Buizenversterkers
Instelling van de ruststroom
Ruststroom

Op hoeveel ruststroom moet een eindtrap ingesteld worden? We leggen dit allemaal uit volgens de manier van polariseren en het type van eindtrap (single ended of push pull).
-

-

Interessante pagina's:

Werkingsclassen van versterkers
A, B, C, maar ook A1, A2,...
 
Series Regulated Push Pull
Niet minder dan 20 informatiepagina's
over deze bijzondere schakeling!
 
Sweep tubes
De lampen die een hoog vermogen kunnen leveren
met een relatie lage anodespanning
 
Werkpuntstabilisatie
Om meer vermogen uit een eindtrap te halen
zonder die te overbelasten
 

Algemeen

We meten de anodestroom door de spanning over de cathodeweerstand te meten. Daardoor meten we eigenlijk ook de schermroosterstroom, maar dit is een verlies die ook in warmte omgzet wordt. Door de cathodestroom te meten zorgen we ervoor dat de maximale dissipatie nooit overschreden wordt.

De uitgangsimpedantie van de eindtrap hangt af van de anodestroom: hoe hoger de anodestroom, hoe lager de primaire impedantie. De ruststroom is dus een compromis waarbij men de anodestroom aanpast aan de outputtransformator. Een transfo met een primaire impedantie van 2.2 + 2.2kΩ vergt een hogere anodestroom van een transfo met een impedantie van 4 + 4kΩ.

Hoe hoger de anodestroom, hoe beter de demping van de versterker (maar dit kan men grotendeels compenseren door een goede tegenkoppeling). Men zal dus kiezen voor een zo hoog mogelijke ruststroom, compatibel met een veilige werking van de eindbuis (lange levensduur).

Lampen kunnen wel een overbelasting verdragen, maar op termijn is dit niet goed voor de levensduur van de buis: als de anode gaat gloeien gaat die luchtmoleculen vrijgeven die de werking van de buis op termijn zullen verstoren.


Single ended versterkers

Bij een single ended versterker gaan we de eindtrap laten werken met een zo hoog mogelijke stroom, maar zonder dat de maximale dissipatie overschreden wordt. Als we de mogelijkheid hebben kiezen we voor een zo hoog mogelijke anodespanning zodat de anodestroom lager gekozen kan worden, waardoor de outputtransformator minder snel in saturatie zal gaan.

Bij een single ended versterker met EL84 (maximale dissipatie: 12W) stellen we de ruststroom in op 40mA bij een voedingspanning van 300V. Dezelfde ruststroom gebruiken we voor een EL508 (12W), 53mA voor een EL504 (16W), 65mA voor een 6L6, enz.

In rust wordt het maximaal vermogen in de eindtrap gedissipeerd. Dit verloren vermogen daalt als de versterker audiovermogen moet leveren.

De instelling van de ruststroom gebeurt best met een cathodeweerstand: dit is de eenvoudigste en meest veilige manier om de anodestroom in te stellen. De spanningsval over de weerstand wordt bepaald door de stroom, en als de buis een hogere stroom levert wordt het stuurrooster automatisch meer negatief gepolariseerd. Deze manier van polariseren heeft wel als gevolg dat er ongeveer 10% vermogen verloren gaat.


SRPP versterkers

Bij een SRPP schakeling (series regulated push pull) wordt het vermogen over twee buizen verdeeld, waardoor men een hogere stroom kan gebruiken. Bij een versterker met ECL805 (9W) stelt men de stroom in op 45mA bij een voedingspanning van 400V.

Een SRPP schakeling is in feite een soort push pull schakeling en men kan de stroom door de eindtrappen veel lager instellen. In de praktijk zal men de stroom zodanig kiezen dat de versterker het gewenste vermogen kan leveren. Het audiovermogen zal niet veel hoger liggen dan bij een single ended versterker, maar de vervorming is nagenoeg onbestaande. SRPP schakelingen worden best gebouwd met lampen die met een lagere spanning kunnen werken (sweep tubes: raster- en lijneindtrappen).


Push pull versterkers

Bij push pull versterkers kan men de ruststroom lager instellen. Is de ruststroom echter te laag ingesteld, dan kan men overnamevervorming hebben. In tegenstelling met transistorversterkers treedt de vervorming echter op bij een verhoogd vermogen omdat het werkpunt verschuift omdat de hoogspanning lager wordt. Het is vooral de verlaging van de schermroosterspanning die voor een verschuiving van het werkpunt zorgt en men past best stabilisatiemaatregelen toe als men het maximaal vermogen uit een bepaalde type buis wilt halen.

In het algemeen geldt: hoe hoger de anodespanning, hoe lager de stroom. De stroom moet meer dan proportioneel dalen, dus bijvoorbeeld 20mA bij 200V en 10mA bij 300V. Versterkers met werkpuntstabilisatie kunnen met een zeer lage ruststroom werken (5 à 8mA) waardoor de eindtrappen heelwat vermogensreserve hebben. Ik heb bijvoorbeeld een versterker gebouwd met EL508 (maximale anodedissipatie = 12W) die en vermogen van 40W per kanaal kan leveren.

Bij een push pull versterker kan men zowel een polarisatie door een cathodeweerstand gebruiklen als ene polarisatie door een negatieve spanning. Bij een polarisatie door een cathodeweerstand moeten de eindtrappen nagenoeg in classe A werken en is het maximaal audiovermogen beperkt door de maximale dissipatie van de eindtrappen. Men kan bijvoorbeeld een versterker bouwen met een audiovermogen van 20W per kanaal met EL34 (dissipatie maximaal 25W). Met een vaste negatieve polarisatie haalt men in dezelfde omstandigheden een vermogen van 35W.


Versterkers op een lagere spanning

Om een lampenversterker op een lagere spanning te laten werken gebruik je best beam tetrodes, en in het bijzonder sweep tubes. Dit zijn lampen die van oorsprong ontworpen zijn geweest om een hoger anodestroom te kunnen leveren bij een lagere spanning.

Een single ended versterker is doorgaans gemakkelijker te bouwen, maar het beschikbaar vermogen is dan zeer laag. Een push pull versterker heeft doorgaans dezelfde configuratie nodig als een versterker die op een hogere spanning werkt, dus ECC81 voortrap en omkeertrap, tweemaal EL504 als eindtrap. Noteer dat de meer bekende ECC83 slecht presteert op een lage spanning!

Versterkers die met een lagere spanning werken worden best in classe A aangestuurd (zoals een single ended versterker). Daardoor is een wat hoger audiovermogen mogelijk en is de eindtrap meer gevoelig (hogere versterking). De maximale stroom wordt hier eigenlijk beperkt door de stroom die de buis kan leveren bij deze lagere spanning zonder te vervormen. Een EL508 kan een stroom van meer dan 40mA leveren bij een anodespanning van 100V. De stuurroosterspanning moet dan -4V bedragen. Met een EL504 bedraagt de stroom zelfs meer dan 60mA.

Publicités - Reklame

-