Audio buizenversterkers: bijzondere effekten van de globale tegenkoppeling

Bijzondere effekten van de tegenkoppeling

Globale tegenkoppeling

[Sitemap buizenversterkers]

Servers » TechTalk » Historisch perspectief » Audio » Buizenversterkers » Tips en trucs » Tegenkoppeling » Globale tegenkoppeling

Bij een te sterke tegenkoppeling, of bij een versterker die oorspronkelijk niet voorzien voor een tegenkoppeling kan de versterker slechter werken dan zonder tegenkoppeling.

Dit artikel is een vervolg op de algemene tegenkoppeling, waar enkele problemen al besproken werden, namelijk de faseverschuiving die gecompenseerd moet worden om de versterker stabiel te laten werken.

Crossover

De tegenkoppeling kan zeer moeilijk de crossover vervorming onderdrukken (als de versterker in classe B in plaats van classe A werkt). Waarom? Om een werkende tegenkoppeling te hebben moet de versterker een vermogensreserve hebben. Tijdens de crossover versterkt de versterker bijna niet: de ene fase is al uit geleiding en de andere fase is nog niet in geleiding. Dit is het nagenoeg horizontale deel van de curve op de skoop.

Een op-amp heeft een voldoende versterking om het signaal dat naar de eindtransistoren gestuurd wordt ogenblikkelijk te corrigeren (de uitgangsspanning van de op-amp springt direct van +0.6V naar -0.6V), maar een lampenversterker heeft een lagere versterking en een meer beperkte bandbreedte.

De instelling van de eindtrappen moet dus zorgvuldig gebeuren want de correctie door de tegenkoppeling is maar beperkt. Een locale tegenkoppeling kan hier helpen door de eindtrappen apart te corrigeren zonder de volledige versterker in de correctie te betrekken. De locale tegenkoppeling kan ook sneller ingrijpen als het nodig is.

Invloed van de frekwentie

Een versterker zonder tegenkoppeling heeft een bandbreedte met een kromme curve. De tegenkoppeling zal de curve rechttrekken, maar dat heeft als gevolg dat de tegenkoppeling minder reserve heeft voor de uiteinden van de vermogensbandbreedte. Je kan een mooie sinus hebben op 400 of 1000Hz, maar de vervormingen zullen minder goed gecorrigeerd worden op hogere en lagere frekwenties.

De lagere tegenkoppeling op de hogere frekwenties, en dus de verhoogde vervorming is wel degelijk aanwezig, maar is in de praktijk niet hoorbaar want de harmonischen liggen buiten het gehoorbereik.

Er zijn twee effekten die kunnen optreden bij een versterker met een sterke tegenkoppeling:

Vermindering van de vermogensreserve

Een lampenversterker heeft doorgaans een grote vervogensreserve. Een lampenversterker is bijvoorbeeld ontwikkeld voor 30W per kanaal met een vervorming van minder dan 0.1%. De versterker kan echter een hoger vermogen leveren, maar met een geleidelijk stijgende vervorming.

Bij een versterker met een te sterke tegenkoppeling wordt als het beschikbaar vermogen gebruikt om de vervorming zeer laag te houden. Als de vermogensreserve opgebruikt is stijgt de vervorming zeer sterk.

Capacitor blocking

Als de versterker te sterk uitgestuurd wordt, dan verschuift het werkpunt van de eindtrappen en soms ook van de stuurtrappen. Door de veranderlijke instelling heeft men een "zuchtende" versterker. Maar in het ergste geval laat de versterker kortstondig geen signaal meer door als de versterker uit zijn oversturing gaat.

In het groen hebben we een sinussignaal en in het blauw het vervormd signaal van een natuurlijke versterker (zonder tegenkoppeling) die het gevraagd vermogen niet kan leveren. De sinus is boven en onder afgeplat (bij een single ended versterker meestal enkel aan één kant). Het signaal is vervormd, maar de vervormingen zijn weinig aanwezig en nauwelijks hoorbaar. De harmonischen zitten op het dubbele en driedubbele van de grondtoon. Het zijn de laagste frekwenties die dergelijke vervormingen veroorzaken en de harmonischen zitten nog in de lage frekwenties.

In het geval van een versterker met tegenkoppeling zal de tegenkoppeling de versterker forceren om de sinus te volgen, gebruik makend van de extra versterking. Maar van zodra dat de versterker niet meer kan volgen is er een plotse clipping (rode curve). De vervorming bevat harmonischen op alle hoorbare frekwenties en is zeer storend.

Het signaal van een transistorversterker volgt altijd de rode curve bij oversturing: deze versterkers hebben altijd een sterke tegenkoppeling.

Het is aangeraden de tegenkoppeling te beperken tot 5X (14dB). Naast de reeds aangehaalde problemen kan een te sterke tegenkoppeling de versterker onstabiel maken.

Publicités - Reklame