Buizenversterkers
Single Ended Push Pull
PCL805

Index single ended
testversterkers
Het heeft niet lang geduurd vooraleer ik mijn single ended versterker heb aangepast naar een SEPP, een single ended push pull volgens de terminologie van de toenmalige Philips bedrijven.
-

-

Dit artikel is een gevolg op mijn single ended versterker met PCL805. Toen ik jong was heb ik verschillende versterkers gebouwd met een PCL805, eerst als single ended versterker in een radio. De EL84 die in alle radio's gebruikt werd, werd vervangen door een PCL805, en met de extra triode kon ik een toonregeling bouwen. Als een wat betere kwaliteit gewenst was bouwde ik een versterker in een SRPP configuratie. Voor de hogere gloeispanning gebruikte ik een spanningsverdubbelaar.

Ik had oorspronkelijk gekozen om een SE versterker met PCL805 te bouwen omdat ik er nooit gebouwd had in de laatste jaren (mijn single ended versterkers dateren van vòòr 1980). En een wekkerradio versterker heeft niet zo'n hoog vermogen nodig.

Waarom kiezen voor een PCL805?

Van zodra mijn single ended versterker met PCL805 klaar was en naar behoren werkte, moest ik een betere versterker bouwen, ik kon me gewoon niet in bedwang houden. Bij een SE schakeling moet de eindtrap permanent een hoge ruststroom leveren, waardoor de gemiddelde dissipatie snel overschreden wordt. Het audiovermogen van een SE versterker met PCL805 kan nooit boven de 3W komen vanwege de maximale anodedissipatie van 9W.

Wat je direct merkt is dat de uitgangstransfo veel kleiner is dan de transfo voor een single ended versterker (verschil eerste en tweede foto). Om kernsaturatie tegen te gaan bij een single ended versterker moet de transfo een luchtspleet en veel meer ijzer hebben.

Het is gemakkelijker een testschakeling te bouwen met losse componenten, je kan gemakkelijk de componenten vervangen en je ziet sneller of je een fout gemaakt het. Bij de derde foto is de schakeling op een printplaat gemonteerd.

De ECL805 en PCL805 zijn perfect op hun plaats in een kleine SRPP schakeling (in plaats van een single ended) vanwege hun lagere maximale dissipatie en hun hogere piekstroom. Maar daarvoor moeten de eindtrappen in classe AB werken

Zoals je via de link hierboven kon lezen: SRPP schakelingen bestaan in talrijke uitvoeringen. De versie die ik hier gebruik is een eenvoudige, maar goed uitgewerkte schakeling. Er zijn normaal twee instelweerstanden die hier vervangen zijn door vaste weerstanden. Ik ga hier niet de werking van een SEPP of SRPP schakeling uitleggen, kijk naar de pagina originele SRPP schakeling waar de basis uitgelegd staat.

Deze buis kan probleemloos een piekstroom leveren van 260mA (de gemiddelde cathodestroom moet lager dan 75mA zijn om de bariumoxidelaag niet te beschadigen). Zelfs als de versterker "luid" staat zitten we gemiddeld onder de 35% nominaal vermogen, zodat de cathodestroom altijd een veilige waarde heeft.

De gele curve is de cathodestroom, gemeten via een weerstand van 1Ω. Deze versterker werkt duidelijk in classe AB, met een ruststroom die nul kan xorden. Als er slechts een signaal met een lage amplitude geleverd moet worden bedraagt de gemiddelde cathodestroom 30 à 40mA naargelang de ingestelde ruststroom (stuurrooster polarisatie onderste tetrode). In het paars heb je de uitgangsspanning over een belastingsweerstand van 8Ω (5.5W outputvermogen).

Voordelen van SRPP schakeling

In vergelijking met de single ended versterker heb ik volgende voordelen: het vermogen is (bijna) dubbel zo hoog, de vervorming is lager en de versterker werkt in classe AB met een beperkte dissipatie bij zwakke signalen (4.4W op laag audiovermogen, 13.6W bij de vermogenspieken).

Het lager verbruik van een SRPP versterker die in classe AB werkt verlies je echter doordat je twee buizen van gloeivermogen moet voorzien (tweemaal 5W). De officiële gloeispanning bedraagt 17.5V maar de buis werkt ook goed op 15V.

Je hebt geen speciale single ended transformator met luchtspleet nodig, maar een transformator voor 100V sonorisatiesystemen. Deze transformatoren voldoen prima en de ruststroom is zo laag dat de transfo niet gemagnetiseerd kan worden (permanente stroom is lager dan 2mA met deze versterker).


De transformatoren voor 100V lijnen
worden hier besproken

Transformatoren

Deze transfo voor 100V systemen heeft een maximaal vermogen van 20W, maar heeft ook aansluitingen op 10 en 5W. De tranfo kost 16€, ongeveer 1/5 van de prijs van een push pull transfo.

Voor deze versterker kies je een transfo van 10 à 20W en gebruik je de aansluiting "10W", dan is de impedantie correct.

Op de foto merk je dat een sonorisatie transfo voor luidsprekers van 20W veel kleiner is dan een transfo voor single ended versterkers (5W).

De SRPP schakeling is geen alternatief op de echte push pull. Het is wel een schakeling die gemakkelijk te bouwen is, intrinsiek stabiel is en geen dure push pull transfo nodig heeft.

