Buizenversterkers
Direct verhitte triode
811A

De 811A is een amerikaanse direct verhitte triode. De buis kon gebruikt worden in een audioversterker (doorgaans als modulatieversterker) of als radiofrekwente versterker in zendstations.
-

-

De 811A is de eenvoudigste vorm van de versterkerbuis: een direct verhitte cathode (wolfram gloeidraad), een rooster en een anode. Het is als het ware de voorloper van de 807 een beam tetrode die ook als audio- en radiofrekwente versterker gebruikt werd.

In een push pull versterker leveren twee 811A een vermogen van 160W met een anodespanning van 1500V en een anodestroom van 175mA. Bij dit vermogen loopt er een roosterstroom van 34 à 50mA. De wisselspanning op het rooster moet 60Vrms bedragen (170Vpp tussen beide roosters).

In rust (geen modulatie) bedraagt de anodedissipatie 65W, de negatieve roosterspanning is dan -4.5V en de anode ruststroom is ongeveer 32mA. Bij een anodespanning van 1250V is er geen negatieve roosterspanning.

Dit is wat men in die tijd ICAS-bedrijf noemde: Intermittent Commercial and Amateur Service. Voor broadcast toepassingen (CCS: Continuous Commercial Service) werden de eindtrappen niet zo sterk uitgestuurd. In veel datasheets worden deze parameters door elkaar gehaald: de grafiek rechts is voor een ICAS toepassing, waar de eindtrappen zwaarder belast worden.

De schakeling toont een typische modulatieversterker om het radiosignaal in amplitude te moduleren. De modulatie gebeurde doorgaans op hoog vermogen, aan de zendbuis zelf. De meeste uitzendingen gebeurden op de middengolf of de korte golf en een hoge geluidskwaliteit was niet nodig. De 811A kon trouwens ook als versterker gebruikt worden voor radiofrekwenties tot op 27MHz.

Drivertrap: 2A3

De stuurtrap gebruikt twee 2A3, dit zijn ook direct verhitte triodes. In die tijd kon men enkel een voldoende emissie halen door een direct verhitte cathode te gebruiken (de wolfram gloeidraad fungeerde als cathode). De 2A3 werd doorgaans gebruikt als eindtrap in audio versterkers, zowel single ended als in een push pull combinatie.

De push pull trap kan een vermogen van 10W leveren, die nodig zijn omdat de eindtrap in classe A2 werkt, dus met een roosterstroom.

De parameters die vermeld staan zijn de standaard werkingsparameters van de 2A3. De polarisatie gebeurt door een gemeenschappelijke cathodeweerstand. De gloeistroomtransformator wordt niet getoond op de figuur, de transfo levert 2.5V 5A aan beide lampen.

De koppeling naar de eindtrap gebeurt met een transformator, dit was toen de goedkoopste manier om de eindtrap aan te sturen, in een tijd waar de electronische buizen de duurste componenten van de installatie waren. De wisselspanning wordt daardoor verhoogd met een factor 6 (× 2). De buizen werken in classe A1, dus zonder roosterstroom.

De transformatorkoppeling is de goedkoopste oplossing maar veroorzaakt extra vervorming. Er is geen tegenkoppeling voorzien voor modulatieversterkers, waardoor de schakeling meer stabiel is, en men heeft geen extra buis nodig om de signaalverzwakking ten gevolge van de tegenkoppeling te compenseren.

Eindtrap: 811A

De "A" versie is de verbeterde versie van de 811. In bestaande versterkers mag de standaard versie vervangen worden door de A-versie, maar niet omgekeerd.

De roosterpolarisatie gebeurt hier met een zwakke negatieve spanning, die nodig is als de hoogspanning 1500V bedraagt en niet nodig is met een hoogspanning van 1250V. Het rooster wordt dus sterk positief gestuurd om een voldoende anodestroom te hebben ondanks de verdringingsfactor van triodes. Als er een hoge anodestroom loopt, daalt immers de anodespanning, waardoor de anodestroom begrensd wordt. Door een positieve roosterspanning te gebruiken worden de electronen versneld waardoor er toch een voldoende anodestroom geleverd.

De transfo voor de gloeispanning moet hier een stroom van 8A leveren bij een spanning van 6.3V. De gloeidraad is een legering van wolfram en thorium; thorium dient om een betere emissie te hebben. De gloeidraad (cathode) moet op een hogere temperatuur werken om een voldoende emissie te hebben, maar daartegenover staat dat de cathode minder gevoelig is voor het ionenbombardement. De cathode gaat langer mee in intensief bedrijf en er komen geen bariumoxide deeltjes los.

