Buizenversterkers
Gestabiliseerde voeding schermroosterspanning
Voeding

Bepaalde buizen (straalbundel tetrodes) werken best met een verlaagde schermroosterspanning. Ze hebben dan een hogere gevoeligheid en een betere lineariteit. De instelling van de eindtrappen hangt zeer sterk af van de schermroosterspanning (veel meer dan van de anodespanning). Het is daarom zinvol de schermroosterspanning te stabiliseren.
-

-

Schermroosterspanning instellen
(zonder gestabiliseerde voeding)

In plaats van de schermroosterspanning te stabiliseren, kan men ook de spanning op het stuurrooster aanpassen naargelang de g2-spanning.

De instelling van de schermroosterspanning is zeer belangrijk voor bepaalde types straalbundel tetrodes zoals de EL500, EL504, EL508, EL509, EL519 (en corresponderende P-versies). Maar ook moderne buizen zoals de KT77, KT88, 6L6 en EL509S hebben baat bij een dergelijke stabilisatie. De KT88 kan werken met een anodespanning van 700V terwijl de schermroosterspanning op 250V gehouden moet worden.

De correcte waarde van de schermroosterspanning is zeer belangrijk, zeker als je een hoog vermogen wilt halen. Danzij de stabilisatie van de schermroosterspanning haald deze versterker een vermogen van 150W met slechts één paar PL519, de schakeling met PL519 staat halverwege op de pagina.

De schermroosterspanning bepaalt in grote mate het werkpunt van de eindtrap, in sommige versterkers worden de beam tetrodes zelfs gestuurd via hun schermrooster. Het is daarom geen slecht idee om deze spanning te stabiliseren.

Bij een buizenversterker moet er feitelijk maar één spanning gestabiliseerd worden, en dat is de schermroosterspanning van de eindtrappen, zeker als men het maximaal vermogen uit de buis wilt halen.

Compensatie van de voedingspanning

De dalende uitgangsspanning (spanning voor de schermroosters van de eindtrappen) bij hogere voedingsspanning is speciaal voorzien om een correcte stabilisatie van het werkpunt van de eindtrappen te voorzien. Bij dalende hoogspanning (omdat de voeding zwaarder belast wordt) stijgt de uitgangsspanning lichtjes om het werkpunt van de eindtrappen stabiel te houden. Dit zorgt er ook voor dat de dissipatie in de eindtrappen niet overschreden wordt als de voedingsspanning hoger wordt (de netspanning kan gemakkelijk 10% veranderen).

De gestabiliseerde voeding met compensatie is in staat een versterker te redden die een te zwakke hoogspanningstransfo heeft (50VA voor 4 EL508). Op hoog vermogen zakt de spanning, en de schakeling kan dit opvangen zodat de eindtrappen een hogere stroom leveren bij een verlaagde spanning.

De spanningscompensatie zorgt voor stevige en strakke bassen want het vermogen blijft gehandhaafd, zelfs al zakt de voedingspanning in elkaar.

Gebruikt men een gestabiliseerde (en compenserende) schermroosterspanning, dan kan men een wat lagere schermroosterspanning gebruiken, omdat men niet meer beperkt is door het vermogen dat de eindbuis kan leveren bij een lagere spanning. Normaal stelt men een spanning in zodat de eindtrap zijn nominaal vermogen kan leveren met een verlaagde voedingsspanning (en dus verlaagde schermroosterspanning). Hier stijgt de schermroosterspanning lichtjes als de voedingsspanning zakt, zodat het nominaal vermogen altijd gehaald wordt. Door een wat lagere schermroosterspanning te gebruiken stijgt het rendement van de eindtrap (minder stroomverlies via het schermrooster), maar de buis wordt ook meer gevoelig (minder negatieve stuurroosterspanning).

De compensatie moet niet overdreven worden om laagfrekwente oscillaties van de hoogspanning te vermijden. Er is hier immers een positieve tegenkoppeling: als de hoogspanning zakt omdat er extra vermogen gevraagd wordt, dan stijgt de schermroosterspanning van de eindtrappen, waardoor de anodestroom nog meer stijgt.

De volledige hoogspanning stabiliseren?

Ik heb zo'n goed resultaat bekomen dat de vraag automatisch rijst: waarom niet de volledige hoogspanning stabiliseren? In de praktijk is dit geen goede oplossing
  • Je verliest nogal wat vermogen.
    De hoogspanning moet hoger zijn, zodat er voldoende spanning overblijft om in de slechts mogelijke omstandigheden toch een stabilisatie te hebben. In het geval van een ontoereikende transformator zal dit het probleem niet oplossen, in tegendeel. Om een effectieve anodespanning van 300V te bewaren moet de hoogspanning 400V bedragen. Condensatoren voor 400V en meer zijn veel duurder dan elko's voor 350V.

  • Invloed van de anodespanning
    De anodespanning heeft minder invloed in een pentode of een tetrode want het schermrooster vormt een electrostatisch scherm tussen cathode en anode. De anodestroom stijgt natuurlijk met de anodespanning, maar veel minder dan indien de buis een ohmse weerstand zou zijn (de pentode en tetrode werken eigenlijk als een gestuurde stroombron). Op de anode zit er doorgaans een wisselspanning van meer dan 300V gesuperponeerd op de hoogspanning (als de versterker een signaal levert). De kleine verandering van de ongestabiliseerde hoogspanning zal weinig invloed hebben op de werking van de versterker.
De stabilisatie van de schermroosterspanning is echter nuttig, want de spanning is lager dan de anodespanning. De spanningsval is hier onvermijdelijk en men heeft een voldoende marge om een stabilisatie mogelijk te maken. De schermroosterstroom is doorgaans laag (Ig2 = 1.7mA voor Ia = 27mA bij een vermogen van 25% en Ig2 = 10mA voor Ia = 60mA op maximum vermogen). Men kan gemakkelijk de daling van de hoogspanning compenseren door de schermroosterspanning te verhogen zoals ik zelf doe.

Alternatieve oplossing

Er is een alternatieve oplossing indien je geen gestabiliseerde voeding wenst te gebruiken: een dikke voedingselko zal spanningsdips opvangen.

Als de voedingsspanning zakt als de versterker op vol vermogen werkt, dan zal de schermroosterspanning niet zo snel zakken. Je kan vermogenspieken tot 100ms krijgen met een elko van 470µF. Het is niet meer mogelijk het maximaal continu sinusvermogen te meten, want dan heeft de elko wel de tijd om te ontladen.

In het voorbeeld rechts dient de elko van 1000µF voor de schermroosterspanning. De maximale spanning is de helft van de hoogspanning (bijvoorbeeld 250V), zodat de condensator niet te groot uitvalt. De diode is noodzakelijk.

De elko voor de anodespanning heeft een lagere waarde, maar dat is niet zo'n groot bezwaar, want de anodespanning heeft slechts een beperkte invloed op het vermogen bij beam tetrodes (maar je kiens natuurlijk best de hoogste waarde mogelijk).

Publicités - Reklame

-