situaties, plaats een low pass filter aan de ingang van de versterker: 7.5kΩ in serie met 1nF naar massa. De steile flanken worden daardoor afgevlakt (de bandbreedte wordt beperkt tot 21kHz). Indien je echt de bandbreedte van een versterker wilt meten, doe dan een sweep met een sinussignaal.

Cathodyne en eindtrap

De eindtrap wordt gepolariseerd door de cathodeweerstand. We hebben hier een relatief hoge waarde nodig, want de roosterspanning moet ongeveer -14V bedragen. Deze relatief hoge spanning is ook een teken dat de versterking van de eindtrap redelijk laag zal zijn (de spanningsversterking bedraagt ongeveer 25×).

Door de cathodeweerstand is de eindtrap zelf instellend en moet de ruststroom niet ingesteld worden. Als we een cathodespanning van 14V hebben, dan hebben we een anodestroom van 30mA. De anodedissipatie bedraagt dan een beetje meer dan 9W. Dit is meer dan wat toegestaan is in de datasheets, maar de buis wordt hier gebruikt in lineaire modus, dit is minder belastend dan een werking als schakeltetrode voor de rasterafbuiging in televisies. De tetrode wordt in ieder geval niet roodgloeiend.

Het schermrooster wordt aangesloten op de halve voedingsspanning, dit is typisch voor schakeltetrodes die een hoge perveance hebben. Sluiten we de schermroosters op de volledige hoogspanning, dan moeten we een nog negatievere stuurroosterspanning hebben en de tetrode versterkt dan nog minder. Nu hebben we een schermroosterstroom van 0.75mA in rust en 2.7mA op nominaal vermogen.

Audio transformatoren

De ideale push pull transformator heeft dus een Raa van 7.5kΩ en een vermogen van 10W. Transformatoren voor een hoger vermogen leveren in het algemeen een betere klank (het zijn duurdere exemplaren met betere eigenschappen), maar ga niet boven de 25W, want een deel van het vermogen wordt opgesoepeerd in de magnetisatie van het transfoblik. Een geschikte transfo is de EI60025F van Piemme, gebruik altijd de 8Ω uitgang.

Uiteindelijk heb ik een nog betere transfo gevonden, dit is het vervolg op deze pagina.

Voeding

Het is van groot belang dat de schermroosterspanning constant blijft, want die spanning heeft een sterke invloed op het werkpunt van de versterker. Bij veel versterkers die in classe AB werken is men verplicht een relatief hoge ruststroom te kiezen zodat de spanning niet teveel verloopt.

Voor de gloeispanning van de vier ECL805 heb ik een tweede transfo gebruikt van 12V 25VA (de transfo levert eigenlijk 12.5V, wat ideaal is). Het gloeivermogen is redelijk hoog, want het is een buis die een hoge maximale cathodestroom heeft. De PCL805 heeft 17V nodig bij een stroom van 300mA. Je kan hier een transfo van 18V gebruiken en een serieweerstand gebruiken van 3.9Ω. Als de transfo een hogere spanning levert kan je hier ook de twee of de vier buizen in serie plaatsen.