Meer negatieve g1-spanning: grotere afstand van het electronenwolk en minder effekt Minder negatieve g1-spanning: kleinere afstand van het electronenwolk en meer effekt Bij een minder negatieve g1-spanning hebben we een hogere steilheid De steilheid van de bekende S-curve (-Ug2/Ia) De maximale anodestroom bij een bepaalde g2-spanning Mijn standaard-voeding voor een kleine versterker

Wisselwerking g1 en g2 spanning

Een van de parameters die een rol spelen is de schermroosterspanning (en de bijhorende stuurroosterspanning om tot dezelfde anodestroom te komen).

Als je met een hogere schermroosterspanning werkt, dan worden de electronen meer aangetrokken en moet je een meer negatieve stuurroosterspanning gebruiken. Het schermrooster heeft een sterk electrostatisch effekt en gedraagt zich als een anode wat de electronen betreft, maar door zijn plaatsing vangt het slechts een deel van de electronen.

Veronderstel dat je met een hoge schermroosterspanning werkt (gelijk aan de anodespanning, bijvoorbeeld 300V), dan moet je werken met een zeer negatieve stuurroosterspanning, bijvoorbeeld -20V om de maximale belasting van de buis niet te overschrijden. Het gevolg daarvan is dat de electronen meer door het stuurrooster afgestoten worden. De afstand van het rooster tot de electronenwolk wordt groter, waardoor de invloed van het rooster minder wordt (afbeelding 1 rechts). Je hebt een veel hogere sweep nodig (spanningszwaai) om eenzelde verandering in anodestroom te bekomen (de steilheid uitgedrukt in mA/V wordt minder).

Ga je nu met een lagere schermroosterspanning werken (bijvoorbeeld 150V door gebruik te maken van een transfo met middenaftakking), dan moet de stuurroosterspanning veel lager zijn, bijvoorbeeld -10V. De electronen zitten du dichter bij het stuurrooster, waardoor het rooster een veel sterkere invloed heeft.(afbeelding 2 rechts). De twee afbeeldingen tonen enkel de cathode (orange), het stuurrooster (zwart) en de electronenwolk in het blauw.

Daarbij komt nog dat met een lagere schermroosterspanning er minder electronen opgevangen worden door het schermrooster (dit is een zuiver verlies). Een lagere schermroosterspanning is dus ideaal! Maar heeft zo'n lagere spanning ook nadelen?

EL82 en EL86

De EL82 heeft een maximale anodedissipatie van 9W (zoals bijvoorbeeld ook de PCL805) en daarmee kan je en versterker bouwen die 4W kan leveren in single ended opstelling en 12W in een push pull versterker in classe A.

Is dat een beetje te weinig, dan kan je opteren voor de EL86, met een maximale anodedissipatie van 12W (zoals de meer bekende EL84), goed voor een versterker van 5W in SE en 18W in PP. Beide buizen hebben dezelfde gevoeligheid en kunnen aangestuurd worden met 7Vrms (SE) of 13Vrms (PP).

Hoewel de EL86 oorspronkelijk niet bedoeld was om gebruikt te worden als rastereindtrap, heeft men die buis toch gebruikt in enkele televisies, als de PCL805 niet voldeed (zwart-wit schermen van 56cm). De maximale anodespanning bedraagt 2kV (buis afgeknepen)

De eerste grafiek toont ons de anodestroom naargelang de stuurroosterspanning, met een schermroosterspanning van 250V. Bij een spanningsverandering van 2.5V (van -20 naar -17.5V) heeft men een stroomvermeerdering van 20mA. De meting is uitgevoerd bij 150V anodespanning, maar kan evengoed gepulseerd bij 300V gebeuren, waarbij de versterking nagenoeg identiek is.

De steilheid van de EL82 bedraagt 8mA/V. Niet mis, maar het kan beter. Wat we ook zien, is dat bij een lagere stuurroosterspanning van -5 à -7.5V men een veel grotere stroomversterking heeft (S = 16mA/V), maar dit is een verboden gebied voor audiotoepassingen (overschrijden van de maximale dissipatie). Dit gebied kan enkel betreden worden in pulsbedrijf (korte pulsen zodat de maximale dissipatie niet overschreden wordt).

Als we de schermroosterspanning verlagen, dan zakken de curves, maar met een schermroosterspanning van 150V en een stuurroosterspanning van -8V halen we toch een steilheid van 12mA/V.

Steilheid en -Ug1/Ia curve

Bij sommige buizen blijft de versterking even hoog tot aan 0V g1 spanning, bij andere buizen zakt de steilheid al voor het bereiken van deze spanning (de inflectiepunt of buigpunt ligt op bijvoorbeeld -2V zoals op de figuur). De steilheid vermindert omdat de maximale cathodestroom bereikt wordt, maar ook omdat het stuurrooster een deel van de electronen opvangt. De "sweet spot" is anders voor iedere buistype en het loont de moeite om te experimenteren.

De bedoeling van een lagere schermroosterspanning te gebruiken is niet enkel om een hogere versterking te bekomen, maar ook om de schermroosterstroom te beperken. De cathodestroom is doorgaans beperkt (bijvoorbeeld 100mA) en alles wat opgevangen wordt door het schermrooster kan niet meer dienen op de anode.

Maar zou deze lagere schermroosterspanning niet de maximale stroom beperken? Daarvoor belijken we een volgende grafiek. We zien dat bij een g2-spanning van 100V we een maximale anodestroom van 80mA kunnen bereiken bij een anodespanning van 150V, dit is voldoende voor een kleine versterker.

Kiezen we voor een g2-spanning van 150V, dan hebben we een maximale anodestroom van 140mA, ruim voldoende voor een zwaardere versterker (hier zitten we al aan de maximale dissipatie van de buis). Wat we ook zien is dat de g2-stroom lager is bij een lagere spanning (wat te verwachten is). Dit laatste effekt is nog meer aanwezig bij beam tetrodes, waar de wikkelingen van het schermrooster in het verlengde liggen van die van het stuurrooster.

De standaard voeding die ik in veel kleine push pull versterkers gebruik is dan ook de schakeling rechts (voeding voor een PP versterker met 2 X 10W (4 X EL82)). De 10nF condensatoren voeren mogelijke netstoringen af naar de massa en zijn eigenlijk een must voor alle buisversterkers.

De EL504/PL504 is een beam tetrode met de wikkelingen van het schermrooster die in het verlegde van die van het stuurrooster liggen. Het schermrooster ligt dan als het ware in de electronenschaduw van het stuurrooster. Daardoor gedraagt de buis zich als een bi-grille buis, je kan die zowel sturen via zijn stuurrooster als zijn schermrooster.