Buizenversterkers
Versterkers van Menno van der Veen
Menno van der Veen
Servers » TechTalk » Historisch perspectief » Audio » Buizenversterkers » Eindtrap » Versterkers van Menno van der Veen

Lees ook de inleiding over Menno van der Veen. Op deze pagina bespreken we drie van zijn gepubliceerde schakelingen.
-

-

Eerste schakeling

De eerste schakeling is ontworpen voor signalen op AUX-niveau (CD speler). De voorversterker bestaat uit een triode ECC82 en de tweede triode van de buis wordt gebruikt als fasedraaier (concertino-schakeling).

De schakeling gebruikt 4 EL34 per kanaal (twee aan twee parallel om meer vermogen te bekomen). Met deze schakeling kunnen de eindbuizen enkel in classe-A werken. De concertina-schakeling is niet in staat de eindbuizen voldoende uit te sturen voor een werking in classe-AB. De gebruikte concertina-schakeling is namelijk zeer gevoelig voor inbalans tussen de ingangsimpedanties van de eindtrappen.

Door gewoon de schermroosters anders aan te sluiten kan men overgaan tussen triode-bedrijf (goede weergave, maar laag rendement), ultralineair (zeer goede weergave en gemiddeld rendement) en pentode (goede weergave en hoog rendement). Omdat de buizen in classe-A werken is de geluidskwaliteit uitstekend. Indien men een over een ultralineair transformator beschikt is die mode aangeraden. Er wordt hier geen tegenkoppeling toegepast, maar die is eenvoudig bij te plaatsen.

De polarisatie van de eindtrappen gebeurt door een vaste negatieve spanning (NGV), de spanning kan per eindbuis aangepast worden zodat iedere buis eenzelfde stroom levert (50 à 60mA, wat overeenkomt met 500 à 600mV over de meetweerstanden).

Het is aangeraden de cathodelelko van de voortrap te verlagen tot een waarde van 47 à 100µF. Daardoor worden de subsonische frekwenties niet versterkt en bekomt men een lagere intermodulatievervorming (altijd een zwak punt bij buizenversterkers). De bandbreedte aan de onderkant kan hier probleemloos beperkt worden omdat er geen tegenkoppeling toegepast wordt.

De bandbreedte kan ook in het hoog beperkt worden, bij mijn ontwerpen doe ik dat door een condensator van een paar pF te plaatsen tussen de anode van de eindbuis en zijn rooster. De waarde wordt best proefondervindelijk bepaald (maximaal 47pF) door een blokgolf op laag vermogen weer te geven en te controleren dat de hoeken mooi afgesneden zijn bij 20kHz. Gebruik als belasting niet de luidsprekers, maar een dummy-weerstand!

Menno van der Veen lijkt wel de uitvinding van de eeuw gemaakt te hebben, als hij het heeft over de kleine condensatoren over de secundaire van de voedingstransfo. De voedingsdiodes gaan abrupt in- en uit geleiding, en veroorzaken daardoor storingen die zich overal kunnen verspreiden en een ratelgeluid veroorzaken in de luidsprekers. Door de condensatoren te gebruiken worden de storingen onderdrukt. Het is wel vreemd dat deze condensatoren over meerdere pagina's besproken worden, maar niet in de schakeling opgenomen zijn (kleine condensatoren van 10 à 100nF tussen alle secundaire aansluitingen van de voedingstransfo en de massa).

Tweede schakeling

DE 6N1P kan vervangen worden door een E88CC (de professionele uitvoering van de ECC88). De fase-omkering gebeurt hier op een andere manier, namelijk met een zogenaamde parafase-schakeling. Een deel van de spanning van de positieve fase wordt naar de andere triode gestuurd en levert de negatieve fase.

De tweede triode werkt als het ware als een op-amp met een versterking van -1×. De versterking hangt af van de verhouding van de weerstanden, maar ook van de versterking van de triode. De instelling moet na een 10-tal uur opnieuw nagezien worden.

Ik ben wel voorstander van een versterker met auto-bias, waarbij het werkpunt van de buizen verschuift met de belasting. Bij zwakke signalen gedraagt de versterker zich als een classe-A versterker en het werkpunt verschuift naar classe AB bij stijgende belasting. Men kan dus zowel een relatief hoog vermogen bekomen, maar zonder vervorming bij zwakke signalen.