Nadelen van de SRPP schakeling

Als nadeel van een SRPP schakeling kan ik stellen dat de meeste buizen die voorzien zijn voor een "normale" (single ended of push pull) versterker niet geschikt zijn: deze zijn niet gemaakt om te werken met een voedingsspanning van 150V (de twee buizen staan in serie en zien dus maar een halve voedingspanning). Enkel lijneindtrappen en rastereindtrappen zoals de PCL805, PL504 en PL508 kunnen gebruikt worden.

Ook de EL86 kan men eventueel gebruiken (die werd trouwens ontworpen voor dergelijke schakelingen), maar is niet zo goed als de echte sweep tubes (de EL86 kan trouwens geen 260mA piekstroom leveren). Je hebt ook een voedingstransfo nodig met een halve hoogspanning (maar die spanning heb je nodig met alle versterkers met sweep tubes voor de schermroosterspanning).

De SRPP schakeling moet noodgedwongen werken op een hoge spanning (minimum 300V) en levert uiteindelijk een lager vermogen dan een echte push pull. Dit is de schakeling met PCL805 in een echte push pull. De polarisatie gebeurt door een cathodeweerstand en de versterker levert 10W, maar door over te gaan op een negatieve polarisatie kan men nog hoger in vermogen gaan.

Uiteindelijke schakeling

Dit is de uiteindelijke schakeling, dubbel zo complex als de single ended versterker waarmee we vertrokken zijn (en nagenoeg even complex als een echte push pull versterker).

De transformatieverhouding van de 100V transfo bedraagt ongeveer 12×, de getransformeerde luidsprekerimpedantie is dan ongeveer 1150Ω. De transformatieverhouding hangt af van het transfo vermogen (hoe vreemd het ook lijkt), en voor deze schakeling kiest je best een vermogen van 10W. Minder kan ook, maar dan heb je proportioneel ook minder audiovermogen (maar een nog lagere vervorming).

We hebben een voedingstransfo voor de hoogspanning van 115 + 115V, die iets van 350V levert in rust (geen audio). De spanning zakt naar 313V op volle belasting.

Voor de gloeidraden hebben we een transfo van 15 + 18V met twee gescheiden wikkelingen, de buis I wordt aangesloten op één wikkeling van 15V (de 18V aansluiting levert de polarisatiespanning) en de gloeidraad voor buis II wordt op de halve voedingsspanning aangesloten via een weerstand van 120kΩ. Voor buizen van de "P" reeks is dit minder belangrijk, maar zou je E-buizen gebruiken (ECL805), dan heb je absoluut een transfo met twee gescheiden wikkelingen nodig. Bij Eeen ECL805 bedraagt de maximale spanning tussen gloeidraad en cathode 100V.

De kleine condensator van 820pF kan nodig zijn voor de stabiliteit (hangt af van de transfo en de luidspreker). Ik heb een relatief hoge waarde gebruikt omdat de versterker gebruikt wordt met een wekkerradio, en alles wat boven de 15kHz zit moet weggefilterd worden. Je kan desnoods de waarde verlagen tot 470pF.

De triode van de PCL805 is vergelijkbaar met die van de dubbeltriode ECC81. De eerste triode heeft een spanningsversterking van 44× en de tweede triode die als cathodevolger geschakeld is (geboosterde cathodyne) heeft een versterking van 0.88×.

De buizen moeten niet gepaard zijn, maar koop geen oude buizen: in deze schakeling moeten de buizen eenzelfde piekstroom kunnen leveren als voor de verticale afbuiging in een televisie. Koop best NOS buizen, er is nog een grote stock van de voormalige USSR onder de naam 6F5P, koop deze buizen via een gereputeerde ebay winkel. Televisies met lampen zijn in gebruik gebleven tot ver in de jaren 1980 in de voormalige oostbloklanden en de buizen waren van goede kwaliteit.

De wisselspanningen staan ook aangegeven in het rood (iedere keer twee waarden) bij een hoge uitsturing vooraleer er vervormingen optreden. RMS spanningen (wat de multimeter aangeeft) is nog wat anders dan wat de skoop aangeeft. Je merkt hier bijvoorbeeld een minimale spanning van 35V over de tweede triode terwijl de buis een stroom van méér dan 1mA moet leveren. Dat is ook (één van) de reden waarom de ECL86 hier niet goed zou werken.

De onderste tetrode wordt in classe AB2 gestuurd (met een kleine roosterstroom). Idealerwijze zou de koppelcondensator van 0.1µF moeten vervallen, maar dat maakt de schakeling nog complexer (negatieve voeding van 150V nodig).

*
De twee weerstandsverhoudingen moeten gekozen worden zodat:
  • Er ongeveer een ruststroom van 10mA loopt door de onderste tetrode (dit komt ongeveer overeen met een spanning van -21V). Probeer eerst zonder de weerstand van 2.2MΩ.

  • De spanning op de koppeling tussen de 2 tetrodes ongeveer de halve voedingsspanning bedraagt, zo bereikt je de maximale spanningszwaai (sweep), instellen met de weerstand van 4.7MΩ (hier ook eerst testen zonder deze weerstand).

Ik kan niet stoppen met een schakeling aan te passen totdat die zo goed mogelijk is. Uiteindelijk werd er nog een heel kleine wijziging aangebracht waardoor de spanning op de uitgang meer stabiel bleef, zelfs met een wisselend vermogen en absoluut niet gepaarde buizen.

De polarisatiespanning van de onderste tetrode (en daarmee ook de ruststroom door de eindtrap) wordt gedeeltelijk bepaald door de uitgangsspanning. De weerstand moet een waarde van 22MΩ hebben.

De weerstand van 4.7MΩ bleek niet meer nodig te zijn.

Publicités - Reklame

-