Buizenversterkers
Vermogenstriode
GE 845

De General Electric 845 is een vermogenstriode die in 1931 ontworpen werd voor gebruik in installaties waar een hoog vermogen nodig is.
-

-

De GE 845 direct verhitte vermogenstriode kan met een zeer hoge spanning van 1250V werken met een maximale anodestroom van 100mA. De dissipatie op de anode bedraagt 75W (piekbelasting 100W). Om een dergelijk hoog vermogen te halen moest men werken met een direct verhitte cathode: de gloeidraad zelf zorgt voor de emissie. De anode bestaat uit grafiet die beter bestand is tegen de hoge temperaturen.

Tijdens de werking verliest de grafietelectrode echter kleine hoeveelheden lucht, waardoor men een hogere ionisatie in de buis heeft. De buis heeft geen harde vacuum zoals in normale buizen, maar is een beetje "gassy". In sommige gevallen is de ionisatie zichtbaar in de buis als een grijs-blauwe schijn tussen de electrodes ("electric blue"-kleur). Dit is vooral het geval met historische buizen met grafietelectrodes en minder efficiente getters. Bepaalde moderne buizen hebben een normale metalen anode.

Bij de hoge spanning van 1000V en meer zou de bariumoxide laag snel vernietigd worden door het ionenbombardement. Daarbij komt ook nog dat de buis meer gas moleculen bevat door de grafiet anode. Daarom wordt de wolfram gloeidraad zelf gebruikt als cathode. Om de emissie te verhogen wordt er thorium toegevoegd aan de wolfram. De emissie van wolfram+thorium is echter laag in vergelijking met bariumoxide en moet de gloeidraad op hogere temperatuur werken. Deze buizen worden daarom "bright emitters" genoemd in plaats van de "dull emitters" als de cathode en bariumoxide laag heeft. De gloeidraad werkt op 10V met een stroom van 3.25A. De buis dissipeert dus permanent 32.5W, evenveel als een ouderwetse gloeilamp.

De buis werd hoofdzakelijk gebruikt als modulator in AM zenders. De modulator brengt het audiovermogen naar de zendbuis om het signaal te moduleren. Het vermogen dat hierbij nodig is is redelijk hoog (en hangt af van de manier waarop de modulatie gebeurt). Voor een zender van 100W moet de modulator een vermogen van 50W leveren bij modulatie door de anodespanning. Voor echte audiotoepassingen (audioversterker) was de buis eigenlijk te krachtig.

De buis wordt tegenwoordig nog gebruikt bij enkele versterkers, meestal single ended versterkers, waar men een zo beperkt mogelijk signaalpad probeert te realiseren. Door de hoge spanning en toelaatbare dissipatie van de buis haalt men een audiovermogen van 15W. Dit is evenveel als een kleine push pull versterker met een paar PCL86. De totale dissipatie bedraagt echter meer dan 100W (32W gloeivermogen en 75W anodedissipatie).

Met 750V anodespanning moet het rooster een spanning hebben van -98V, de wisselspanning bedraagt 93Vpp en de anodestroom is 95mA voor een vermogen van 15W met 5% vervorming. Opgelet, de buis heeft een speciale buisvoet nodig!

In push pull toepassingen werkt de buis op 1000V, roostervoorspanning -175V, wisselspanning van 340Vpp tussen de roosters, anodestroom 40mA in rust en 230mA piek voor een vermogen van 75W. Men ziet hier duidelijk dat triodes een zeer laag rendement hebben, met een modernere buis zoals de EL509S haalt men dit vermogen met een hoogspanning van 300V en een identieke anodestroom. Tegenwoordig worden er echter geen push pull versterkers met de GE 845 meer ontworpen en gebouwd vanwege de zware aansturing die de buizen moeten hebben.

De buis heeft een relatief lage inwendige weerstand, de millercapaciteit is hoog en de buis heeft een lage versterking (µ = 5.3). In sommige ontwerpen gebruikt men een schakeling zoals bij een versterker die in classe A2 zou werken (dus met een extra tussenbuis in gemeenschappelijke anodeschakeling om de nodige stroom te kunnen leveren). Bij een echte werking in classe A2 waarbij het rooster positief kan worden ten opzichte van de gloeidraad kan men een vermogen halen van meer dan 20W in SE schakeling.

