Buizenversterkers
De eindtrap
Single ended

De single ended eindtrap wordt tegenwoordig gezien als een unicum: met een balanseindtrap kan men meer vermogen bekomen met dezelfde buizen, maar de schakeling is wat complexer en men heeft dubbel zoveel buizen nodig.
-

-

Met een single ended eindtrap kan men een theoretisch vermogen van 50% halen. De eindtrap moet noodgedwongen in classe A werken en bij maximale uitsturing zijn er meer vervormingen. Deze schakeling heeft echter geen omkeertrap nodig.

Door het laag rendement van dergelijke schakelingen worden de afkortingen "SE" ook gebruikt om "Small Efficiency", "Super Expensive" en "Stupid Engineering" aan te geven.

De toestellen die door bepaalde bedrijven aangeboden worden zijn bijzonder duur omdat er een speciale outputtransformator gebruikt moet worden. Er is altijd een stroom die door de transfo loopt, waardoor er een permanent veld gecreŽrd wordt. Om de magnetische saturatie van de kern te voorkomen moet er een luchtspleet voorzien worden en daardoor daalt het rendement van de transfo. Naast de verplichte classe-A werking (die een laag rendement heeft) kan de transfo niet alle vermogen overbrengen naar de luidspreker. Vandaar dus het "stomme ontwerp".

Maar een dergelijke schakeling werd in de meeste radiotoestellen en televisies gebruikt, in de duurdere toestellen gebruikte men een SRPP schakeling. Het vermogen was (toen) voldoende.

Bij een single ended schakeling werkt de eindbuis altijd dicht bij zijn limieten om een voldoende vermogen te kunnen leveren. De anodestroom is altijd hoog. De netspanning moet zeer goed gefilterd worden vanwege de hoge stroom, maar ook omdat de schakeling asymmetrisch is en de brom niet kan onderdrukken.

Maar laten we eens kijken hoe de ingenieurs het probleem aangepakt hebben.

Dit is de schakeling van een radio uit de jaren 1950. Toen moest de schakeling zo eenvoudig en zo goedkoop mogelijk zijn. Dus geen voedingstransfo, de radio was direct op het net aangesloten. Daardoor kon de radio ook op een gelijkspanningsnet aangesloten worden, of een 110/130V net (die bestonden nog volop in de steden). De buizen zijn van het Uxxx-type, buizen met een gloeistroom van 100mA. Men verliest 10W in de 950Ω weerstand, maar daardoor kan de fabrikant een transformator uitsparen.

De gelijkrichting is enkelzijdig en men heeft een sterke 50Hz brom. Maar de ingenieurs hebben een truc uit hun mouw gehaald om de brom ťn de permanente stroom in de transfo te beperken.

De audio eindtrap is een UL84, een buis die aangepast is om te werken met een lagere hoogspanning (het is zeker geen equivalent van de EL84!). De anodestroom is hoog (69mA), er is een dissipatie van 0.9W in het schermrooster en 11.1W op de anode. De buis wordt dus dicht bij haar limieten gebruikt, zoals in nagenoeg alle SE schakelingen. Er zou een relatief grote transformator met luchtspleet nodig zijn in een standaardschakeling.

Maar de transformator is speciaal: de hoogspanning komt toe op het midden van de primaire wikkeling. De stroom wordt in tweŽn gesplitst, een deel is de anodestroom, een deel is de voeding naar de rest van de ontvanger (en de g2-spanning). De anodestroom wordt daardoor gedeeltelijk gecompenseerd door de radiostroom, zodat de transfo kleiner uitgevoerd kan worden.

De schakeling heeft ook nadelen, er is een vermogenverlies, maar dat was niet zo belangrijk toen: bepaalde radiotoestellen hadden een eindtrap die slechts 1.5W kon leveren (met 10% vervorming). De verliezen zijn wisselspanningverliezen die optreden in de weerstand van 2.7kΩ, deze weerstand is eigenlijk een extra belastingsweerstand voor de pentode.

