Buizenversterkers
Bijzondere effekten van de tegenkoppeling
Globale tegenkoppeling

Op een vorige pagina hebben we de gevolgen besproken van een te sterke tegenkoppeling, namelijk de vermindering van de vermogensreserve. Maar het effekt kan nog sterker zijn en de versterker eigenlijk onbruikbaar maken.
-

-

Op een vorige pagina hebben we de vermindering van de vermogensreserve besproken bij een versterker met een te sterke tegenkoppeling.

Maar bij een zware versterker met extra drivertrap kunnen er andere fenomenen optreden, die nog meer storend zijn. Op de drivertrap zitten er relatief sterke signalen, zodat de effekten die op de eindtrap optreden, ook aanwezig zijn op de voortrap. De eindbuizen hebben doorgaans een "remote cutoff" caracteristiek, waarbij het vermogen progressief daalt bij een meer negatieve roostervoorspanning (de versterker "zucht"). De drivertrap heeft echter een "sharp cutoff", een scherpe knik in de caracteristiek.

Door de hoge stuurspanning loopt er een lichte roosterstroom bij de positieve spanningspieken, waardoor de buis sterker negatief gepolariseerd wordt. De buis gaat in classe B en zelfs in classe C werken als er een zeer sterk vermogen gevraagd wordt. Als het gevraagde vermogen daalt, dan hersteld de eindtrap zich redelijk snel. De drivertrap is echter zodanig sterk negatief gepolariseerd, dat die geen signaal meer doorlaat: dit noemt men capacitor blocking. Dit effekt wordt nog meer versterkt door de relatief hoge weerstandswaarde van de roosterweerstand. Het effekt wordt ook versterkt als men koppelcondensatoren van te hoge waarde gebruikt: het duurt langer vooraleer de normale polarisatie weer bereikt wordt.

Op de selectiepagina van de triodes kan je nagaan welke triodes een hoge blocking margin hebben. Door locale tegenkoppeling toe te passen kan je ook de blokkeringsmarge van de versterker vergroten.

Dit is een blokschema van een eenvoudige versterker met een drivertrap onder de vorm van een long tail schakeling. Door de hoge wisselspanning op het stuurrooster van de eindtrappen raken de eindtrappen meer en meer negatief gepolariseerd. Een dergelijke versterker is niet geschikt om te werken in classe AB2, met een mogelijke stuurroosterstroom als de amplitude van het signaal zeer sterk is.

Maar hoe kan je ervoor zorgen dat de versterker wèl in classe AB2 kan werken?

Door een extra drivertriode te plaatsen in gemeenschappelijke anodeschakeling (cathodevolger). De triode levert voldoende stroom om het stuurrooster van de pentode positief te maken.

Dat er nog steeds een koppelcondensator zit tussen de long tail en de drivertrap speelt geen rol: de triode levert voldoende stroom zonder zelf in classe A2 te moeten gaan. Het rooster van de triode blijft altijd negatief ten opzichte van de cathode en trekt dus geen stroom. Men kan hiervoor een ECC82 gebruiken, de buis kan meer dan 10mA leveren.

De instelling van de ruststroom gebeurt nu door de trimmer aan het rooster van de driverbuis. De driverbuis moet ook een voldoende negatieve spanning hebben om de eindtrap correct uit te sturen.

De meting van de blocking marge gebeurt volgens een standaard protocol: de versterker wordt uitgestuurd tot zijn nominaal vermogen en dan wordt 3dB bijgevoegd. Er is nu een vervorming van het outputsignaal, maar dit is normaal. De sturing wisselt tussen dit signaal en een signaal dat 20dB lager is.

De drie beelden zijn skoopbeelden (omhullende): het is niet de vervorming van het signaal dat belangrijk is, maar de totale amplitude van het signaal.

A
Dit is een ideaal beeld: de versterker heeft absoluut geen last van de oversturing en kan perfekt het signaal met een lagere amplitude leveren. Bij versterkers met een sturing in classe AB2 blijft het werkpunt van de eindtrappen stabiel. Maar om aan zo'n beeld te komen mag de tegenkoppeling niet te sterk zijn, zodat de tegenkoppeling de amplitude van het stuursignaal niet te sterk maakt.

B
Dit is een schoolvoorbeeld van een blocking bij een te hoge tegenkoppeling: bij een te hoge sturing probeert de tegenkoppeling de amplitude van het signaal constant te houden, maar daardoor verschuift het werkpunt van de eindtrappen van classe AB naar classe C. Het signaal is sterk vervormd (meer vervormd dan zonder tegenkoppeling). Als de amplitude van het signaal met 20dB daalt, dan laat de versterker niets door: de amplitude van het signaal is te laag om de eindtrappen in geleiding te brengen. Na een korte tijd gaat de versterker terug naar zijn normale classe en wordt het audio signaal weer doorgelaten.

Dit is zeer storend effekt met een haperend geluid. In veel gevallen zal er geen volledige onderdrukking van het audio signaal zijn, maar zelfs een vermindering van de amplitude (door een werking in classe B in plaats van AB) is duidelijk hoorbaar door de vervorming.

Meestal is dit een combinatie van een te hoge stuurrooster weerstand (werkpunt verschuift te gemakkelijk) en een te hoge tegenkoppeling (overmatige signaalcorrectie).

C
Dit is een typisch voorbeeld van een overmatige auto bias: de versterking wordt verminderd door een verschuiving van het werkpunt van de eindtrappen. Hier ook gaan de eindtrappen van een classe A naar een classe B. De omhullende op hoog niveau is typisch voor een versterker met een overdreven auto bias werking. Als de amplitude van het ingangssignaal met 20dB daalt, dan blijft de versterker kortstondig in classe B werken met een verminderde amplitude.

De auto bias is een gewenste functie van bepaalde versterkers want het beperkt de dissipatie van de eindtrappen als de versterker op hoog vermogen werkt, maar de werking kan soms overdreven zijn. Een te zwakke voeding kan ook zo'n fenomeen veroorzaken: als de hoogspanning zakt, dan levert de versterker een lager vermogen, en het duurt een tijdje vooralleer de spanning zijn nominale waarde terug bereikt. Als daarbij de tegenkoppeling het niveau probeert te handhaven, dan heb je niet een verminderde amplitude, maar een volledige blokkering.

Publicités - Reklame

-