Dit is ongeveer de standaardschakeling met 845 buis. Er is slechts één voortrap, maar om een voldoende sweep te bekomen moet men een smoorspoel gebruiken in plaats van een weerstand. Een smoorspoel heeft een hoge impedantie en belast de voortrap minder. Men kan ook een hogere stroom instellen omdat een smoorspoel een lage ohmse weerstand heeft.

De voortrap gebruikt een 6HV5, een speciale buis die als hoogspanningregulator gebruikt werd in de Verenigde Staten. Het is een compactron-buis (een buis met 12 pennen). De compactrons zijn een laatste stuiptrekking van de buizenindustrie: door meer pennen te gebruiken kan men ook verschillende functies in de buis opnemen (bijvoorbeeld: drie beam tetrodes voor de RGB signaalversterking in kleurentelevisies).

Het is een beam triode met spanrooster. Het is in feite een indirect verhitte triode met een rooster die gewikkeld is op een spanrooster. Het tweede rooster is een soort kader om de electronenstraal te bundelen (bij triodes is dit rooster minder noodzakelijk omdat er geen tetrodeknik is). De maximale anodespanning bedraagt 5.5kV (nominaal 3.5kV), de maximale anodedissipatie is 35W, maximale anodestroom 325mA piek. Door het spanrooster werkt de buis met een negative roosterspanning van slechts 4.4V is bedraagt de spanningsversterking µ = 300 (een enorme versterking voor een triode).

Dit is een zeldzame buis die voldoende vermogen kan leveren om als audio eindtrap gebruikt te worden. Hier gebruikt men de hoge versterking van de buis om tot aan de gewenste sweep voor de 845 te komen. De buis heeft een zeer lage ingangsimpedantie door het spanrooster. Omdat het een triode is (zonder schermrooster) is de millercapaciteit ook zeer hoog. De voortrap moet aangestuurd worden door een potentiometer van 10kΩ per kanaal.

Het is moeilijk deze buis te vervangen: je hebt een hoge versterking nodig, waardoor eigenlijk enkel een buis met spanrooster gebruikt kan worden. De enige buis die hier in aanmerking zou kunnen komen is de PL802 met een anodespanning van maximaal 300V (daarmee haalt men gemakkelijk een sweep van 100Vpp). De maximale dissipatie is echter 6W, waardoor men de voedingsspanning moet verlagen tot 240V.

De polarisatie van de voortrap gebeurt door een ontkoppelde cathodeweerstand, die van de eindtrap door een negatieve spanning. Gebruikt men een lagere stroom door de voortrap, dan verliest men de hoge tonen door de millercapaciteit.

De gloeistroom voor de eindtrap wordt niet gelijkgericht. Voor gloeidraden met bariumoxide is het niet aangeraden omdat de emissie daardoor niet evenwichtig verdeeld is, maar dit is minder van belang bij wolfram gloeidraden omdat die beter bestand zijn tegen hoge stromen. De 50Hz brom kan onderdrukt worden door een instelbare weerstand te gebruiken zodat men een punt kan vinden met een zo laag mogelijke brom (er is echter geen instelling bij de schakeling). Voor wolframgloeidraden zonder bariumoxide laag mag de gloeispanning gelijkgericht en goed gefilterd worden. Opgelet, een onvoldoende filtering is veel erger dan geen gelijkrichting: de brom heeft een frekwentie van 100Hz en bevat veel hoorbare harmonischen door de gelijkrichting

Hieronder een stereo push pull versterker met GE 845 eindtrappen. Het vermogen is beperkt tot 40W omdat de hoogspanning lager ingesteld werd. De voortrap en fase omkeertrap gebruikt een 6SL7 dubbele triode en de drivertrap een 6SN7. Bij zijn lancering kostte de versterker 6500€.

Publicités - Reklame

-