Gelijkspanningsversterkers

Bij een klassieke sturing op g1 is de uitgangsspanning (op de anode) ongeveer 100V hoger dan de ingangsspanning (op het rooster). Iedere trap van de versterker verhoogt de nodige spanning met ongeveer 100V. In de praktijk zal men geen gelijkspanningsversterker bouwen met meer dan 3 trappen (met een voedingsspanning van 400V). Dit is voldoende om een signaal van 1mV te versterken om een relais aan te sturen.

Maar het schermrooster (g2) zit op een hoger potentieel, in theorie kan de spanning op het schermrooster ongeveer identiek zijn als de anodespanning. De anode van een trap kan dus direct gekoppeld worden met het schermrooster van de volgende trap. Omdat een sturing op g2 een zeker vermogen nodig heeft, wordt de spanningsversterking beperkt tot ongeveer 20× per trap.

In de praktijk is de schermroosterspanning 10 à 20% lager dan de anodespanning. Door de lagere schermroosterspanning loopt er minder stroom door het schermrooster waardoor de stuurtrap minder vermogen moet ontwikkelen. Bij een viertrapsversterker heeft men volgende spanningen:

• Eerste trap: ingang op g1, uitgang (anode) op 60V (1mV)
• Tweede trap: ingang op g2 (60V), uitgang op 90V (20mV)
• Derde trap: ingang op g2 (90V), uitgang op 120V (400mV)
• Vierde trap: ingang op 120V, uitgang op 180V (8V)

In op amps gebruikte men andere systemen om aan de nodige spanningsval te komen, zodat men voldoende had aan een voeding met +300V en -300V.

Dergelijke DC versterkers zijn zeer moeilijk te stabiliseren, zelfs met een tegenkoppeling. Een kleine variatie in de voedingsspanning veroorzaakt een grote afwijking op de uitgang. De versterker moet permanent ingeschakeld blijven want bij het inschakelen duurt het een tijd vooraleer de werking stabiel is.

Men is wel op amps blijven gebruiken omdat de module een geheel vormt, maar gelijkspanningsversterkers gebaseerd op een schermroostersturing werden niet meer gebruikt. Men is snel overgestapt op AC versterkers, waarbij het te versterken signaal gemoduleerd wordt (op een draaggolf gezet wordt), de wisselspanning wordt dan versterkt door een normale versterker en het signaal wordt gedetecteerd. Omdat de modulatie en de demodulatie in eenzelfde toestel plaatsvinden kan men een synchrone demodulator gebruiken die een hoge mate van lineariteit heeft en zowel positieve als negatieve signalen kan verwerken (wat een omhullende detector (enkelvoudige diode) niet kan).

De sturing op het schermrooster is enkel mogelijk met tetrodes (of eventueel pentodes) met strak gewikkelde g2-rooster (zelfde spoed als g1-rooster) zodat de wikkelingen van het schermrroster in de (electronen)schaduw zitten van de wikkelingen van het stuurrooster.

In de inleiding bespreken we enkele eigenschappen van de moderne schermroostersturing.