Buizenversterkers
DifferentiŽlme correctie, een vorm van tegenkoppeling
 

De differentiŽle correctie is een vorm van tegenkoppeling waarbij het verschilsignaal extra versterkt wordt.
-

-

Op bepaalde fora in Frankrijk dwepen ze met "la correction diffťrentielle". Maar laten we eerst vertellen wat het probleem is.

Natuurlijke versterker

We hebben eerst een gewone versterker zonder tegenkoppeling (in het vervolg noem ik dit een "natuurlijke versterker"). De spanningsversterking is zodanig dat we bijvoorbeeld met een ingangsignaal van 1V een uitgangssignaal van 10V hebben (versterking van 10X). Door de niet-lineaire overdrachtscaracteristiek is het uitgangssignaal wat vervormd.

Er zitten weinig actieve onderdelen in de signaalweg en een goede versterker klinkt zeer musicaal. Dit is de reden waarom puristen liever kiezen voor een versterker zonder tegenkoppeling. Een beperkte mate van vervorming vinden ze aanvaardbaar, als daardoor het uitgangssignaal beter is. Dit is ook de reden waarom buizenversterkers nog altijd verkocht worden: ze klinken goed, zelfs zonder tegenkoppeling (dit moet je niet proberen met een transistorversterker.


Versterker met tegenkoppeling

Bij de versterker met tegenkoppeling wordt een deel van het uitgangsignaal terug naar de ingang gevoerd en vergeleken met het ingangssignaal. De versterker versterkt het verschil tussen het ingangssignaal en een deel van het uitgangssignaal. Daardoor is de gevoeligheid van de versterker lager geworden en men moet een extra trap gebruiken om aan de nodige versterking te komen.

Door de tegenkoppeling gaan fijne nuances van de muziek verloren, het is alsof je met een bolide door de zone-30 zou rijden: je moet constant je voet op de rempedaal houden om niet te snel te rijden. De tegenkoppeling is hier de rempedaal. Een extra trap zorg voor zijn eigen problemen: een minder nauwkeurige weergave, extra fasefouten door de koppelcondensatoren, meer risico op onstabiliteit,...

Versterker met differentiŽle correctie

De derde schakeling lost dit probleem op elegante manier op. We hebben opnieuw een enkelvoudige versterker met een normale versterking van 10X. Het voordeel is dat de versterker zonder zijn tegenkoppeling kan werken: men kan op eenvoudige manier de mate van tegenkoppeling bepalen door een instelpotentiometer te plaatsen op de negatieve ingang van de A-versterker (op punt X). Bij een versterker met normale tegenkoppeling stijgt de amplitude van het uitgangsignaal als men de tegenkoppeling vermindert.

De complete versterker heeft ťťn belangrijke en noodzakelijke instelpunt, namelijk de hoeveelheid uitgangssignaal die men aan de verschilversterker moet geven. De verhouding van de twee weerstanden wordt bepaald door de versterking van de A-versterker. Het is best daarvoor een trimmer te gebruiken. De trimmer wordt ingesteld met de versterker in werking (op laag vermogen), in te stellen om een zo laag mogelijke signaalamplitude te hebben op de uitgang van de B-versterker.

Het is belangrijk te begrijpen dat op de negatieve ingang van de A-versterker (X punt) er geen signaal aanwezig is als de versterker perfect zou werken. De A-versterker heeft een normale versterking en dus een hoge gevoeligheid, alsof de versterker geen tegenkoppeling zou hebben.

En uiteindelijk hebben we twee praktische realisaties, allebei met een balansversterker met twee EL84 en een dubbele triode ECC83 als voortrap. De anodeweerstanden van de ECC83 zijn verschillend om het verschil in versterking tussen beide triodes te compenseren, maar dit is een normale werkwijze met een long tail voorversterkertrap. De volledige A-versterker is identiek gebleven aan een natuurlijke versterker.

Voor de B-versterker moet men extra zorg besteden aan de fasefouten van de A-versterker. De bandbreedte van de negatieve ingang van de B-versterker moet overeenkomen met die van de versterker, vandaar de correctieschakeling aan de ingang bij de eerst praktische schakeling.

De voordelen van deze schakeling:

  • Zelfde signaalweg voor de A-versterker, de versterker werkt als een normale, niet tegengekoppelde versterker. Door de korte signaalweg is de audiokwaliteit optimaal. Er is geen vermindering van de spanningsversterking.

  • De hoeveelheid correctie kan aangepast worden zonder dat de amplitude van het uigangssignaal wijzigt. Het correctiesignaal bevat enkel de fout (die zowel positief als negatief kan werken). Men kan zelfs de correctie volledig uitschakelen, en dan heeft men een normale versterker zonder tegenkoppeling.

  • De hoeveelheid correctie kan dynamisch aangepast worden en verminderd worden bij signalen met hoge amplitude, zodat de versterker minder gemakkelijk overstuurd wordt. Het correctiesignaal moet gewoon begrensd worden, met bijvoorbeeld twee diodes. Dit kan niet gedaan worden met een klassieke tegenkoppeling.

De schakeling heeft ook een aantal nadelen:

  • De trimmer die een deel van het uitgangssignaal aftapt moet nauwkeurig ingesteld worden naargelang de versterking van de A-versterker. De instelling verloopt als de buizen verslijten en hun versterking minder wordt. De A-versterker die geen tegenkoppeling op zich heeft, heeft een versterking die kan afwijken als men de buizen vervangt.

  • De versterker kan (nog) minder stabiel zijn dan een versterker met gewone tegenkoppeling. De bandbreedte van beide takken die aan het verschilversterker toekomen moet identiek zijn, vandaar het correctienetwerk aan de roosteringang van de correctie-triode. Om motorboten te vermijden moeten de koppelcondensatoren hoge waarden hebben (bij een gewone versterker mogen de waarden van de koppelcondensatoren niet te hoog zijn).

In de praktijk is een differentiŽle correctie enkel mogelijk bij een relatief kleine A-versterker (twee trappen in totaal), dus een single ended versterker of een balansversterker met een enkele long tail voortrap. Ik heb echter geen single ended versterker gevonden met differentiŽme correctie, dit lijkt schakeltechnisch zeer moeilijk te realiseren.

Omdat de trimmer opnieuw ingesteld moet worden als de buizen verslijten of als men ze vervagt wordt deze schakeling niet gebruikt in commerciŽle toestellen.

Publicitťs - Reklame

-