Buizenversterkers
Outputtransformator
Impedantie

De impedantie van de outputtransformator bepaald hoe goed het vermogen wordt overgebracht van de eindtrap naar de luidspreker.
-

-

De impedantie van de transfo moet aangepast worden aan die van de eindtrap. De impedantie van de eindtrap is geen vaste waarde, maar hangt af van de anodestroom. Men heeft bijvoorbeeld een voeding die 300V gelijkspanning levert (in plaats van de 350V die ideaal is voor de betreffende versterker). Om de versterker efficient te gebruiken kan men daarom de anodestroom verhogen (binnen de grenzen van de buis natuurlijk). De EL509 kan met een hogere anodestroom en lagere spanning werken. Ook buizen uit de KT-reeks kunnen met verschillende stroom/spanning-combinaties werken.

Door de nominale stroom van de eindtrap te wijzigen, wijzigt ook de uitgangsimpedantie van de eindtrap. Moet men daarom een andere transfo kopen?

Niet noodzakelijk: de transfo is eigenlijk maar een impedantieomvormer, en een verschil van 20% met de ideale impedantie heeft nauwelijks gevolgen. Luidsprekers hebben een impedantie die verloopt van 3Ω tot 12Ω naargelang de frekwentie. Veel audiotransformatoren hebben een secundair met meerdere aftakkingen. De transfo rechts heeft aftakkingen op 16Ω, 8Ω en 4Ω.

Gebruikt men een paar EL34 met hoge spanning en relatief lage stroom (hoge impedantie), dan zal men de luidsprekers aansluiten op de 4Ω uitgang. Gebruikt men een paar EL509 met een hoge stroom en relatief lage spanning, dan zal men de luidsprekeruitgang van 8 of zelfs 16Ω gebruiken. Het is dus niet noodzakelijk een transformator te kopen die perfect voorzien is voor een bepaalde buis, want bij een andere instelling van de eindtrappen is de perfecte match al niet meer mogelijk.

Een push pull eindtrap die in classe AB werkt heeft doorgaans een hogere impedantie dan eenzelfde versterker die in classe A werkt (minstens dubbel zo hoog). Bij een werking in classe AB is er slechts één eindtrap die het vermogen levert (de andere buis is afgeknepen). Bij een werking in classe A leveren beide eindbuizen hun vermogen, en de stroomstijging door één buis wordt gecompenseerd door de dalende stroom in de andere buis. Beide eindbuizen leveren permanent stroom, wat de uitgangsimpedantie verlaagt.

De impedantie van een versterker die in classe AB werkt heeft zelfs een impedantie die verandert met de muziek. Op laag volume leveren de eindtrappen een lage stroom die niet veel hoger ligt dan de ruststroom (dat is eigen aan de werking is classe AB), de impedantie is dus hoger. OP hoog vermogen leveren de eindtrappen een stroom die gemakkelijk 10× hoger kan zijn dan de ruststroom. Omdat de correcte impedantie belangrijk is voor de vermogensoverdracht, zal men ervoor zorgen dat de impedantie correct is op hoog volume.

Dit om aan te geven dat de impedantiewaarden die bij vermogensbuizen vermeld worden gerust met een portie bariumoxide genomen mogen worden en enkel van toepassing zijn als de buizen met precies dezelfde instellingen gebruikt worden.

Met een skoop kan men nazien welke aansluiting het meeste vermogen levert met de laagste vervorming. Men doet de test op verschillende frekwenties, en zeker ook op een lage frekwentie, bijvoorbeeld 100Hz, want het meeste vermogen moet overgebracht worden op deze lage frekwenties.

Om op een eenvoudige manier te achterhalen of er geen mismatch is, doen we testen met belastingsweerstanden van 4Ω, 5Ω, 6Ω,... en iedere keer meten we het vermogen vooraleer er vervormingen optreden.

  • Indien het maximaal vermogen bereikt is bij een weerstand van 5Ω op de transfo-uitgang 8Ω, dan kan men de transfo-uitgang van 16Ω gebruiken met een luidspreker van 8Ω of de versterker meer in classe AB laten werken.

  • Indien het maximaal vermogen bereikt wordt met een belastingsweerstand van 12Ω op de 8Ω uitgang, dan moet de 4Ω uitgang van de transfo gebruiken, of de ruststroom van de eindtrappen verhogen (indien mogelijk).
De eerste transformator rechts heeft uitgangen op 4, 8 en 16Ω en de tweede transfo op 8, 16 en 32Ω. Er is ook een uitgang op 100V voor sonorisatietoepassingen.

Hoe zie je of de belasting aangepast is?

De skoopbeelden die hier getoond worden gelden voor een perfect afgeregelde versterker, dus met de juiste anodestroom per vermogensbuis. Als bijvoorbeeld een cathodeweerstand (kooltype) in waarde is toegenomen, dan is de outputimpedantie van de versterker hoger dan wat het zou moeten zijn.


Belastingsweerstand 3Ω, Vermogen 4.6W

Bij een te zware belasting (impedantie te laag), heb je een typische vervorming die normaal weinig hoorbaar is. De intermodulatievervorming stijgt wel enorm en dat geeft een onduidelijke klant. Je hoort muziek, maar je hoort de individuele instrumenten niet goed meer. Kleine details zijn weg. Het is een soort overnamevervorming (crossover), maar die stijgt met het vermogen.

De vervorming is hoorbaar vanaf een gemiddeld vermogen en wordt meer en meer hoorbaar als het vermogen stijgt. Het nominaal vermogen wordt niet gehaald.


Belastingsweerstand 12Ω, Vermogen 12.2W

Bij een te lichte belasting (impedantie te hoog) heb je een clipping. De versteker wilt meer vermogen leveren, maar stoot tegen de maximale voedingspanning. Het is een zachte clipping die niet zo stotend is als de transistorclipping. De versterker is anders goed ingesteld, want je hebt eenzelfde clipping boven en onder.

De vervorming is zeer laag (zelfs lager dan met een correcte belasting), totdat de clippinggrens bereikt is, en dan stijgt de vervorming snel. Het beschikbaar vermogen is ook lager dan wat mogelijk zou zijn met een aangepaste impedantie.

De geschikte luidsprekerimpedantie van deze versterker die in classe A werkt bedraagt 8Ω (8kΩ aan primaire kant tussen anodes). De skoopbeelden zijn genomen met deze versterker in classe A. In classe AB heeft een versterker met dezelfde buizen een impedantie van 10kΩ.

We zien dat we een perfecte match hebben want het vermogen is met deze impedantie het hoogst is (13.7W), maar ook dat beide vervormingen simultaan optreden. De versterker is ontworpen voor een audio vermogen van 12W (d < 0.5%) tussen 20Hz en 20kHz

We hebben een top-amplitude van 15V, slimmerikken zullen zeggen dat de versterker een vermogen van 28W kan leveren, wat natuurlijk onjuist is. Het is het RMS vermogen dat van belang is, niet het piekvermogen.

Publicités - Reklame

-