K4000

De schakeling is standaard en begint met een niet-ontkoppelde voorversterkertriode ECC83. De tweede triode wordt voor het ander kanaal gebruikt.

Dan volgt een versterkertrap ECC82 die de tegenkoppeling op zijn cathode ontvangt. De tweede triode wordt gebruikt als cathodyne fase omkeertrap (split load) om de eindtrappen aan te sturen.

De eindtrap bestaat uit 4 EL34 per kanaal met een vermogen van 95W RMS of 200W muziekvermogen. De versterker werkt in classe A tot een vermogen van 15W om dan geleidelijk over te gaan op een classe AB versterking. De schakeling is ultra-lineair, dat is het beste systeem voor de EL34.

De ruststroom wordt ingesteld op 41mA per buis, we hebben een dissipatie in rust van ongeveer 16.5W per pentode. De versterker heeft ongeveer 130W hoogspanning nodig in rust. Bij een hogere ruststroom werkt de versterker langer in classe A maar het maximaal vermogen ligt lager. Bij een lagere ruststroom gaat de versterker sneller over in een classe AB werking, maar het maximaal vermogen ligt ook wat hoger. Het hoger vermogen wordt bekomen door een sterkere uitsturing (ingangssignaal): bij een lagere ruststroom wordt de instelling van de eindtrappen verplaatst naar een deel van de werkingscurve met een lagere gain.

Wat we niet zien op de schakeling is dat de versterker ringkerntransformatoren gebruikt, zowel voor de voeding als voor de eindtrappen. Een ringkerntransfo heeft doorgaans een bredere bandbreedte, deze versterker gaat tot 100kHz (waarom eigenlijk? Niemand kan die frekwenties horen).

Bij luistertests wordt de versterker afgedaan als middelmatig, met te sterk aanwezige middentonen. Het vervangen van de originele buizen (uit China of Rusland afkomstig, Shuguang?) door geselecteerde buizen brengt hier al een hele verbetering.

Luisteraars hebben ook een aanwezige brom gemeld, die vermeden kan worden door de draden naar de filamenten goed in elkaar te twisten en door de behuizing slechts op één plaats met de massa te verbinden. Een hoogfrekwente onstabiliteit kan onderdrukt worden door kleine condensatoren op bepaalde plaatsen bij te voegen. De bandbreedte wordt daardoor beperkt, maar de evrsterker is stabieler geworden.

Een ander probleem dat regelmatig gemeld wordt is de vernietiging van de cathodeweerstanden van de eindtrappen als de versterker ingeschakeld wordt na een tijdje niet gebruikt te zijn geweest. De oplossing van dit probleem staat hier: herstelling van een buizenversterker van Velleman.

De vervorming is redelijk hoog bij maximaal vermogen, zelfs met ingeschakelde tegenkoppeling. Je moet niet ver zoeken naar de oorzaak van het probleem: de cathodyneschakeling is eigenlijk niet geschikt om vermogensbuizen zoals de EL34 aan te sturen (en zeker niet als twee eindtrappen in parallel gebruikt worden).

K4040

De meervoudige serie/parallelweerstanden zijn vervangen geworden door een enkele weerstand, wat een goede zaak is. Een metaalfilmweerstand van 1 of 2W dan 4 standaard koolweerstanden.

De ECC83 en ECC82 zijn van plaats verwisseld (het kan ook een fout in de handleiding zijn). De ECC82 wordt nu als voortrap gebruikt en de ECC83 als driver. Zie verder de bespreking hierover op het deel K8010 hieronder.

Er worden hier overal koppelcondensatoren van 22nF gebruikt, voor de eindtrappen had men beter 100nF gebruikt. Er zijn blijkbaar geen regels wat betreft het selecteren van de koppelcondensatoren bij Velleman. Men gaat zonder reden over van 22 naar 68nF, en zelfs naar 2µF voor een koppeling tussen twee laagvermogen triodes.

K40x0_mod

De tegenkoppeling wordt nu aangeboden aan de eerste triode. Men had ook de tegenkoppeling aan het ander rooster van de faseomkeertrap kunnen aanbieden om zo de voortrap niet te moeten wijzigen. In principe kon men ook de tegenkoppeling aanbieden op de gemeenschappelijke cathode van de fasedraaier, de tegenkoppeling wordt immers betrokken uit het secundair van de outputtransfo en is derhalve zeer laagohmig. De voorgestelde aanpassing is echter de beste: door de eerste triode ook in de tegenkoppeling op te nemen kan de vervorming omlaag door een hogere openlus versterking.

