Buizenversterkers
Outputtransformator
SE transfo Piemme

Ik heb hier een echte single ended tranformator van Piemme gebruikt in plaats van een voedingstransfo.
-

-

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Een eerste verduidelijking: het vermogen dat met een single ended versterker gehaald kan worden is minder dan 1/4 van het vermogen dat gehaald kan worden met een versterker met dezelfde buizen in push pull configuratie. De tests werden uitgevoerd zonder tegenkoppeling want we willen de combinatie outputbuis + single ended transformator Piemme SE-EI68038 testen om de beste instellingen te bepalen.

Volgende buizen werden gebruikt in de tests:

  • EL84
    Dit is de meest bekende buis die in de meeste lampenradio's gebruikt werd. Het beschikbaar vermogen is 2.5W voordat er vervormingen optreden.

  • EL86
    Een buis met andere eigenschappen, ontworpen om gebruikt te worden in SRPP schakelingen, de buis levert een vermogen van 2.2W.

  • EL504
    De buis levert een vermogen van 3.5W maar heeft speciale eigenschappen en je moet hem niet gebruiken zoals bijvoorbeeld een EL34.

  • EL508
    Een buis met eigenschappen tussen de EL86 en EL504, wordt later getest.


Afbeelding 1:
EL504
Ua: 355V, Ug2: 117V, Ug1: -18.6, Ik: 55.6mA
Uin: 12Vpp, Pout: 3.4W

Zeer mooi signaal, het vermogen wordt aangegeven bij een niveau voordat de vervormingen optreden. De transfo wordt gebruikt op de 5kΩ ingang en de 8Ω uitgang. Als men de curve bekijkt merkt men op dat de belasting van 10Ω waarschijnlijk wat te hoog is (vermogensoverdracht niet optimaal).

De dissipatie in de EL504 bedraagt 20W, wat een geschikte waarde is als de buis in een lineaire schakeling gebruikt wordt.


Afbeelding 2:
EL504
Ua: 360V, Ug2: 116V, Ik: 55.9mA
Uin: 12Vpp, Pout: 2.4W

Met een belastingsweerstand van 5.45Ω is de vermogensoverdracht nog minder goed. Een weerstand van 8Ω zou optimaal zijn, wat betekent dat de EL504 hier een effectieve uitgangsweerstand van 5kΩ heeft. De vervormingen die optreden zijn even harmonischen van lage orde die gemakkelijk verminderd kunnen worden door een tegenkoppeling.

Ik gebruik hier een negatieve stuurroostervoorspanning, maar in een typische single ended schakeling gebruikt men liever een automatische polarisatie door een cathodeweerstand. De waarde van de weerstand moet 330Ω bedragen met een vermogen van 3W. Ua: 380V, Ug2: 135V.


Afbeelding 3:
EL504
Ua: 338V, Ug2: 83V, Ik: 62.6mA
Uin: 12Vpp, Pout: 3.6W

Dit zijn de beste parameters voor de EL504. De fase werd in de skoop omgekeerd om de vervorming beter te zien. Men ziet dat er even harmonischen zijn door de positieve vorm die anders is dan de negatieve vorm. Deze geleidelijke vervormingen zijn minder storend dan een harde clipping.


Afbeelding 4:
EL504
Ua: 325V, Ug2: 21.7V, Ug1: -0.7, Ik: 58.1mA
Uin: 20Vpp, Pout: 0.9W

De sturing op het schermrooster (zie beeld) geeft een onvervormd signaal, maar je hebt een signaalamplitude van 50Vpp nodig om aan het nominaal vermogen te geraken, een signaal dat mijn generator niet kan leveren. De uitgangsimpedantie is hier 5.45Ω, de buis gedraagt zich meer als een triode. De gevoeligheid is het hoogst met een stuurroosterspanning van -0.7V en een schermroosterspanning van 21.7V. Het schermrooster heeft hier dezelfde funktie als een stuurrooster. Dit is ook duidelijk als men weet dan de spoed van de wikkeling dezelfde is voor stuur- en schermrooster.

Een ultra lineaire schakeling (geen beeld) levert ook een correct signaal, maar de buis is niet ontworpen om met zo'n hoge schermroosterspanning te werken. De UL werking geeft een lokale tegenkoppeling via het schermrooster, maar de invloed van het schermrooster is veel sterker dan bij een EL84, waardoor de tegenkoppeling zeer sterk is en de gevoeligheid van de eindtrap te laag is, nog lager dan bij een sturing op g2.


Afbeelding 5:
EL86
Ua: 260V, Ug2: 200V, Ik: 46.4mA
Uin: 13Vpp, Pout: 2.2W

Het is in een single ended schakeling zonder tegenkoppeling dat de verschillen tussen twee buizen (zoals de EL84 en EL86) het meest opvallen. De vervorming is bijzonder laag.


