Een probleem: ik heb geen single ended transformator, en ik wil er ook geen kopen voor een versterker die ik als test zal gebruiken. Maar ik heb wel een degelijke smoorspoel gevonden, afkomstig van een defekte versterker. De smoorspoel van 12H wordt enkel gebruikt voor zijn hoge impedantie en het audiosignaal wordt naar een sonorisatie transfo gestuurd (100V, 5W) via een koppelcondensator. Voor de puristen: er kan een extra condensator van 1µF over de bestaande elko van 22µF geplaatst worden.

De smoorspoel is berekend voor een stroom van 100mA (de stroom is hier ongeveer 23mA). De outputtransformator die geen luchtspleet heeft kan niet direct in de anodekring geplaatst worden wegens de permanente stroom.

Gaat de combinatie van smoorspoel en transfo niet een verschrikkelijk resultaat opleveren? Neen, de smoorspoel wordt enkel gebruikt vanwege zijn hoge impedantie en heeft geen invloed op de geluidskwaliteit. In tegendeel, deze combinatie zou veel beter moeten werken dan een aangepaste single ended transfo die een luchtspleet en extra veel ijzer moet hebben om niet in verzadiging te gaan. Deze schakeling wordt trouwens een parafeed genoemd.

In plaats van een 100V transfo is het ook mogelijk andere transformatoren te gebruiken, als de impedantie ongeveer 5kΩ bedraagt. Je kan daarvoor zelfs een balanstransfo gebruiken als die een relatief laagohmige primaire wikkeling heeft. Welke transfo je uiteindelijk gebruikt speelt geen grote rol, want er loopt geen stroom door de wikkeling.

Als voorversterkertrap gebruik ik een standaard ECC83, één buis met twee triodes is voldoende voor een stereo versterker. De koppelcondensatoren hebben een beperkte waarde, het heeft geen zin zeer lage frekwenties door te laten die de versterker toch niet correct zal kunnen versterken. Het beschikbaar vermogen moet goed gebruikt worden en niet verprutst worden.

De vermogenstrap gebruikt een EL504, een buis die ik in grote hoeveelheden bezit. Bij de eerste versie is er een tegenkoppeling via de cathode. Als het geluid zeer slecht is of de eindtrap oscilleert (eerst testen met een dummy load!), dan is de transfo verkeerd aangesloten en moeten de primaire aansluitingen omgewisseld worden.

Ik heb verschillende testen uitgevoerd, zowel zonder als met tegenkoppeling. De testen om de beste instelling te vinden moeten gebeuren met uigeschakelde tegenkoppeling. Dit zijn de beste instellingen zonder tegenkoppeling:

Tweede skoopbeeld:
Met lokale tegenkoppeling en blokgolf
Door de tegenkoppeling blijft de cathodestroom stijgen (of dalen) om de uitgangsspanning constant te houden. Het uitgangssignaal is zeer proper en symmetrisch. Het wegzakken van de uitgangsspanning wordt veroorzaakt door de ingangscondensator van 15nF, niet door de versterker.

Om een voldoende vermogen te hebben moet men noodgedwongen een hoge anodespanning gebruiken. Voor de buis kan dit geen kwaad, en voor de uitgangstransformator (of smoorspoel in mijn geval) ook niet, want de stroom kan daardoor veel lager gehouden worden, waardoor de smoorspoel zeker niet in verzadiging gaat. Voor de eindtrap betekent dit een anodedissipatie van ongeveer 8W, een zeer conservatieve waarde voor een eindtrap die gerust 20W kan dissiperen..

De beste instelling hangt ook af van de gebruikte transfo, en in mijn geval kon ik geen verbetering bereiken door de stroom in de buis te verhogen (de maximale toegelaten anodestroom om de maximale dissipatiue van de EL504 niet te overschrijden bedraagt 50mA). Een hoger rendement heb ik bereikt door de (6Ω) luidspreker op de 4Ω uitgang aan te sluiten: de impedantie van de transfo was wat te laag voor de gebruikte buis.

Ik heb ook testen uigevoerd met andere combinaties (lagere andodespanning en hogere stroom), maar de vervorming lag altijd boven de 1% zonder tegenkoppeling.

Wat de testen mij geleerd hebben is dat de schermroosterspanning laag moet zijn, en dit heeft enkele voordelen: de buis werkt in zijn meer lineair gebied en de gevoeligheid is veel hoger (het maximaal vermogen wordt gehaald met een ingangsspanning op het stuurrooster van 3V). Er moet niets afgeregeld worden, het is een schakeling met polarisatie door een cathodeweerstand (aangewezen bij single ended schakelingen).