Men gebruikt etgenwoordig vaak FETs of geprogrameerde stroombronnen, zoals hier met een IXCP10M45S als gemeenschappelijke cathodeweerstand van de long tail. Door de kathodestroom maximaal te stabiliseren bekomt men een betere gelijkloop tussen de twee uitgangen van de omkeertrap. De oorspronkelijke buis is hier ook vervangen door een ECC81 die een hogere spanningsversterking en stroomversterking (steilheid) heeft. De ECC81 is eigenlijk beter op zijn plaats in een stuurtrap, zeker als er nog een extra versterking nodig is.

De schakeling is verder identiek gebleven. Een aantal weerstanden werden vervangen door metaalfilmweerstanden die beter bestand zijn tegen de hoge spanningen die in de versterker aanwezig zijn (er gaan verdacht veel componenten defekt in deze versterker). Metaalfilmweerstanden ruisen ook minder dan koolweerstanden. De 4 cathodeweerstanden van 39Ω werden vervangen door één enkele draadgewonden weerstand van 10Ω.

Zoals men de long tail schakeling Mullarschakeling is gaan noemen omdat de fabrikant deze schakeling in al zijn versterkers gebruikte, stel ik voor dat we de cathodyneschakeling ook hernoemen naar Vellemanschakeling. Mullard was trouwens ook een kit-bouwer, maar dan in de jaren 1950-1960.

K8010

De schakeling is hier ook vreemd te noemen. We beginnen met een ingangstrap uitgerust met een ECC82, gevolgd door een cathodevolger, de andere triode van de buis.

Dan hebben we opnieuw een versterkertrap met ECC81 met de tegenkoppeling die op de cathode toekomt. De andere triode wordt hier ook gebruikt als cathodyne.

Als eindbuizen worden er 4 KT88 gebruikt in een ultra lineairschakeling. De anodestroom bedraagt 75mA zodat de anodedissipatie op 30W komt (dit is binnen de limieten van de maximale dissipatie van 42W). Volgens de specificaties moet de schermrooster aftakking op de transfo op 40% afgenomen worden.

Hier weeral valt er heelwat op te merken aan de schakeling.

• Waarom een ECC82 gebruiken als voortrap? Deze triode heeft een lage spanningsversterking en is eerder geschikt als drivertrap. De versterking van de triode is 14× en de niet ontkoppelde cathodeweerstand zal de versterking nog wat meer beperken.

  Door een ECC82 te gebruiken heeft men een lagere vervorming dan door een ECC83 te gebruiken, maar de versterking van de ECC82 is ook lager, zodat je geen voordeel boekt als je deze buis zou gebruiken.

• Waarom de tweede triode gebruiken als cathodevolger? Daarbij gebruikt men drie koppelcondensatoren van 680nF, goed voor een totale capaciteit van 2µF. Dat zijn condensatorwaarden die gebruikt worden in transistorschakelingen, niet om een laagvermogen triode aan te sturen. Om de triode dan verder te koppelen naar de volgende triode wordt er wel een normale condensatorwaarde van 68nF gebruikt, en ook de eindtrappen hebben een dergelijke waarde voor de koppelcondensator.

  Er is geen reden om een cathodevolger hier te gebruiken, samen met een koppelcondensator van 2µF. De trap die gestuurd wordt is een doodgewone triode.

• Waarom (weer) een cathodyneschakeling? De eindtrappen (KT88) hebben een sweep nodig van 60V top-top om het maximale vermogen te halen, en met een cathodyne geraak je d'er nauwelijks. Daarbij komt nog dat de cathodyneschakeling eigenlijk niet geschikt is om vermogensbuizen aan te sturen wegens de verschillende impedantie tussen cathode— en anodekring.

Omdat deze monoblocs blijkbaar weinig verkocht werden zijn er ook geen modificaties gepubliceerd.

Men had hier beter een complete Williamsonschakeling gebruikt, want hier heeft men wel voldoende triodes: voortrap 1/2 ECC83, cathodyne fase omkeertrap 1/2 ECC83, twee drivers in long tail uitgerust met ECC81. In een Williamsonschakeling met de eindtrappen in classe AB gepolariseerd zou men gemakkelijk 100W halen met als bonus een veel lager verbruik. De KT88 zijn oorspronkelijk ontworpen voor een werking in classe AB.

Conclusie

In de reeks Vellemanversterkers had men ook versterkers met een wat lager vermogen kunnen opnemen:

• Een versterker met 4 EL84 is voldoende voor een slaapkamer (il luister muziek in de slaapkamer) of als versterker bij de computer. Met de boxen op 1 meter van men oren is tweemaal 10W ruim voldoende. Hier kan men zonder problemen een cathodyne gebruiken want de EL84 heeft genoeg aan een stuurspanning van 10V rms. Het vermogen bedraagt 10W als men een zeer lage vervorming wenst, lager dan 0.1%.

• Voor een appartement is een versterker met 4 EL34 voldoende voor een continu vermogen van 40W. Het muziekvermogen van een lampenversterker is doorgaans het dubbele van het RMS vermogen.