Buizenversterkers
Weerstanden, condensatoren en diodes
 
Servers » TechTalk » Historisch perspectief » Audio » Buizenversterkers » Tips en trucs » Weerstanden, diodes en condensatoren

Twee onderdelen die je in alle versterkers zal tegenkomen: de (stop)weerstanden om ongecontroleerde oscillaties tegen te gaan en de roosterlekweerstanden en de cathodeweerstanden voor de polarisatie.
-

-

Stopweerstanden

Bij veel schakelingen worden er stopweerstanden gebruikt om oscillaties tegen te gaan (Barkhauzen). De ongecontroleerde oscillaties komen vooral voor bij eindtrappen en bij bepaalde buizen is het effekt meer aanwezig. Meestal zijn de oscillaties niet hoorbaar (ultrasoon), maar ze verbruiken stroom, kunne tweeters opblazen en kunnen het werkpunt van de buis verstoren.

De bedoeling van die stopweerstanden is de aansturing meer hoogohmig te maken. Daardoor gaat de eigencapaciteit van het betreffend rooster sterker spelen, en zo de bandbreedte van de trap beperken tot de oscillaties onderdrukt worden. Bepaalde buizen hebben dergelijke stopweerstanden meer nodig dan andere buizen.

Ik gebruik liever een kleine condensator van een gekende waarde (een 10-tal pF is voldoende) tussen de anode van de betreffende trap en de anode van de vorige trap (voor trappen die oscillatiegevoelig zijn, in de praktijk zijn dat enkel de pentodes en de cascode schakelingen).

Daardoor kan de bandbreedte van de versterker beter bepaald worden. De buizen komen tegenwoordig van verschillende fabrikanten, en de eigen roostercapaciteit kan verschillend zijn van fabrikant tot fabrikant. Het is beter de buis zo laagohmig mogelijk aan te sturen en de oscillatieneigingen te onderdrukken via een externe condensator waarvan de waarde niet veranderd moet worden.

Voor het schermrooster is een stopweerstand van 100Ω (g2) en 1kΩ (g1) soms nuttig (bijvoorbeeld bij EL84), zo dicht mogelijk bij de buisaansluitingen monteren. De schakeling boven toont de stopweerstanden van een EL34 eindtrap.

Zelfs al gebruik je stopweerstanden, het kan nuttig zijn een extra condensator te gebruiken om de bandbreedte te beperken. Een dergelijke condensator staat in het rood aangegeven in de tweede schakeling (deel van een series regulated push pull schakeling). Deze schakeling werd in een televisie gebruikt, waar de bandbreedte beperkt is tot 15kHz.

Een aantal buizen hebben zeer sterke oscilleerneigingen, de PL509 en PL519 oscilleren zeker als er geen specifieke maatregelen genomen worden (de PL504 heeft ook oscilleerneigingen, maar die kunnen gemakkelijker onderdrukt worden).

Dit zijn lijneindtrap buizen die oorspronkelijk niet ontworpen werden voor audiotoepassingen, maar de eigenschappen zijn zo goed (op de oscilleerneigingen na) dat het zonde zou zijn ze niet te gebruiken voor audiotoepassingen.

De PL504 kan getemd worden door een lage g2 (schermroosterspanning) en stopweerstanden van 1k, zeker geen schakeling die ontworpen is voor een paar EL34 gebruiken. Voor de PL509 en PL519 zet ik de g3 (keerrooster) op +20V ten opzichte van de cathode. Het keerrooster is eigenlijk geen rooster, maar zijn afbuigplaten. Ik plaats ook een kleine smoorspoel van 22µH (zie afbeelding rechts, de spoel is geschikt voor 3A) direct in de anodeaansluiting, zo dicht mogelijk bij de anodekap.



Roostervoorspanning door middel van een weerstand van hoge waarde
(enkel voor voortrappen)

Rooster voorspanning

Het rooster moet een kleine negatieve spanning hebben ten opzichte van de cathode. Er zijn twee systemen die gebruikt kunnen worden bij voortrappen: een lekweerstand van hoge waarde of een cathodeweerstand.

Polarisatie dmv een roosterlekweerstand

Er ontstaat een lichte negatieve spanning op het rooster ten gevolge van de electronen die op het rooster terechtkomen. De instelling is automatisch: als het rooster meer negatief wordt, dan worden de electronen meer afgestoten en komen ze minder terecht op het rooster. De weerstand moet een waarde hebben van 1MΩ of meer, dit hangt af van de buis.

Deze methode kan niet toegepast worden bij eindtrappen. Door de wisselspanning (doorgaans meer dan 10V) kan het werkpunt van de buis verlopen. Eindpentodes hebben meestal een zeer negatieve voorspanning nodig (tot -50V voor bepaalde buizen) en een dergelijke spanning kan niet bereikt worden met een lekweerstand. Het wisselend signaal (audio) zal het werkpunt van de eindtrap nog verder in de war sturen.

Indien het stuurrooster besmet geraakt door kleine stukjes cathodemateriaal dan begint het rooster electronen uit te zenden, waardoor het rooster eerder positief wordt in plaats van negatief. Dit kan gebeuren bij vermogensbuizen die dicht bij de maximale waarden gebruikt wordt.

Polarisatie door middel van een cathodeweerstand

Over de cathodeweerstand ontstaat er een spanningsverschil ten gevolge van de cathodestroom. De cathode wordt dan positief ten opzichte van het rooster dat aan massapotentiaal gehouden wordt.

Men gebruikt soms niet-ontkoppelde weerstanden om de versterking van een trap in te stellen (enkel voortrappen). Daardoor stijgt echter de inwendige weerstand (impedantie) van de buis, dit is de reden waarom dit enkel gedaan wordt met voortrappen.

Het is ook mogelijk om de cathodeweerstand te gebruiken om de tegenkoppeling te verbinden met de voortrap. Het signaal van de terugkoppeling wordt doorgaans afgetapt aan het secundair van de luidsprekertransfo en toegevoegd via de rode lijn op de eerste afbeelding. De triode werkt dan als comparator (verschilverterker).

Een fase-omkeertrap van het type "long tail" (zie rechts) gebruikt de gemeenschappelijke cathodeweerstand om de twee uitgangsspanningen te genereren (zie de pagina over de verschillende fase omkeertrappen)

De schakeling gebruikt een fase-omkeertrap van het type cathodyne, gevolgd door een versterkertrap met dubbele triode met gemeenschappelijke cathode (niet ontkoppeld!), R11 = 1.5kΩ. De tweede trap vormt eigenlijk een long tail fasedraaier, maar wordt hier aangestuurd door twee spanningen.

Met deze schakeling bekom je twee signalen in tegenfase met een hoge amplitude en een zeer lage vervorming. De gezamelijke schakeling wordt een williamsonschakeling genoemd en kan eindtrappen aansturen die een hoge sweep nodig hebben (versterkers met lijneindtrappen).

Tweede afbeeling links: een voorbeeld van een single ended eindtrap uitgerust met bijvoorbeeld een PCL86 voor een vermogen van enkele watts.

Zie ook de pagina over de rooster voorspanning bij eindtrappen.

Publicités - Reklame

-