Bij auto-bias moet men gepaarde buizen gebruiken. Als je buizen op het internet koopt weet je echter niet of de buizen voldoende gelijk zijn. Beide eindbuizen moeten een ruststroom leveren van 69mA (daarvoor dient de meetweerstand van 10Ω). Je kan echter gemakkelijk een kleine negatieve voedingsspanning leveren door de 6.3V gloeispanning te verdubbelen en gelijkrichten, waardoor je een negatieve voorspanning van 16V bekomt, ruim voldoende om enige inbalans weg te werken.

De negatieve voorspanning moet aangelegd worden door middel van een weerstand van 1MΩ aan het knooppunt R9/R10 of R14/R16 van de buis die de hoogste stroom levert. De voorspanning moet zodanig ingesteld worden met een trimmer van 100k (tussen -16V en massa) zodat de cathodespanning op B2 overeenkomt met de cathodespanning op B3 (als de stroom door de ene buis stijgt, dan daalt de stroom door de andere buis).

Deze versterker kan een vermogen van 30W leveren met een hoogspanning van 380V. In plaats van een EL34 kan men ook een EL34-S gebruiken, dit is het amerikaans equivalent van de EL34. Het is een beam-tetrode zoals de meeste amerikaanse vermogenbuizen. Andere buistypes mogen ook gebruikt worden, mits de gemeenschappelijke cathodeweerstand aangepast wordt.

Derde schakeling

Deze schakeling verdient mijn voorkeur. Niet alléén wordt de omkeertrap niet gebruikt om de eindbuizen aan te sturen, maar er wordt ook een lokale tegenkoppeling toegepast daar waar de vervorming het hoogst is, namelijk bij de eindbuizen. De lokale tegenkoppeling zorgt er ook voor dat de dempingsfactor veel beter wordt, een probleem dat de vorige versterkers wel hadden. Bepaalde luidsprekers klinken bijzonder rommelig als ze niet strak aangestuurd worden.

Deze schakeling is in staat 100W te leveren (cathodestroom in rust: 45mA per eindbuis en 450V hoogspanning). Door de hoge voedingsspanning en de lagere anodestroom is de inwendige weerstand van de eindbuizen hoger, waardoor de lokale tegenkoppeling noodzakelijk is om de dempingsfactor te verbeteren, zelfs met twee buizen in parallel.

Men kan de algemene tegenkoppeling verwijderen (R31 verwijderen), dan moet ook C7/C10 verlaagd worden tot ongeveer 10pF (de relatief hoge waarde van 82pF is nodig om de versterker stabiel te houden als er tegenkoppeling toegepast wordt).

Overigens ben ik ook niet gelukkig met de constructie van de tegenkoppeling, mijn ontwerp gebruikt een afwijkende constructie, waarbij de elko's ontkoppeld worden door de kleine condensator. De totale waarde van de elko kan verlaagd worden van tweemaal 10µF in serie naar tweemaal 2.2µF in serie of éénmaal 1µF.

De kwaliteit van de onderdelen in de tegenkoppeling is even belangrijk als die van de componenten in de signaalweg. Door de condensator van 47pF (geschikt voor 1000V) in parallel te plaatsen met de elko worden de mindere HF-eigenschappen van elko's tegengewerkt. In pentodebedrijf moet de condensator 10pF à 47pF bedragen (geen tegenkoppeling) of 47 à 82pF (met tegenkoppeling). Overigens kan men de elko van 1µF vervangen door een normale condensator (geschikt voor 630V).

Door de transformator te vervangen door een exemplaar met ultralineair-aansluitingen kan men de dempingsfactor nog wat verbeteren. De geluidskwaliteit wordt nog beter, maar het maximaal vermogen is ongeveer 10% lager.

Wenst men lijneindtrap buizen te gebruiken in deze schakelingen, dan moet de schermrooster spanning absoluut verlaagd worden tot maximaal 250V. De anodespanning wordt beperkt door de maximale anodedissipatie.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's

-