Afbeelding 6:
EL84
Ua: 250V, Ug2: 250V, Ik: 44.2mA
Uin: 12Vpp, Pout: 2.5W

De buis die men traditioneel gebruikt in een SE schakeling geeft een sterk vervomd signaal bij een vermogen van 2.5W. Het is niet mogelijk de vervorming te verminderen door andere parameters te gebruiken. Hier ziet men het sterkst de verschillen tussen EL86 en EL84. Mijn keuze is gemaakt als ik een buis moet selecteren voor een versterker.


Afbeelding 7:
EL84
Ua + Ug2: 260V, UL: 33%, Ik: 49.4mA
Uin: 16Vpp, Pout: 2.1W

De EL84 (en de EL34) zijn allebei ontworpen om best te presteren in een ultra lineaire schakeling. Het beschikbaar vermogen is wat lager, maar de vervorming is duidelijk minder. De lokale tegenkoppeling vermindert de gevoeligheid en men heeft een signaal van 16Vpp nodig om aan hetzelfde vermogen te geraken als met een EL86, maar de vervorming is wat lager.


Afbeelding 8:
EL508
Ua: 348V, Ug2: 94V, Ug1: -7.8, Ik: 49.3mA
Uin: 12Vpp, Pout: 3.9W

In tegenstelling met een push pull versterker waar de EL508 met een wat hogere schermroosterspanning moet werken kan de buis hier heel goed werken met een verlaagde g2-spanning werken.

Gebruikt men een automatische polarisatie door cathodeweerstand, dan met de weerstand een waarde hebben van 160Ω 2W (Ua: 350V, Ug2: 100V).


Afbeelding 9:
Ua:338V, Ug2: 150V, Ug1: -14.3V, Ik: 52.5mA
Uin: 17Vpp, Pout: 3.7W

Dit is een anderw erkpunt. Als men de werkingparameters bekijkt ziet men dat als de schermroosterspanning verhoogd wordt de gevoeligheid van de buis minder wordt: men heeft een signaal nodig die 42% sterker is om aan hetzelfde output te geraken.

In beide gevallen wordt de maximale plaatdissipatie overschreden (17W), terwijl de maximale dissipatie 15W bedraagt voor een werking in een lineaire schakeling.


Afbeelding 10:
EL508
Sweep 20Hz - 20kHz

Het verschil is goed zichtbaar als men deze sweep vergelijkt met die van een voedingstransformator die als outputtransformator gebruikt wordt. De curve is natuurlijk, dus zonder gebruik te maken van een tegenkoppeling. De frekwenties onder de 100Hz worden zwakker weergegeven, maar dit is het geval met alle single ended versterkers. Om de lage frekwenties beter weer te geven zou men een zwaarder transfo moeten gebruiken, maar ook een zwaardere buis om de transfo aan te sturen. Je moet het ijzer eerst magnetiseren vooraleer het signaal overgebracht kan worden.

In het algemeen worden de midden en hoge tonen wat verzwakt (lichte low pass filter) of gebruikt men een tegenkoppeling die enkel werkt voor d emidden en hoge tonen.

De positieve curve is gelijklopend met de negatieve curve. Dit is ene teken dat de transfo goed werkt en dat er geen even harmonischen ontstaan die frekwentieafhankelijk zijn.

Conclusie

Het is aangeraden een aangepaste outputtransformator te gebruiken om een versterker te bouwen met een voldoende vermogen met een lage vervorming. Een ander alternatief is een SRPP schakeling die een dubbel zo hoog vermogen mogelijk maakt en een 100V sonorisatietransfo gebruikt. Deze schakeling werkt met aangepaste buizen zoals een EL86 of EL504. Maar als je duidelijk meer vermogen nodig hebt, dan is een push pull schakeling de enige mogelijkheid.

Ik heb ook testen gedaan met een tegenkoppeling, maar dat is niet de oplossing. De versterker loopt gewoon tegen zijn limieten aan en de tegenkoppeling maakt van een afgestompte sinus een geclipte sinus, dus van een weinig storende vervorming een erg storende vervorming.

In een goede versterker gebruikt men een beperkte tegenkoppeling, die enkel werkt voor de midden en hoge tonen. Deze tonen hebben een lagere amplitude zodat de limieten van de versterker niet bereikt worden. Als de versterker op hoog vermogen werkt loopt de versterker wel tegen zijn limieten voor de lage tonen, maar de tegenkoppeling grijpt hier niet in om de te zwakke signaal op te krikken (zodat het signaal onaangenaam wordt).

Publicités - Reklame

-