Rechts het schema van een moderne stereo single ended versterker met twee EL34 als eindtrap. Deze buizen zijn voorzien voor een maximale dissipatie van 25W, de versterker kan dus in het beste geval 10W leveren, maar in de praktijk komt men niet boven de 5W als men de vervorming laag wilt houden. Dit vermogen is voldoende in een normale luisterruimte.

Het is een Ultra Linearschakeling waarbij er een feed back is via het schermrooster. Er is geen globale tegenkoppeling.

Het eerste wat je op de foto merkt, dat zijn de zware outputtransformatoren, die nodig zijn bij een single ended versterker. De dubbele triode als voortrap wordt in parallel gebruikt, wat niet noodzakelijk is. De eindtrap wordt in het midden van de curve aangestuurd en een sterke stuursignaal is niet nodig.

De versterker werkt met een hoogspanning van 300V en met een cathodeweerstand van 500Ω wordt de eindtrap niet te zwaar belast. Zoals bij de meeste single ended versterkers zijn de even harmonischen duidelijk aanwezig op hoog vermogen, wat de klank "voller" maakt. Men kan de klankkleur wijzigen door de anodespanning te wijzigen (via de cathodeweerstand): een hogere stroom geeft een nog vollere klank (maar meer rommelig door de intermodulatie) terwijl een lagere anodestroom een "koudere" klank geeft.

Transformatorkeuze

De single ended transformatoren zijn zeer zeldzaam geworden en single ended complete versterkers zijn nogal duur. Hier is er meer informatie over transformatoren (algemene informatiepagina).

Men kan een andere transformator gebruiken, bijvoorbeeld een transformator voor 100V sonorisatie, maar de permanente stroom moet beperkt worden omdat de transfo geen luchtspleet heeft. Bij een lage stroom hoort ook een hogere uitgangsimpedantie zodat de overdracht van vermogen niet optimaal is. De primaire impedantie van een 10W 100V transfo is meestal 1kΩ, terwijl de impedantie van een vermogenbuis die met een lage stroom werkt een impedantie van 5kΩ heeft. Een hoog vermogen zal je niet halen, hoogstens 1 ŗ 2W met een lijntransfo van 10W.

Een voedingstransfo gebruiken E en I platen die kop aan staart gemonteerd zijn om de luchtspleet maximaal te beperken zodat het rendement van de transfo hoog is. Sommige voedingstransfo's kunnen gebruikt worden om de impedantie aan te passen, bijvoorbeeld in een srpp schakeling.

Bepaalde voedingstransfo's kunnen inderdaad als audiotransfo gebruikt worden, dit hangt af van de kwaliteit van de wikkeling. Er mag nooit een te hoge permanente stroom door de wikkeling lopen zodat de transfo niet gesatureerd wordt. Dit betekent dus een lage anodestroom en een zeer hoge anodespanning (om toch voldoende vermogen te halen). In een single ended schakeling wordt de uitgangsimpedantie van de buis dus redelijk hoog, waardoor men verplicht is een hoge transformatieverhouding te gebruiken, zoals een transfo 220V naar 6V.

Je beschikt over een symmetrische transfo afkomstig van een push pull versterker? Bouw dan een push pull versterker, dergelijke transformatoren zijn daarvoor ontworpen. Asymmetrisch gebruikt leveren deze transformatoren een nog lager vermogen dan een 100V sonorisatietransfo.

Je hebt een transformator uit een oude radio of televisie gesloopt? Opgelet, het kan de rastertransfo van de televisie zijn, die kan je niet gebruiken. Oude radio's hadden een "warme" en "ronde" klank, maar deze eigenschappen zijn in het toestel ingebakken door de ingenieurs, lees het artikel over Menno van der Veen, "Wat kan men leren uit lampenradio's". Besluit: de radio klinkt goed, maar het vermogen is beperkt en de vervorming hoog.

Publicitťs - Reklame

-