Roostervoorspanning door middel van een ontkoppelde cathodeweerstand (stuurtrappen en eindtrappen in single ended configuratie)
De blauwe condensator kan verwijderd worden indien de trap in zuivere classe A werkt.

Het systeem is zelfregulerend: als de stroom door de buis stijgt, dan stijgt ook de spanningsval, waardoor de roosterspanning negatiever wordt (ten opzichte van de cathode) zodat de buis minder gaat geleiden. Eenmaal ingesteld moeten de eindtrappen niet meer gecontroleerd worden: de instelling blijft goed.

De instelling met een cathodeweerstand kan enkel gebruikt worden met eindtrappen die in classe A werken omdat de lagere stroom in rust een lagere roostervoorspanning betekent, waardoor de versterker automatisch naar classe A verschuift.

Single ended eindtrap

De versterker moet in classe A werken, en de cathodeweerstand is de meest eenvoudige oplossing om de juiste ruststroom te bekomen. Er is geen beter alternatief voor een single ended versterker.

De weerstand wordt door een elko ontkoppeld zodat de audiofrekwenties doorgelaten worden. Zonder de elko zou de buis bijna niet versterken. Een waarde van 50 à 100µF is voldoende voor een kleine single ended versterker.

Hoewel de rol van de ontkoppelcondensator belangrijk is, heeft het geen zin een zeer hoge waarde te gebruiken (dit is een fout die veel beginners doen). Door een elko van zeer hoge waarde te gebruiken zal de versterker onhoorbare lage frekwenties versterken, frekwenties die niet door de outputtransformator doorgelaten kunnen worden en niet door de luidspreker weergegeven kunnen worden. Het beschikbaar vermogen wordt daardoor zinloos opgebruikt.

Door een elko van te hoge waarde te gebruiken stijgt de intermodulatievervorming en is er risico op motorboating (laagfrekwente oscillaties van de versterker). En het is ook niet nodig van een extra polyester condensator van 0.22µF te plaatsen over de elko. Kies gewoon een elko van goede kwaliteit!

Push pull versterkers

Een weerstand en één elko per pentode

Een cathodeweerstand en een elko

Bij defekt van één van de buizen moet al het vermogen door de andere buis geleverd worden, die dan ook snel ook defekt gaat.

Een cathodeweerstand zonder elko

Waarom kan de elko verwijderd worden? Als de stroom in een kant hoger wordt, dan wordt die lager in de andere kant (principe van de push pull). De stroom blijft dus constant, zodat de elko geen nut heeft.

Deze schakeling kan enkel gebruikt worden bij eindtrappen die niet in classe AB gestuurd worden. Er zijn hier ook gepaarde buizen nodig. De impedantie van de buis stijgt echter en het beschikbaar vermogen wordt gereduceerd (in het algemeen is het enkel een goede oplossing voor voortrappen, niet voor eindtrappen).

Compromis

Voor een correcte instelling (statische balans tussen beide buizen) moet de cathodestroom van beide buizen met gemeten worden: daarom moet er een meetweerstand van 1Ω geplaatst worden in de cathodekring (aangegeven door de rode stip), meting over de weerstand.

Door de polarisatie door middel van een cathodeweerstand ontstaat een eigen effekt: de auto bias. De hoeveelheid autobias is variabel en hangt af van het ontwerp. Een lage auto bias is ideaal, maar met het te hoge auto bias wordt het maximaal vermogen dat de versterker kan leveren sterk beperkt.

Het is moeilijk om het effektief vermogen te meten van versterkers met een cathode-elko. Men gebruikt doorgaans een sinussignaal om de vervorming te meten. Door het sterke signaal verschuift het werkpunt van de versterker, waardoor je geen overeenkomst hebt met de normale werking van de versterker, die gebruikt wordt om spraak en muziek weer te geven. Hier is de oorsprong van het "muziekvermogen" te vinden. Een classe-A versterker kan bijvoorbeeld een muziekvermogen van 12W leveren en een continu vermogen van 10W.

De meting van het vermogen wordt uitgevoerd met een vaste negatieve roosterspanning. Dit vermogen is het vermogen dat beschikbaar is voor de weergave van spraak en muziek. Indien de versterker een constante sinussignaal moet versterken, dan zal de polarisatie verschuiven door de hogeree spanning over de cathodeweerstand veroorzaakt door een hogere anode- en schermroosterstroom. Daardoor zakt het vermogen met ongeveer 10%.

In die tijd hadden nagenoeg alle versterkers een polarisatie door een cathodeweerstand, dit was gemakkelijker te realiseren. De indicatie "fixed bias" wilt in feite zeggen dat de vermogensmeting gebeurt met een fixed bias, maar dat de versterker in de praktijk gebruikt wordt met een cathodeweerstand. De elko van 50µF is voldoende om de spanning kortstondig vast te houden tiujdens de muziekpieken.

Auto bias

Moderne versterkers

Het is beter de versterker in classe AB te laten werken met een lage ruststroom (de meeste buizen kunnen ingesteld worden op een ruststroom van minder dan 10mA (dissipatie in rust van 3W)), op vol vermogen loopt de stroom op tot 150mA (kortstondige dissipatie van 45W). De ruststroom bepaald ook mede de klank van de versterker en soms is het beter een hogere ruststroom in te stellen. Dit gebeurt met een vaste negatieve voeding (instelbaar), en dat is het onderwerp van ons volgend hoofdstuk..

Voor single ended versterkers blijft de polarisatie door middel van een cathodeweerstand de beste oplossing wegens de automatische instelling. De gemiddelde stroom tussen ruststroom en maximaal vermogen