Buizenversterkers
Outputtransformator
Voedingstransfo

Een voedingstransformator gebruiken als output transqformator in een single ended versterker: geeft dit een goed resultaat?
-

-

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Ik kom regelmatig eenvoudige schakelingen op het internet tegen: buizenversterkers in de meest eenvoudige vorm: een triode-pentode zoals de ECL86 of PCL86 (of wat er nog in de lade lag). Het duurste component is echter de output transformator die de impedantie van de outputbuis moet aanpassen aan de impedantie van de luidspreker. Maar in plaats van een aangepaste single ended transformator wordt er een gewone voedingstransfo gebruikt.

Beeld 1:
Een van de voedingstransfo's die gebruikt werd voor de tests

Ik heb de configuratie getest, en het lijkt te werken. Het is geen hifi, de bandbreedte is verschrikkelijk krom en de versterker produceert veel vervorming (vooral even harmonischen). Dit is echt de sound van een oude lampenradio! Maar het onderdeel dat de meeste vervormingen veroorzaakt is de luidspreker...

Beeld 2:
Transfo 10VA, EL504, Ug1: -14.5V, Ug2: +110V, Ua: 300V, Ia: 85mA, belasting 12Ω, Po: 3.6W
Dit is één van de meest correcte curves. Blauw: ingangsignaal, geel: uitgangsignaal
De fase van de uitgang werd omgekeerd om de vervorming beter te zien.

In deze schakelingen wordt er geen tegenkoppeling toegepast, dat zou wel nuttig zijn in dergelijke schakelingen. De ECL86 heeft een totale versterking die zeer hoog is, juist om een tegenkoppeling toe te passen. Deze buis werd ontworpen om te werken met een tegenkoppeling.

In de testopstellingen heb ik een stroom gekozen die zo laag mogelijk om kernsaturatie tegen te gaan. Om tot een aanvaardbaar vermogen te komen betekent dit dat de hoogspanning zo hoog mogelijk moet zijn. Nagenoeg alle metingen zijn uitgevoerd met een anodespanning van 300V.

Beeld 3:
Transfo 25VA, EL504, Ug1: -16.8V, Ug2: +110V, Ua: 300V, Ia: 75mA, belasting 12Ω, Po: 4.5W
De transformator werd vervangen, deze kan een hogere vermogen aan (met ook een hogere vervorming)
De magenta curve is de anodespanning, die van 40 tot 490V gaat.

Beeld 4:
Transfo 25VA, EL504, Ug1: -15.3V, Ug2: +110V, Ua: 300V, Ia: 85mA, belasting 15Ω, Po: 6W
Vervanging van de belastingsweerstand van 12 naar 15Ω: men ziet dat het vermogen hoger is, een teken dat de impedanties beter aangepast zijn.
Er is een kleine barkhausen oscillatioe aanwezig bij een lage anodespanning (dit is normaal met deze buizen), deze oscillatie kan eenvoudigweg geblokkeerd worden door een kleine smoorspoel (4mH, 1A) in de anodeleiding.

Gebruikte buizen in de tests

De bedoeling is hier niet om buizen te testen, ik heb daarom twee standaard buizen uitgekozen voor de tests, zoals een EL84, een buis die in veel schakelingen, gebruikt wordt, en vooral in de lampenradio's van de jaren 1950. De anodedissipatie bedraagt maximaal 12W, met een anodespanning van 300V moet de anodestroom maximaal 40mA bedragen. Deze limieten moeten gehandhaafd worden bij single ended versterkers omdat de buis altijd op maximaal vermogen werkt.

Beeld 5:
Transfo 25VA, EL84, Ug1: -4.7V, Ug2: +200V, Ua: 250V, Ia: 50mA, belasting 15Ω, Po: 2.2W
Test met EL84, de maximale belasting is echter overschreden.

Ik heb ook een zwaardere buis gebruikt, een EL504, die je door een KT77 kan vervangen, eventueel door een EL34). De maximale dissipatie van de EL504 bedraagt 16W als eindtrap in de horizontale afbuiging van zwart wit televisies). Voor een audio toepassing mag de anodedissipatie gerust 20W bedragen. De maximale stroom bedraagt ongeveer 67mA. Op de verschillende beelden kan je goed zien dat de buis een hoge stroom kan leveren, namelijk 200mA, de anodespanning bedraagt dan 50V. In bepaalde omstandigheden kan er een barkhauzen oscillatie optreden op het ogenblik dat de anodespanning juist onder de schermroosterspanning komt. De buis geeft de beste resultaten met een schermroosterspanning (g2 spanning) van 110V. Je moet dus een tweede voedingspanning voorzien: het ideaal is een transfo 220 naar 110+110V en de middenaftakking wordt gebruikt voor de schermroosterspanning.

