Buizenversterkers
Polarisatiespanning op g1
Polarisatie

Het stuurrooster (g1) moet een negatieve spanning hebben ten opzichte van de cathode om de electronenstroom te kunnen sturen. We tonen hier verschillende grafieken vermogen en vervorming om de verschillend emogelijkheden te tonen.
-

-

Grafieken vermogen en vervorming

De grafieken bij de volgende schakelingen lijken aan te geven dat er een grote verschil is tussen de verschillende manieren van polariseren. In de praktijk hoor je niet het verschil tussen een vervorming van 1 of 2% of een vermogen van 14 of 15W. Dit is zeker het geval bij buizen met een lager vermogen (PCL86 en PCL805). De verschillende polarisatiemethodes werden grondig getest op de pagina vergelijkingen balansversterkers en in de praktijk zijn er geen hoorbare verschillen.

Verandering van de vervorming, gemeten over een volledige versterker met gepaarde EL84 buizen in penthodeschakeling, aangepaste ringkern outputtransformator, voortrap onder de vorm van een williamsonschakeling die in staat is veel zwaardere buizen aan te sturen, tegenkoppeling uitgeschakeld, ohmse weerstand als dummy load, voedingsspanning ongeveer 280V, anodestroom 40mA, testfrekwentie 400Hz ingevoerd op de weerstand van de tegenkoppeling. Enkel de schakeling van de roostervoorspanning werd gewijzigd in de verschillende schakelingen.

  • 1 een cathodeweerstand en elko per buis
    De eerste methode presteert zeer goed bij lage vermogens. De stijging in de vervorming zou veroorzaakt kunnen zijn door de overgang naar classe AB, die niet identiek is voor beide buizen. De buizen zijn immers statisch gepaard, niet dynamisch. Deze schakeling wordt doorgaans gebruikt voor laagvermogen versterkers (tot EL84)

  • 2 gemeenschappelijke cathodeweerstand en elko
    Deze methode presteert gemiddeld en het resultaat hangt af van hoe goed de buizen gepaard zijn.

  • 3 gemeenschappelijke cathodeweerstand, geen elko
    Dankzij de ingebouwde tegenkoppeling presteert deze schakeling het best, behalve op hoog vermogen wanneer het werkpunt naar classe AB verschuift en de ingebouwde tegenkoppeling niet meer werkt.

  • 4 vaste negatieve voorspanning (30mA, stijgend naar 40mA bij volle belasting)
    De vaste negatieve voorspanning werd ingesteld voor een stroom van 30mA, zodat de maximale dissipatie niet overschreden wordt bij maximale belasting. Bij deze schakeling stijgt de stroom meer bij een verhoogde belasting. De schakeling staat altijd in classe AB, vandaar de wat hogere vervorming op laag vermogen.

De curves zijn sterk vergelijkbaar en de vervorming zou normaal nog verder moeten dalen met ingeschakelde tegenkoppeling, tot ongeveer een vermogen van 15W, waarbij de tegenkoppeling de vervorming niet meer kan onderdrukken (als er onvoldoende vermogen geleverd kan worden, dan kan een tegenkoppeling het probleem niet oplossen).

Low loading

Soms wordt de versterker gebruikt in "low loading", waarbij de anodestroom 25% beperkt wordt ten opzichte van de ideale belastingslijn. Bij een audiosignaal van hoge amplitude verschuift het werkpunt lichtjes en bereikt men opnieuw de ideale belastingslijn. Low loading wordt bereikt door de de cathodeweerstand te verhogen (en eventueel ook de anodespanning te verhogen door de gelijkrichterbuis te vervangen door siliciumdiodes).

Bepaalde buizen zoals de EL34 die met een hogere spanning gevoed worden werken in feite in low loading. Men kan daardoor een wat hoger uitgangsvermogen bekomen.



De low loading is niet vergelijkbaar met een zuivere werking in classe AB: de low loading wordt gedefinieerd als de werking met een verhoogde cathodeweerstand, waardoor het werkpunt sterk kan verschuiven volgens de belasting. De curve links is dan ook een meting van het muziekvermogen en de curve kan niet vergeleken worden met de vorige curve.

De meting is het muzikaal vermogen (puls van 100ms op 400Hz om de seconde). De vermogensbuizen zijn een paar EL84 met onafhankelijke cathodeweerstand en condensator per buis, voedingsspanning van 320V, originele Mullard transformator.

Het RMS vermogen is gestippeld aangegeven. Dit vermogen kan niet aangehouden worden want de maximale anodedissipatie wordt overschreden.

  • Blauwe curve: curve opgetekend bij een normale cathodeweerstand van 270Ω, de anodestroom is 36mA. Omdat de buizen met een hogere stroom werken zit men dichter bij een klasse A werking met een lagere vervorming op laag vermogen. De curve verslechterd weinig bij een RMS vermogensmeting.

  • Rode curve: meting met een negatieve voorspanning, deze instelling is aangewezen bij een relatief constant vermogen (sonorisatie van lokalen of gebruik van een audiocompressor). De versterker werkt constant op zijn best vermogen van 8 tot 16W. Geen verschil met een RMS vermogensmeting.

  • Groene curve: gebruik van een verhoogde cathodeweerstand van 430Ω, de anodestroom is nu 24mA. Optimale instelling voor huiskamergebruik. De curve lijkt optimaal, maar het werkpunt verschuift naargelang de belasting. De curve wordt merkbaar slechter bij RMS meting.
Uit dit grafiek is te zien waarom commerciele versterkers tegenwoordig kiezen voor een vaste negatieve roostervoorspanning: tegenwoordig wordt het vermogen gemeten volgens een RMS meting, en bij een vaste voorspanning verloopt de polarisatie niet. Met een sterke tegenkoppeling wordt de vervorming verder gereduceerd.

PublicitÚs - Reklame

-