Schermroosterspanning

Bij bepaalde buizen kan men de anodespanning gebruiken als schermroosterspanning (bijvoorbeeld 300V voor een paar EL34, maar bij deze anodespanning kan de buis zijn maximaal vermogen niet leveren).

Stopweerstanden

De schermroosterstroom van bepaalde buizen, en met name beam tetrodes kan sterk variëren naargelang de uitsturing. Deze variabele stroom veroorzaakt een variabele schermroosterspanning, waardoor men een soort van locale tegenkoppeling heeft die de spanningsversterking van de eindtrap beperkt (waardoor de parasitaire oscillaties automatisch vermeden worden). Om een zo hoog mogelijke spanningsversterking te hebben is het aangeraden een zo laag mogelijke weerstandswaarde te kiezen.

Schermroosterspanning door weerstand

Het skoopbeeld rechts werd verkregen door de eerste schakeling (met en condensator van 10nF om het effekt beter zichtbaar te maken). De versterker moet hier een burstvermogen van 20W leveren, maar kan dit vermogen geen 100ms aanhouden. De schermroosterspanning zakt, en dus ook het maximaal vermogen.

In rust trekt het schermrooster bijvoorbeeld 1mA, wat een spanningsval van 20V veroorzaakt. De schermroosterspanning bedraagt dan 280V: goed voor bepaalde buizen, te hoog voor andere buizen. Op vol vermogen stijgt de anodestroom, maar ook de schermroosterstroom (10mA). We hebben nu een (theoretische) spanningsval van 200V, wat de schermroosterspanning naar 100V brengt. Dit is veel te laag op het ogenblik dat de versterker zijn maximaal vermogen moet leveren.

Op alle pagina's die in november 2022 aangemaakt zijn geweest staat er een link naar de Internationale Shooting Days. De site bevat praktische informatie voor de deelnemers (adressen, dagplanning, spullen die je moet meenemen, enz).

Transformator met middenaftakking

Hier een geschikte hoogspanningstransformator voor een kleine monobloc met bijvoorbeeld een paar PCL805 of PL508 (anodespanning 310V, schermroosterspanning 155V). De anodestroom in rust bedraagt 8mA/buis (belasting van ongeveer 5W). De versterker kan een vermogen van 10W leveren, ideaal voor een slaapkamer.

Waar is de tijd van het Cebec keurmerk en de netspanning van 220V...

Indien de spanning op de middenaftakking een beetje te laag is, dan kan die opgekrikt worden met een spanningsverdubbelaar die op de gloeispanningstransfo (12V) aangesloten wordt. Je krijgt daardoor 30V meer. De drie elko's moeten voorzien zijn voor de gewenste schermroosterspanning plus een marge: kies dus driemaal 150µF/200V.

Spelen met de schermroosterspanning

Veronderstel: we hebben een versterker met een impedantie-mismatch, de belasting is te laag (weerstand van de luidspreker te hoog). Op maximaal vermogen loopt de sweep tegen de voedingsspanning (clipping) en dit is een storende vervorming op hoog vermogen. In sommige gevallen kan men dit compenseren door een andere transfo-wikkeling te gebruiken aan secundaire zijde (16Ω uitgang gebruiken in plaats van de 8Ω uitgang zodat de versterker meer belast wordt, of de 8Ω uitgang in plaats van de4Ω uitgang). Dit is de beste oplossing maar is niet altijd mogelijk.

Door de schermroosterspanning wat te verlagen wordt de dynamische weerstand van de versterker verhoogd. De versterker heeft meer "moeite" om een volledige uitsturing te bereiken. De harde en akelige clipping wordt vervangen door een zachte beperking van het signaal, een soort compressie. Dit is veel minder storend dan een clipping.

Aan de andere kant, als de versterker moeite heeft om een maximale sweep te bereiken (bijvoorbeeld voedingsspanning van 300V en de sweep gaat niet verder dan 100Vrms op een anode) dan kan men de schermroosterspanning verhogen.

Gestabiliseerde schermroosterspanning

Een enkelvoudige gestabiliseerde voeding kan ontworpen worden met zenerdiodes, maar uit de berekening zal je zien dat het enkel te doen is bij een monobloc (twee eindtrappen) want de schermroosterstroom kan in grote mate veranderen naargelang de belasting.

Een voorbeeld met een stereo push pull versterker met EL508, anodespanning 350V, schermroosterspanning 180V, kathode ruststroom 3mA. De schermoorsterstroom per buis gaat van 0.1mA in rust tot 8.7mA op vol vermogen (gemiddelde cathodestroom over 1Ω 65mA). De stroom door de bleederweerstand moet dus 10mA per buis bedragen. De bleederweerstand heeft een waarde van 4.3kΩ 10W. De zenerdiodes moeten ook 10W kunnen dissiperen in het geval van een push pull versterker met 4 EL508.

Een ander voorbeeld (schakeling rechts) is een monobloc met EL504 die met een lagere schermroosterspanning werkt (130V). Men kan hier dus vertrekken van de lagere halve voedingsspanning. De stroom door de bleederweerstand bedraagt in totaal 30mA en de dissipatie is lager. De schermroosterstroom bedraagt maximaal 12mA op maximum vermogen. De zener van 130V moet door drie 1N5367B in serie (voorkeur) of door drie 1N5381B in parallel (minder aangeraden) vervangen worden, de originele diode is niet meer leverbaar.

In geval van een versterker met EL508 is het dus beter van een gestabiliseerde voeding te gebruiken, waarbij de stroom door de zener beperkt wordt en de regelaar enkel de nodige stroom moet leveren. De maximale stroom is dan enkel nodig als de versterker op maximum vermogen werkt. Een voorbeeld van een gestabiliseerde voeding met PCL805 staat hier.

Een eenvoudigere oplossing is de schermroosterspanning niet te stabiliseren, maar de negatieve polarisatie van de stuurroosters automatisch bijstellen naargelang de schermroosterspanning.