Beeld 6:
Sonorisatietransfo 100V, EL84, Ug2: +200V, Ua: 250V, Ia: 55mA, belasting 12Ω, Po: 3.8W
Sterk vervormd signaal, de maximale belasting van de buis is ook overschreden.

Voedingstransfo's gebruikt als uitgangstransformator

Ik heb twee standaard transformatoren gebruikt: één 220V naar 16 + 16V 10VA en dezelfde transfo in 25VA uitvoering. Ik heb iedere keer slechts één wikkeling gebruikt voor de testen, maar het is de bedoeling dat beide secundaire wikkelingen parralel geschakeld worden in een concrete toepassing. De 25VA versie geeft minder vervorming en de kleinere transfo is enkel aangeraden voor buizen met een laag vermogen zoals de ECL81, ECL82,...

De ohmse weerstand van de 25VA transfo bedraagt 92Ω, maar deze waarde is niet van belang. Ik heb ook tests uitgevoerd met een transfo voor 100V lijnen en een kleine push pull transfo (10W) uit recuperatie. Deze twee transfo's presteren zeker niet beter dan de voedingstransfo's in deze single ended testschakeling.

Beeld 7:
Transfo push pull 10W, EL84, Ug2: +250V, Ua: 300V, Ia: 25mA, belasting 12Ω
Het signaal is zodanig vervormd dat er geen vermogensmeting mogelijk is. Veel oneven harmonischen door de bruske clipping.

Beeld 8:
Bandbreedte van 20 tot 20kHz met een 25VA transfo en PL504. Het is mogelijk de curve recht te trekken door middel van een tegenkoppeling (12bD).


Een ander probleem is dat de onderste curve die naar boven geplooide wordt (magenta) niet overeenkomt met de bovenste curve (geel). De positieve versterking is verschillend van de negatieve versterking, een teken dat we te maken hebben met een single ended versterker met een hoge versterking.

Beeld 9:
Dit is goed te zien als men een driehoeksignaal versterkt: de versterker trekt de spanning goed naar beneden (dit is normaal, de buis is in geleiding), maar men ziet dat er een tweede buis ontbreekt om de spanning weer naar boven te trekken.

Conclusie

Een voedingstransformator als uitgangstransformator gebruiken is niet optimaal, maar het werkt en je kan zo de typische klank van de oude lampenradio's herontdekken (dit is voor jullie, millenials en gen-Z, niet voor gen-alpha, jullie zijn nog te jong om met hoogspanning te spelen).

Indien je een versterker van meer dan enkele watts wilt bouwen, dan is een push pull versterker de aangewezen weg. Je habt dan één extra triode nodig (fasedraaier) en een extra eindtrap, maar de schakeling blijft eenvoudig. Er zijn enkele goede schakelingen op de pagina van de ECL86/PCL86: om een goede veresterker te bouwen heb je slechts twee buizen nodig. Indien je geen ECL86/PCL86 hebt kan je ook een ECC83 en twee EL84 gebruiken.

Door de skoopbeelden te analyseren merk ik dat de beste versterker een push pull versterker is en geen single ended versterker. Een goede push pull versterker met een degelijke balanstransfo geeft je hifi signaal en de speciale balanstransfo die nodig is kost minder dan een speciale single ended transfo.

Een echte single ended transfo heeft een luchtspleet nodig om kernverzadiging tegen te gaan, maar om de verlaagde zelf-inductie te compenseren is er meer ijzer nodig. In vergelijking met een balanstransfo is een single ended transfo zwaarder en duurder (voor een leger outputvermogen).

Een mogelijk alternatief op de SE transfo of de voedingstransfo is een smoorspoel en een 100V lijntransfo te gebruiken, dit is een parafeed schakeling.

Een test met een echte single ended transfo van Piemme is nodig om het verschil te zien. Dit zijn de single ended transformatoren van Piemme. Duur (viermaal duurder dan balanstransformatoren) maar zeker de moeite waard als je een SE versterker wilt bouwen, zoals je kan zien uit de curves.

Publicités - Reklame

-