Buizenversterkers
Vermogenstriode
WE300B

Normaal worden er pentodes in een eindtrap gebruikt, maar men kan ook triodes gebruiken.
-

-

Als je naar een high end versterker wilt gaan, dan moet je triodes gebruiken, zeggen de puristen. Veel keuze heb je niet, je hebt de WE300B en de 2A3. Maar heb je al eens de prijs van zo'n buis bekeken? De prijzen swingen de pan uit, je betaalt tienmaal meer in vergelijking met een pentode voor eenzelfde vermogen. Zogezegd "gecertificeerde NOS" buizen zal je niet vinden onde de duizend euro stuk. Niet verwonderlijk dat ze enken in single ended versterkers toegepast worden!

Het zijn buizen met direct verhitte cathode, dat was toen de enige mogelijkheid om voldoende emissie te bekomen, maar het zorgt voor complicaties bij het ontwerpen van de schakeling. De WE300B werd ontworpen door Western Electric, volop gebruikt door de duitsers vr de tweede wereldoorlog en nu op de markt gegooid door de chinezen.

De buizen worden dicht tegen hun limieten gebruikt en de buizen moeten meestal na 1000 werkuren vervangen worden omdat de caracteristieken dan niet meer gehaald worden.

Ik heb twee schakelingen gevonden op chinese sites, de schakelingen zijn redelijk identiek, de eerste schakeling lijkt mij een voor-ontwerp. De complete versterker kan op Alibaba gekocht worden, maar volgens reviews zou het geluid abominabel zijn. Daarvoor is er zelfs een technische verklaring: de vervorming van triodes en pentodes.

Basisschakeling en evolutie

We hebben een basisontwerp gevolgd door een uitgewerkte schakeling. Als voortrap wordt een 6SN7 gebruikt, een buis met een zeer goede lineaire versterking. De volgende buis is een 5687 die in een SRPP montage gebruikt wordt (series regulated push pull). Enkel een dergelijke schakeling kan een laagohmige signaal van voldoende amplitude leveren om de eindtrap te sturen.

De vermogenstriode WE300B heeft een anodestroom van 80mA. De buis wordt sterk uitgestuurd, en toch is het maximaal vermogen dat gehaald wordt beperkt tot 7 8W. Men bekomt het beste geluid met een zo hoog mogelijke anodestroom (limiet is 100mA) en door de spanning aan te passen om onder de maximale dissipatie te blijven. Een stroom van 100mA is toegestaan als iedere buis individueel ingesteld wordt, anders moet men in het ontwerp de stroom beperken tot 70mA (voedingsspanning van 350V) of 80mA (300V).

Het geluid mist aan overtuigingskracht als de buis met een te lage stroom gebruikt wordt. Toch willen ontwerpers het vermogen verhogen door met een hogere spanning (en lagere stroom) te werken. Dit werkt met pentodes, maar niet met triodes. Het zijn twee volledig verschillende beesten.

Direct verhitte cathode

De triode heeft een direct verhitte cathode. Men vraagt zich af waarom men tegenwoordig geen triodes maakt met een indirect verhitte cathode. Er is tegenwoordig geen enkele reden meer om een direct verhitte cathode te gebruiken, het zorgt enkel voor moeilijkheden.

Er is een aparte wikkeling nodig op de voedingstransfo (een wikkeling 5V, 2A per triode).

  • Men kan de gloeispanning gelijkrichten filteren en stabiliseren, zodat men de buis aan n kant aan de massa kan leggen, zoals in het eerste ontwerp.
  • Men kan de gloeidraad met wisselspanning voeden, direct vanaf de transfowikkeling, maar dan is een potentiometer nodig om de brom per buis te reduceren (tweede schakeling).
Vanuit een technisch oogpunt is de tweede schakeling beter omdat de gloeidraad meer evenwichtig belast wordt, maar de 50Hz netbrom kan niet volledig onderdrukt worden.

Alle schakelingen gebruiken een bias door middel van een cathodeweerstand, waardoor alle buizen een eigen transfowikkeling nodig hebben (met eventueel een gelijkrichter, een filtering en een stabilisatie).

