Buizenversterkers
Circlotronschakeling: voeding en eigenschappen
Circlotron
Servers » TechTalk » Historisch perspectief » Audio » Buizenversterkers » Eindtrap » Circlotron » Voeding en eigenschappen

De circlotron heeft in principe twee zwevende voedingen nodig per eindtrap, maar we zullen zien dat we deze voedingen kunnen combineren.
-

-

Voeding voor de Circlotron / PPP

De voeding is complex en er moeten bepaalde voorzorgen genomen worden. Meer dan bij andere ontwerpen moet er een electrostatische afscherming zijn tussen primair en secundair.
  1. Voor een stereo-versterker heeft men 4 losse voedingen nodig (volkomen zwevend). Indien je een circlotron wilt bouwen kan je 4 kleine transfo's van 200V 50VA gebruiken (we hebben 250V gelijkspanning: dit is hier voldoende). De transfos hebben liefst een electrostatisch scherm tussen primair en secundair, te verbinden met de massa (om te vermijden dat storingen de versterker binnendringen: de secundaire wikkelingen zijn immers zwevend. De minpolen van de elko's mogen niet met elkaar verbonden worden: de minpool van de voeding zit immers op de uitgangspanning van de versterker.

  2. Er is dan nog een extra voeding nodig, maar die kan "normaal" zijn, dat wil zeggen met een referentie ten opzichte van de massa. Die voeding levert spanning aan de voortrappen (250V 20VA, 350V gelijkgericht).

    Op de pagina met de voorbeeldschakelingen kan je zien dat de voeding van de voortrap gehaald wordt uit de twee voedingen van de eindtrappen. Dit is mogelijk, want als één spanning stijgt, dan daalt de andere spanning, waardoor de gemiddelde spanning redelijk constant blijft.

  3. En niet vergeten de gloeispanning voor de verschillende buizen! Ideaal moet er een aparte wikkeling voorzien worden voor iedere buis van de eindtrap omdat de spanning tussen gloeidraad en cathode kan oplopen boven de toegelaten waarde. Gebruik je echter echte lijneindtrappen (PL-reeks), dan loop je geen risico, deze buizen zijn daarop voorzien.

  4. Dan hebben we nog de polarisatiespanning van de eindtrappen. In tegenstelling met traditionele push pull versterkers mag de instelling minder nauwkeurig zijn. Bij commerciele schakelingen is er vaak zelfs geen afregelmogelijkheid. De polarisatiespanning kan opgewekt worden door nog een voeding, of men kan de spanning bekomen door een tripleurschakeling op de gloeispanning. Deze polarisatiespanning is ten opzichte van de massa, één voeding volstaat dus voor een stereoversterker. Een polarisatie met een cathodeweerstand is ook mogelijk, maar minder vaak gebruikt omdat de versterkers vaak in classe AB dicht bij het afknijppunt werken.
Hoe wordt de polarisatiespanning ingesteld? Nemen we een eindtrap met EL509. We laten de buizen op 50mA/250V werken (g2 op 150V), de dissipatie bedraagt dan 12.5W, ruim onder de limiet. De stroommeting gebeurt best met een anodeweerstand van 1Ω (geïsoleerde meting), men moet 50mV meten. De negatieve roosterspanning is dan ongeveer -25V.

De schakeling is goed ingesteld en werkt symmetrisch als er geen gelijkspanning over het primair van de outputtransfo zit (meten met volume op nul, spanning < 10mV).

Zou het niet mogelijk zijn de dubbele voeding te dumpen?


We beginnen opnieuw met onze basischakeling met de twee onafhankelijke circulaire stromen. Als de versterker aangestuurd wordt, dan stijgt de ene stroom en daalt de andere stroom, maar in rust zijn beide stromen identiek. De belasting wordt op het primair aangesloten (hoogohmige luidspreker) of op het secundair (laagohmige luidspreker). Aangezien in rust de cyan en magenta stromen identiek zijn loopt er geen stroom door de transfowikkeling.

Men kan een enkelvoudige voeding gebruiken door in de anodekring een zelf-inductie (spoel) te gebruiken, de spoel houdt de wisselspanning tegen. We koppelen echter de wisselspanning naar de cathode van de andere buis met een elko. Een waarde van 50µF zou voldoende moeten zijn met een transfo impedantie van 2 × 2.4kΩ.

Maar het is ook mogelijk beide spoelen te vervangen door één transformator met middenaftakking. Op de schakeling tekenen we in groen de ruststroom door beide buizen en in cyan/magenta de wisselstromen. Indien er geen belasting op het secundair aangesloten is, dan gedraagt de transfo zich als een zelf-inductie met een hoge waarde. Maar met een extra voordeel: omdat beide stromen elkaar magnetisch opheffen is er in rust geen magnetisch veld dat opgebouwd wordt. Er is geen luchtspleet meer nodig zoals bij een normale spoel, want het ijzer kan niet meer in saturatie gaan. De zelf-inductie van een transfo ten opzichte van een spoel van zelfde afmetingen bedraagt een factor 10. Een transfo kan bijvoorbeeld een zelf-inductie van 2 × 50H hebben, terwijl een spoel maar een waarde van 10H haalt.

Op deze tweede schakeling zien we al beter de vorm van de dubbele cathodevolger. De sturing van de eindtrappen gebeurt echter op dezelfde manier (bias en sweep).

Specifieke eigenschappen van de circlotron

Transformatoren
De parallel push pull schakeling wordt voornamelijk gebruikt vanwege de laagohmige uitgang: men kan dus kleinere uitgangstransformatoren gebruiken met een lagere transformatieverhouding (deze zijn echter moelijker te vinden omdat circlotronschakelingen niet zo populair zijn). In tegenstelling met een klassiek versterker loopt er in rust geen stroom door de wikkelingen. Ook wordt altijd de volledige transfo gebruikt (één helft hangt niet in de lucht als een buis afgeknepen is).

Men kan een 100V outputtransformator gebruiken, deze transformatoren worden vaak in transistor public addres versterkers gebruikt. De transistorversterker wordt in gemeenschappelijke emiterschakeling gebruikt, de impedantie van deze schakeling komt redelijk goed overeen met de impedantie van een buizenversterker in emittervolger schakeling (of correcter: cathodevolgerschakeling).

Vermogen en vervorming
Met deze schakeling kan men een hoger vermogen bekomen bij een bepaalde vervorming. De ruststroom kan lager ingesteld worden in vergelijking met een klassieke push pull. Vanaf een bepaald vermogen mag een eindtrap zelfs volledig afgeknepen worden: men moet geen maatregelen nemen tegen hoogfrekwente oscillaties van de tak van de transfo die nu "in de lucht" hangt wegens afgeknepen pentode, want bij een circlotron wordt altijd de volledige primair gebruikt.

Maar anderzijds heeft de versterker een complexe voeding nodig. Men gebruikt daarvoor best geen aparte voedingsprint zoals bij andere ontwerpen, maar men bouwt het voedingsgedeelte op de hoofdprint om overstraling te vermijden: gans de voeding zit te zweven op een spanning die overeenkomt met de uitgangsspanning.

De layout van de componenten moet doordacht zijn om rondzingen te vermijden omdat op een groot deel van de PPP schakeling (met inbegrip van de voedingen) er een audio wisselspanning aanwezig is. Het voedingsgedeelte moet weg staan van de ingangstrap. Dit is duidelijk geen ontwerp die men snel-snel-snel kan bouwen.

Op deze pagina kan je enkele originele circlotron schakelingen en moderne ontwerpenvinden.

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

-