Buizenversterkers
Intermodulatievervorming
 

De intermodulatievervorming is een gevolg van de niet-lineaire werking van een versterker.
-

-


Het signaal van 4kHz wordt gemoduleerd door het signaal van 200Hz.

Lees eerst de pagina over de harmonische vervorming. Beide effekten zijn het gevolg van de niet lineaire werking van de versterker.
De intermodulatievervorming wordt veroorzaakt door de niet-lineaire overdrachtsfunktie van de buizen. Daardoor wordt een signaal van een bepaalde frekwentie gemoduleerd door het signaal van een andere frekwentie en ontstaan er ongewenste mengprodukten.

Een vervorming die altijd aanwezig is bij buisversterkers is de intermodulatievervorming (meer aanwezig bij triodes die vaak een minder vlak verloop hebben). De versterkerbuis zal bijvoorbeeld sterker versterken bij positieve signalen en minder versterken bij negatieve signalen. Daardoor ontstaan er even harmonischen, die de klank wel kleuren, maar niet zo storend zijn als andere vervormingen.

In single ended versterkers polariseert men soms de stuurtrap zodanig dat die een vervorming veroorzaakt die de vervorming van de eindtrap tegenwerkt. Gebruikt men een symmetrische push pull versterker, dan worden de even harmonischen onderdrukt.

Van zodra er twee frekwenties samen versterkt moeten worden kunnen er mengprodukten ontstaan. Nemen we een audiosignaal van bijvoorbeeld 200Hz, zodanig sterk dat de eindtrappen op 75% van hun maximaal vermogen werken (een dummy load gebruiken als belasting!). We voegen een extra signaal toe van bijvoorbeeld 4000Hz met een amplitude van 10% van het uitgangssignaal. De versterker is dus zwaar belast, maar werkt niet op zijn limieten.

Als het signaal van 200Hz positief is, dan is de versterking hoger, waardoor ook het signaal van 4000Hz sterker aanwezig is. Is het signaal van 200Hz negatief, dan is de versterking lager, en komt ook het 4000Hz signaal zwakker door. We hebben dus een modulatie van het ene signaal door het andere. De versterking van het 4000Hz signaal wordt gemoduleerd door het 200Hz signaal (en ook omgekeerd, maar dit is niet hoorbaar).

Dit is een kenmerk die bij bepaalde radiobuizen gezocht wordt (mengbuizen): door de niet-lineariteit van de mengbuis ontstaan er mengprodukten die nuttig zijn. Voor hifitoepassingen is het een kenmerk die eigenlijk vermeden moet worden, het maakt het geluid slecht gedefinieerd op hoog vermogen. In een orkest die fff speelt hoor je niet meer het verschil tussen een blokfluit en een viool.

Men maakte echter gebruik van deze eigenschap om een radio "voller" te laten klinken. De lage frekwenties (die niet weergegeven kunnen worden door de transfo en de luidspreker) moduleren echter het geluidsbeeld, waardoor die frekwenties wel indirect hoorbaar zijn. Het enige dat nodis is, is dat het complete signaal (met de lage tonen) tot aan de eindbuis geraken. De uitgangstransfo is meestal te beperkt om de lage tonen door te laten en de relatief kleine luidspreker kan deze lage tonen niet weergeven. Toch "hoort" men deze lage tonen, maar enkel als er ook andere tonen hoorbaar zijn.

Een ander gevolg van het feit dat bepaalde buizenversterkers sterker de positieve (of negatieve) signalen meer versterken dan de negatieve (of positieve) is dat er een mengprodukt ontstaat op een lagere frekwentie. Dit is hier geen intermodulatievervorming (er wordt één enkele frekwentie versterkt).

Deze frekwentie is doorgaans niet hoorbaar: het resultaat is een zeer lage frekwentie die gemaskerd wordt door de grondfrekwentie. Het mengprodukt kan wel de instelling van de versterkertrappen in de war sturen (oscilleerneigingen "motorboten", clipping, enz).

De negatiefgaande lage frekwentie (als de amplitude van de grondfrekwentie laag is) wordt verooraakt door de koppeling van de trappen met condensatoren, waardoor er geen DC component overgedragen kan worden: is het gemiddeld signaal eerder positief, dan moet dit gecompenseerd door een negatief deel om de condensatoren weer op hun normaal potentiaal te brengen.

Door zijn niet-lineair verloop produceert de versterkerbuis modulatieproducten. Bij een audioversterker is dat een ongewenst fenomeen, maar men maakt ervan gebruik in andere toepassingen: in een mengtrap wordt het antennesignaal gemengd met het signaal van een locale oscillator om een nieuwe frekwentie te bekomen.

Een zogenaamde "bi-amp" versterker kan de intermodulatievervorming sterk verminderen.

Publicités - Reklame

-