Elko's...

De waarde van de cathode elko's heeft een vreemde sprong gemaakt, van 100 en 220F naar 3300F. Natuurlijk moet er ook nog een niet-gepolariseerde condensator bijgeplaatst worden. Dit ziet er teveel uit als een cut-and-paste van een ander ontwerp (een chinese specialiteit), want de koppelcondensatoren hebben een normale waarde.

Er is een reden waarom men geen cathodecondensatoren van te hoge waarde moet gebruiken. Het is aangeraden de vermogensbandbreedte van de versterker te beperken tot de audioband. De zeer lage frekwenties worden versterkt, maar worden niet door de uitgangstransfo doorgelaten (en de luidsprekers kunnen die lage frekwenties toch niet weergeven). Een deel van het nuttig vermogen van de eindtrap gaat verloren in signalen die niet weergegeven kunnen worden. Dit is des te schrijnender, omdat de triode al niet veel vermogen kan leveren.

De elko's van 100F en 220F waren voldoende voor de voortrap, de stuurtrap en de eindtrap.

Voor- en nadelen

In een versterker hebben triodes hun voordelen: ze hebben een meer lineair verloop. Dit kan je indirect afleiden uit de grafieken: de afstand tussen de lijnen blijft gelijk, wat betekent dat als je een signaal aan de ingang aanbiedt, het signaal lineair versterkt zal worden. Maar aan de uiteinden van de curves hebben we een minder lineair verloop. De versterking is dus lineair in het midden van de curve, maar wordt zwakker als de buis sterker uitgestuurd wordt. De intermodulatievervorming van een triode kan sterk oplopen met het geleverd vermogen.

Een triode heeft een lage uitgangsimpedantie waardoor de luidspreker beter gedempt kan worden. Een pentode gedraagt zich eerder als stroombron. In theorie is een triode niet kieskeurig wat de impedantie van de transfo betreft, maar in de praktijk is een correcte aanpassing noodzakelijk om een goede vermogensoverdracht te garanderen. Een pentode kan ongenaam klinken als die verkeerd afgesloten wordt, een triode zal altijd goed klinken, zij het met een sterke vermindering van het beschikbaar vermogen.

Een triode heeft een sterke wisselspanning nodig op z'n rooster, dit is n van de redenen voor een sturing met een SRPP trap. De versterking van de triode is laag, met een steilheid S van 5.5mA/V en een van 3.85. Het rooster moet op -70V staan. De polarisatie gebeurt doorgaans met een cathodeweerstand, waarop we dus 70V verliezen. Men heeft een voedingsspanning van 370V nodig om een spanning over d ebuis van 300V te hebben.

De anode heeft een sterke invloed op het rooster. In een pentode is het stuurrooster electrostatisch afgeschermd van de anode door het schermrooster. Het miller-effekt is opvallend aanwezig, waardoor de hoge tonen onderdrukt worden. Om dit te vermijden moet de triode aangestuurd worden door een laagohmige bron. Een schakeling met een pentode heeft juist de neiging om de hoge tonen meer naar voren te brengen omdat de transfo de hoge tonen beter doorgeeft.

Er is geen tegenkoppeling, de puristen willen een schakeling die zo eenvoudig mogelijk is. Maar een tegenkoppeling is ook niet mogelijk, vanwege de lage versterking van de schakeling.

Ik heb het raden naar de vraag naar dergelijke schakelingen, men wilt een zo eenvoudig mogelijke schakeling, met heel weinig componenten, die dan nog zo primitief mogelijk moeten zijn. Als je iets eenvoudig wenst, en je geen al te hoog vermogen nodig hebt, dan zou ik je aanraden te kiezen voor een kleine push pull versterker met bijvoorbeeld twee ECL86 per kanaal. Je haalt eveneens 7W in classe A (en 10 15W in classe AB). Twee buizen, 16 weerstanden en 6 condensatoren voor de push pull versterker en drie buizen, 16 weerstanden en 13 condensatoren voor de triodeschakeling...

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

-