Met een lokale tegenkoppeling (eerste schakeling rechts boven) haal ik volgende waarden:

De vervorming zit nu onder de 0.1% (niet meer meetbaar), maar de stuurspanning is nu gestegen tot 7.2V rms (20Vtt). Bij deze waarde produceert de ECC83 de meeste vervorming, waardoor ik de sweep niet hoger heb gemaakt. De bedoeling was hier de EL504 te testen, niet de ECC83. De ECC83 produceert hier waarschijnlijk de meeste vervorming.

De schermroosterspanning mag nu liggen tussen 50 en 100V, de tegenkoppeling zorgt ervoor dat de vervorming binnen de perken blijft. Met een schermroosterspanning van 85V bedraagt de ruststroom 35mA en bij 100V 45mA.

Bij luistertesten voldeed de versterker boven rechts niet meer. Het klankbeeld was niet zuiver, en dit zou alles te maken hebben met de manier van tegenkoppelen, want de volgende schakeling met een meer normale tegenkoppeling gaf wel een perfecte klank.

Bij de locale tegenkoppeling via de cathode is er ook het probleem dat de schermroosterspanning constant blijft, dat wilt zeggen dat de spanning tussen cathode en schermrooster lager wordt als de eindtrap positief aangestuurd wordt (en omgekeerd). Daardoor wordt de versterking van de buis nog verder beperkt. Eigenlijk moet de spanning op het schermrooster meegaan met de kathodespanning. Dit kan men verwezenlijken door een condensator tiussen cathode en schermrooster, maar dit maakt de schakeling nog complexer.

Uiteindelijk bleek de beste oplossing te zijn: een globale tegenkoppeling (van de uitgang naar de cathode van de ECC83), dit is de schakeling hier rechts. Hiermee wordt ook de vervorming die door de ECC83 geproduceerd wordt beperkt. Voor kleine versterkers is dit doorgaans de ideale oplossing.

De versterker werkt beter dan verwacht met een zeer open klank en een zeer goede definitie tot aan een vermogen van 4.5W. Bij een hoger vermogen stijgen de vervormingen, maar het is minder brutaal dan met een SRPP schakeling (waarbij het vermogen plots in elkaar zakt bij het overschrijden van de limiet). Zonder tegenkoppeling is er meer vervorming, maar die stijgt geleidelijk, proportioneel met het vermogen.

De hoogspanning moet goed gefilterd worden om de 100Hz brom te onderdrukken (470µF is een minimum). Merk op dat de tegenkoppeling ook bijdraagt tot het beperken van de netbrom (dat is trouwens de oorspronkelijke reden waarom men de parafeed ging gebruiken). Toen ik de schakeling aan het ontwerpen was, wist ik niet dat deze schakeling met smoorspoel reeds bestond onder de naam parafeed.

De schakeling heeft een veel betere bass response dan een gewone SE versterker, omdat de transfo geen luchtspleet nodig heeft (de luchtspleet beperkt het vermogen dat overgedragen kan worden). Van alle single ended versterkers die ik gehoord heb, is de parafeed de beste configuratie. De smoorspoel moet echter van uitstekende kwaliteit zijn, want er staat een wisselspanning van meer dan 300V over de wikkeling.

De schakeling gebruikt een trimmer om de tegenkoppeling in te stellen. Met de trimmer op 10% bleek het beste compromis bereikt: een voldoende gevoeligheid (0.425Vrms voor het nominaal vermogen) en de vervorming binnen de perken, maar dit hangt af van de gebruikte transformator. 10% = 100Ω naar massa en 900Ω naar de transformator.

Indien je één buis per kanaal wenst te gebruiken en je de tweede triode niet ongebruikt wilt laten (alhoewel de groene jongens één van de twee gloeidraden kunnen uitschakelen), kan je een cascodeschakeling gebruiken die een hogere gain heeft.

Deze schakeling is zelfs aangewezen bij een buis die oorspronkelijk ontworpen werd om in cascodeschakelingen gebruikt te worden zoals de ECC81. De buis houdt niet zo van hoge spanningen.

De cascode is aangewezen bij een versterker met tegenkoppeling omdat de extra gain van een dergelijke schakeling vaak goed van pas komt.

De cascodeschakeling geeft meer vervormingen dan een gewone triodeschakeling en met een ECC83 zijn de vervormingen dus sterker dan met een ECC81. In tegenstelling met de ECC81 houdt de ECC83 niet van een te lage anodespanning. Er is meer informatie over de cascodeschakeling via de link.

Uiteindelijke schakeling: met ECC83