Buizenversterkers
Index tegenkoppeling
 

De tegenkoppeling (of negatieve feedback) wordt gebruikt om de vervorming van een versterker te beperken. De tegenkoppeling kan globaal toegepast worden (over de volledige versterker) of lokaal (enkel over de trappen die de meeste vervormingen veroorzaken).
-

-

De bedoeling van de tegenkoppeling is de vervorming te beperken door een deel van het signaal in tegenfase naar de ingang terug te sturen. De voortrap vergelijkt het ingangssignal met uit uitganssignaal (met vervorming).

Je kan een slecht klinkende versterker niet redden met een tegenkoppeling
(de tegenkoppeling zou enkel 'the finishing touch' mogen zijn)
De tegenkoppeling probeert de mankementen van de versterker te verminderen
door de versterker sterker uit te sturen
waardoor die sneller overstuurd wordt en akelig klinkt.

Een slechte versterker met tegenkoppeling klinkt slechter
dan een slechte versterker zonder tegenkoppeling

Meer informatie over de decibel (dB)
De tegenkoppeling wordt meestal uitgedrukt in dB (decibel) en geeft aan hoeveel tegenkoppeling toegepast wordt. Om de mate van tegenkoppeling te berekenen bepaalt men de verzwakking van het signaal bij toepassing van de tegenkoppeling:
  • Bij een tegenkoppeling van 10dB wordt een signaal verzwakt. Heb je een output van 3V effektief zonder tegenkoppeling, dan wordt het signaal 1V met tegenkoppeling
  • Bij een tegenkoppeling van 20dB wordt een signaal 10× verzwakt. Een outputsignaal van 10V heeft een amplitude van 1V met ingeschakelde tegenkoppeling.

Versterkers gebruiken tegenkoppeling om de vervorming te verminderen. Bij transistorversterkers is zo'n ingreep noodzakelijk, wegens de niet-lineaire eigenschappen van transistoren (een transistor moet stroomgestuurd worden om de vervormingen binnen de perken te houden).

Bij een buizenversterker stijgt de vervorming geleidelijk met het vermogen en is een tegenkoppeling minder noodzakelijk (of men past een zeer beperkte tegenkoppeling toe). Daardoor klinkt het geluid van een buizenversterker meer "open" dan die van een transistorversterker.

Omdat de tegenkoppeling de versterking verlaagt is er vaak een extra trap nodig. Dit kan bijvoorbeeld een extra voortrap zijn of een drivertrap tusen fase-omkeertrap en eindtrappen.

De bedoeling van de tegenkoppeling is de (goede) eigenschappen van een buizenversterker nog te verbeteren. Het heeft absoluut geen zin een tegenkoppeling te gebruiken om een slecht klinkende versterker proberen te redden.

Men probeert de globale tegenkoppeling te beperken tot ongeveer 15dB (5.6×). Een veel sterkere tegenkoppeling kan de versterker onstabiel maken. Heeft men toch een te hoge vervorming, dan kan men een locale tegenkoppeling bijplaatsen. beide systemen kunnen goed samenwerken.

Globale tegenkoppeling
De globale tegenkoppeling loopt van het secundair van de outputtransformator tot de ingangstrap. Alle trappen van de versterker worden daardoor gelineariseerd. Door de fasedraaing van de transformator en de koppelcondensatoren kan de versterker instabiel worden. Er moeten meestal bijkomende maatregelen genomen worden om de tegenkoppeling te optimaliseren, maar bij ene kleine versterker zijn de maatregelen beperkt.

Gevolgen van de globale tegenkoppeling
Naast het feit dat de globale tegenkoppeling de versterker onstabiel kan maken, kan een globale tegenkoppeling, zeker als die een hoge waarde heeft, verstrekkende gevolgen hebben.

Locale tegenkoppeling
De lokale tegenkoppeling wordt toegepast bij eindtrappen die de meeste vervorming veroorzaken. De lokale tegenkoppeling heeft weinig nadelen, maar als er een hoge mate van tegenkoppeling toegepast wordt, dan moet de voortrap een sterker signaal leveren, en is de bron van de meeste vervormingen nu de voortrap.

Enkele voorbeelden van tegenkoppeling
Locale en globale tegenkoppeling, wat je kan doen en wat je best niet doet.

De invloed op de bandbreedte
We leggen eerst uit hoe we de bandbreedte van een versterker kunnen meten, met een frekwentiegenerator en een multimeter. Een skoop kan ook gebruikt worden, vooral om problemen (oscillatieneigingen) op te sporen. De tegenkoppeling vermindert de algemene versterking, maar vergroot de bandbreedte.

Bijplaatsen van een tegenkoppeling bij een oude radio
De middengolf ontvanger gebruiken we niet meer, maar we willen het toestel gebruiken met een ingebouwde bluetooth ontvanger. Om de geluidskwaliteit wat op te krikken plaatsen we een tegenkoppeling. Op de pagina staat er veel uitleg hoe de audiotrap van een oude radio werkt en hoe men de audiokwaliteit kan verbeteren.

DifferentiŽle correctie in plaats van tegenkoppeling
Men kan de tegenkoppeling vervangen door een differentiŽle correctie. De versterker is een gewone versterker zonder tegenkoppeling die het foutsignaal (zonder audiosignaal) op zijn inverterende ingang krijgt. Deze schakeling heeft tal van voordelen maar is moeilijker af te regelen.
Het signaal rechts is het ingangssignal (blokspanning, onderaan het beeld) en het signaal dat afgernomen wordt op de cathodeweerstand (1Ω) van de eindtrap. Wat we eerst merken is dat de eindtrap in classe AB werkt (geen geleiding tijdens de negatieve delen van het signaal).

Maar wat we vooral opmerken is de stroom die lineair stijgt gedurende de positieve spanning op de ingang. Om een constante spanning op de uitgang te hebben moeten we een stijgende stroom aan primaire kant hebben want de transfo laat enkel stroomveranderingen door. De transfo werkt als het ware als een differentiator.

Het is de tegenkoppeling die ervoor zorgt dat de primaire stroom stijgt. Zonder tegenkoppeling zouden we een constante stroom aan primaire zijde hebben (want we hebben een constante spanning aan de ingang), en dus een dalende spanning aan secundaire zijde.

Het is dus onwaar om te zeggen dat de tegenkoppeling alle musicaliteit uit een versterker haalt. Wat de tegenkoppeling doet is de eigenschappen van de versterker verbeteren (beperkte tegenkoppeling van 10-15dB). Een tegenkoppeling kan echter een slechte versterker niet redden, ontwerpers gebruikten vroeger een sterke tegenkoppeling om de mankementen van een versterker te verdoezelen.


Een slecht ingestelde tegenkoppeling, de C** condensator heeft en te hoge waarde, waardoor de tegenkoppeling ingrijpt vanaf een frekwentie van ongeveer 250Hz. Er werd een condensator gebruikt van 1nF in plaats van 15pF.

Publicitťs - Reklame

-