Buizenversterkers
Berekening van een bi-ampli versterker
 

Ik heb een bi-ampli versterker gebouwd met een aparte laag en midden/hoog versterker. Met een dergelijke versterker wordt de intermodulatievervorming sterk beperkt en haal je een veel hoger vermogen dan met een enkelvoudige versterker met een dubbel zo hoog vermogen.
-

-

De complete versterker is redelijk eenvoudig: het is een dubbele versterker (in feite een viervoudige versterker, want we werken in stereo). Er is niet een subwooferkanaal, maar de twee woofers worden apart gestuurd omdat de kantelfrekwentie te hoog is.

Er zijn meer voordelen gekoppeld aan het gebruik van een aparte versterker voor lage en hoge tonen ("bi-ampli"):

  • De kantelfrekwentie van de luidsprekers kan beter bepaald worden want met kan componenten met een hogere tolerantie gebruiken (5%).
  • Er zijn geen verliezen in de filters, dit is belangrijk voor buizenversterkers waarvan het vermogen altijd wat lager is.
  • De luidsprekerfilter kan ongewenste storingen veroorzaken, door de wisselwerking van de spreekspoel en de condensatoren in de filter.
  • De intermodulatievervorming kan heel sterk beperkt worden en het vermogen van de versterker kan lager gekozen worden.
Het lijkt alsof de versterker een vermogen van 50W kan leveren, terwijl de twee versterkers slechts 15 en 10W leveren.

Muziek bestaat uit hoge en lage frekwenties, die allemaal samen versterkt moeten worden. De lage frekwenties hebben doorgaans een zeer sterke amplitude en nemen ongeveer 90% van het vermogen van de versterker op. De hoge frekwenties hebben een lagere amplitude, maar de vervorming is veel sneller hoorbaar. Als de versterker dicht bij zijn limiet werkt, dan beinvloeden de lage frekwenties de hoge frekwenties, dit is intermodulatievervorming.

De kwaliteit van een dubbele versterker is hoger dan die van een enkelvoudige versterker met een dubbel vermogen. Het muzieksignaal wordt beter versterkt, zeker als de versterker op een wat hoger vermogen speelt, als de intermodulatievervorming zijn kop opsteekt.

Berekening van de filter

De kantelfrekwentie werd op 250Hz ingesteld na meting van de luidsprekers door middel van een microfoon. De bandbreedte van de woofer en tweeter is niet scherp en een eenvoudige filtering van 6dB per octaaf is ruim voldoende. Een scherpere filter zou allerhande problemen doen ontstaan.

De kantelfrekwentie is de frekwentie waarbij de amplitude van het signaal tot een waarde van 0.707 verminderd is. Waarom een dergelijke waarde? Als de spanning tot een niveau van 70.7% verminderd is, dan is het vermogen gehalveerd. Indien de twee kantelfrekwenties identiek zijn, dan zal de tweede versterker de fakkel precies overnemen op het punt dan de eerste versterker minder vermogen gaat leveren.

De overgang moet zodanig gebeuren dat er geen dal en geen piek is (te weinig of te veel middentonen).

De schaalindicatie op de grafiek is lineair (volts) en niet logaritmisch (dB), waardoor het kantelpunt lager lijkt te liggen in vergelijking met een grafiek die een dB schaal hanteert..

Voor de hoogdoorlaat (high pass) gebruiken we een weerstand van 10k in onze filter. De condensator heeft een waarde van 68nF. Voor de laagdoorlaat gebruiken we een condensator van 62nF. Er is hier een kleine overlap om het lager rendement van de speakers in de overgang te compenseren.

De filter wordt voorafgegaan door een kleine versterker om de verliezen te compenseren en om de uitgangsimpedantie te verlagen.

De versterking is sterker dan wat strikt noodzakelijk is omdat de versterker weinig gevoelig zijn, het maximaal vermogen van de versterker wordt bereikt met een ingangssignaal van 3Vpp, dus juist wat meer dan 1V rms.

De voorversterker moet een piek-piek spanning van minstens 6V kunnen leveren om de verliezen van de filter te kunnen opvangen.

De voedingsspanning wordt betrokken uit de voeding voor de PL508 (17V gelijkgericht en gefilterd levert ongeveer 20V). Dezelfde wikkeling op de transfo levert ook de negatieve voorspanning.

Voor de lage tonen gebruiken we een kleine push pull versterker met een paar EL504 (het benodigd vermogen is 15W, wat de eindtrappen ruimschots kunnen leveren). Voor de midtonen en hoge tonen voorzien we een paar PL508 die gemakkelijk 10W kunnen leveren. De twee versterkers zijn nagenoeg identiek, maar werken met verschillende spanningen.

De volumepotmeter staat voor de schakeling. De enige wijziging die aangebracht is geweest is de weerstand van 10k (hoge tonen) te vervangen door een trimmer. Bij een luistertest is opgevallen dat de mids en hoge tonen te prominent aanwezig waren.

De schakeling van de versterker staat hier. De voedingsspanningen en stromen zijn:

Lage tonen (EL504)Mid/hoge tonen (PL508)
Transtostorgedeelte (spanningsverterker en cathodyne)195180
Anodespanning295V270V
Schermroosterspanning65V195V
Ruststroom cathode5mA8mA
Gemiddelde stroom bij 90% vermogen45mA40mA
Stuurroosterspanning-27V-27V

De midrange en tweeter zijn beide aangesloten op de PL508-versterker, de tweeter heeft enkel een filtercondensator in serie, de midrange wordt direct aangesloten zonder filter (de lage tonen zijn al gefilterd door de eerste filter.

PublicitÚs - Reklame

-