Omdat er geen bariumoxide deeltjes loskomen kan het rooster zo dicht mogelijk bij de kathode staan. De invloed van het rooster is daardoor sterker en de buis heeft een hoge versterking, ondanks de doordringingsfactor eigen aan triodes.



"Pentodes zijn lelijk,
beam tetrodes zijn functioneel, maar
triodes met direct verhitte cathodes zijn prachtig!"



We zien rechts de bovenkant van de buis, met de gloeidraad die een M vormt. Het rooster heeft een strakke spoed (voor een vermogensbuis) en staat zeer dicht bij de cathode.





Om te kunnen werken met een hoge anodespanning zit de anodeaansluiting bovenaan de buis. Dit zal later ook gedaan worden met de 807, maar ook met de talrijke sweep tubes (buizen voor de electromagnetische afbuiging in televisies). Voorversterkerbuizen voor radiofrekwente signalen hadden ook een aansluiting bovenaan de buis, maar dit was de stuurroosteraansluiting (om capacitieve koppeling met de anode te vermijden).

Dergelijke buizen worden tegenwoordig niet meer gemaakt door de overgebleven fabrikanten, enkel Psvane maakt ze nog. De prijs is aantrekkelijk, want deze buizen werden vooral gebruikt in radiofrekwente versterkers met een zeer hoge spanning. De prijs is veel lager dan voor een triode die voorzien is voor audioversterking zoals de 300B of de 2A3 die op 300V kan werken en geen anodekap heeft.

Deze buizen zijn "bright emitters": door een niet gecoate wolfran gloeidraad als cathode te gebruiken moet de gloeidraad sterker opgewarmd worden om een voldoende emissie. Deze lampen produceren bijna evenveel licht als een gewone gloeilamp en worden zeer warm. In tegenstelling daarmee worden buizen met een bariumoxide coating "dull emitters" genoemd omdat de cathode niet zo heet moet zijn.

Versterker bouwen?

Als je een versterker wilt bouwen met deze buis moet je rekening houden met de specifieke eigenschappen van de buis. Het is een buis die ontworpen is als eindtrap in radiozenders, waar een hoge uitgangsimpedantie geen probleem vormt. De hoge uitgangsimpedantie (ongeveer 14kΩ) wordt hoofdzakelijk veroorzaakt door de strakke wikkeling van de gloeidraad (bij eindtrappen gebruikt men doorgaans een lossere spoed).

Wat de impedantie betreft vertoont de buis meer gelijkenissen met een pentode dan met een triode. Voor audiotoepassingen geeft deze buis een zeer lage dempingsfactor (meestal lager dan 1) die tegenwoordig niet meer aanvaardbaar is. Een sterke tegenkoppeling is nodig als je een normale dempingsfactor wenst.

De buis werkt met een roosterspanning die zowel positief als negatief gaat. Bij de overgang worden akelige oneven harmonischen geproduceerd. Een mogelijke oplossing, als de buis toch op een relatief lage anodespanning van 500V werkt, is te werken met enkel een positieve roosterspanning. Met een anodespanning van 500V kan men een vermogen van 18W halen.

Het is een direct verhitte triode en de gloeidraad moet met een wisselspanning gevoed worden (om een ongelijke emissie te vermijden). Een 50Hz brom is daardoor onvermijdelijk, zelfs al wordt het nulpunt zo nauwkeurig mogelijk ingesteld. Het nulpunt is verschillend per buis, waardoor de voedingstransfo voor de gloeispanning evenveel secundaire wikkelingen moet hebben als er eindbuizen zijn.

De voortrap gebruikt een dubbele triode 12AY7 in een SRPP schakeling om een lagere uitgangsimpedantie te hebben. Men kan hier eventueel een ECC81 gebruiken in de plaats.

De gloeidraad heeft een aparte transfowikkeling die op ongeveer 80V gehouden wordt zodat de spanning tussen gloeidraad en cathode niet te hoog kan worden.

De drivertrap is een 6GB8 die men door een 6V6 kan vervangen (de buis wordt als cathodevolger gebruikt). De sturing van de eindtrap is in classe A2 met permanente roosterstroom.

De spanning van de gloeidraad van de eindtrap kan gelijkgericht en gefilterd worden (minstens 10.000µF per buis) om minder brom te hebben. Dan kan de instelweerstand vervallen. Iedere gloeidraad moet zijn eigen transfowikkeling hebben.

De hoogspanning (B1) bedraagt ongeveer 600V.

De versterker heeft geen tegenkoppeling en de klank is die van een vooroorlogse lampenradio. Men kan een tegenkoppeling voorzien, maar om de verlaagde versterking te compenseren moet de voortrap vervangen worden door een cascode die een versterkingsfactor heeft die in de buurt van die van een pentode komt.

Publicités - Reklame

-