Aangepaste push pull transformator

Een typische push pull transformator (balanstransfo) wordt rechts door het eerste schema voorgesteld. Deze specifieke transfo heeft ook een 100V uitgang.

Sommige balanstransfo's worden bifilair gewikkeld en zouden getekend moeten worden volgens het tweede schema.

Met een bififair gewikkelde primair is men zeker van een goede magnetische koppeling tussen beide wikkelingen, maar de impedantie van beide spoelen is ook identiek. Het betreft hier niet enkel de ohmse weerstand, maar ook de zelf-inductie van de spoel.

Bij een bifilaire wikkeling speelt de capacitieve koppeling tussen nabijgelegen wikkelingen echter een grotere rol. De eerste groene wikkeling ligt naast de eerste rode wikkeling (aangesloten op de hoogspanning, dus een vaste spanning). Er bestaan wikkelmethodes om deze nadelige effekten te onderdrukken.

Een voorbeeld van een moderne, hoogwaardige balanstransfo staat links: we hebben beide primaire wikkelingen dicht bij de kern, los van elkaar gewikkeld om capacitieve koppeling te vermijnen, maar naast elkaar gelegd om eenzelfde impedantie te hebben op alle frekwenties.

Daarboven wordt de secundaire wikkeling gelegd met de nodige aftakkingen.

Bij de bouw van je buizenversterker, indien je over een aangepaste transformator beschikt, dan moet je die gebruiken. Vergeet niet dat je twee identieke uitgangstransfos nodig hebt voor een stereoversterker.

Indien de transformator ontworpen is voor een andere buistype (andere primaire impedantie), dan kan je misschien de werkingsparameters van de vermogensbuizen aanpassen. Dit gaat gemakkelijker met een reeks PL504 die zowel met een hoge spanning van meer dan 300V (en een lagere stroom) kan werken, als een lagere spanning en een hogere stroom (en dus een lagere inwendige weerstand).

Eerste skoopbeeld met een beltransformator, Tweede skoopbeeld met een aangepaste ringkerntransfo

De transformatoren voor ultralinearmontage hebben een extra aansluiting op 20% en/of 43% (de anode zijnde 100% en de voeding 0%). De aansluiting op 43% geeft de minste vervorming en de aansluiting op 20% een hogere vermogen.

Een aansluiting op 100% (eigenlijk een triodemontage) geeft een nog lagere vervorming, maar met een zeer laag vermogen. Bij dit laag vermogen dat gehaald kan worden geeft een pentodeschakeling of ultralineairschakeling een even lage vervorming, met als voordeel dat je een hoger vermogen kunt halen, maar met een hogere vervorming.

Voedingstransformator

Het vermogen van de transfo moet ongeveer het dubbele zijn van het vermogen van de luidsprekers. Je hebt een transformator met twee 110V wikkelingen nodig (dus 110V + 110V) en de transformatorverhouding moet 20:1 zijn, dus 110V+110V naar 12V 100VA voor een paar PL504. Al de testen die ik uitgevoerd heb zijn gebeurd met deze combinatie om geen dure aangepaste transformatoren te moeten kopen voor testen.

Gebruik je een voedingstransformator, dan moet je een push-pull montage gebruiken zodat de constante stroom door één wikkeling de constante stroom in de andere wikkeling tegenwerkt, zodat er geen constant magnetisch veld ontstaat die de transfo zou kunnen satureren. Je kan ook een SRPP versterker bouwen, bij zo'n schakeling loopt er geen permanente stroom door de primaire spoel (of een zeer lage stroom)).

Het gebruik van een voedingstransformator is niet perfekt (de bandbreedte op -6dB loopt van 30 tot 15kHz), maar beter dan ik verwacht hebt. Het is een testopstelling om verschillende combinaties uit te proberen. Zelfs in de beste omstandigheden is het echter een noodoplossing (gehoormatig).

De kwaliteit van een transfo wordt eerst bepaald door de bandbreedte (een beltransfo heeft een zeer beperkte bandbreedte). De kwaliteit kan verder verhoogd worden door een strakke koppeling tussen de drie wikkelingen (primair eerste buis, primair tweede buis en secundair). En pas als laatste is de aanpassing van de impedantie van belang.

Ringkerntransfo

Maar ringkerntransfo's worden niet al te vaak gebruikt: de goede eigenschappen van de transfo's kunnen ook problemen veroorzaken. De ohmse weerstand van de transfo is lager, waardoor een verschil in anodestroom tussen beide buizen snel tot magnetisatie van de kern kan leiden. Dit wordt ook veroorzaakt door de kortere magnetische weg en de totale afwezigheid van een luchtspleet (er is eem minimale luchtspleet in gewone transformatoren met EI-platen). Verkeerd ingestelde eindtrappen veroorzaken problemen die snel kunnen leiden tot kernsaturatie. Ringkerntransfo's zijn absoluut niet geschikt voor single ended ontwerpen wegens het ontbreken van een luchtspleet.

Indien je het beste wenst, bespaar niet op de outputtransformatoren, maar koop ringkerntransformatoren die aangepast zijn aan de beschikbare outputbuizen (of koop aangepaste vermogensbuizen).

Iedere transformator heeft een kenmerkende primaire impedantie (opgelet: die wordt ook door de impedantie van de luidspreker meebepaald). Kijk naar de eigenschappen van de buizen om de uitgangsimpedantie te achterhalen, de impedantie hangt af van de anodestroom en de spanning op g1 en g2.

De eigenschappen van de buis (waaronder zijn impedantie) zijn beschikbaar op de site die de buizen verkopen (nieuw gefabriceerde buizen). Hierboven zie je de eigenschappen van de EL509 die door Svetlana gemaakt worden. De buis kan in pentode-modus werken, in normale triode-modus (anode en g2 samen verbonden), maar ook in een alternatieve triode-modus (g1 en g2 samen).

Spijtig genoeg wordt er niet aangegeven bij welke stroom de impedantie geldt. Dit is totaal verschillend van de documentatie die je kon krijgen van de originele buisfabrikanten (Philips en Mullard, zie hiernaast). Daar staan alle parameters vermeld, en ook de beste parameters voor een bepaalde combinatie. Je weet dus direct welke instelling de buis moet hebben: voedingsspanning, stuurspanning, impedantie van de audiotransformator, enz. Het betreft de instellingen van een EL34 in balanseindtrap. Doorgaans zal je de buis instellen om een vermogen van 20W te leveren, dan is de vervorming (zonder tegenkoppeling) lager dan 1%.

Buizenversterkers, dat is geen rocket science. De buisparameters kunnen verlopen (ouderdom van de buis), maar er kunnen ook sterke verschillen zijn tussen de opeenvolgende productieruns. Maar een buizenversterker kan probleemloos werken met buizen die niet 100% volgens de norm werken, je moet enkel de instellingen controleren voor de versterker in gebruik genomen wordt.