Buizenversterkers
Transistor voorversterker
 
Servers » TechTalk » Historisch perspectief » Audio » Buizenversterkers » Tips en trucs » Transistor voorversterker

Soms is het nodig dat het signaal extra versterkt wordt vooraleer die door de buizenversterker verwerkt wordt.
-

-

Voorversterkertrap

Soms is er een extra versterkertrap nodig voor de versterker die je zojuist gebouwd hebt. Dit is bijvoorbeeld het geval als je een push pull met twee PCL805 per kanaal bouwt.

De triode van de buis heeft een wat lagere versterking dan de triode van een PCL86 of van een ECC83. Dit vormt in het algemeen geen probleem, de moderne bronnen hebben een signaal van hoge amplitude en de totale versterking is voldoende om de luidspreker volledig uit te sturen.

Maar als je een tegenkoppeling wenst bij te plaatsen is de totale versterking nu wel te laag. Wat kan je doen? Een extra ECC83 bijplaatsen? Een enkele buis is voldoende voor een stereoversterker. Dit is trouwens de oplossing die vroeger gebruikt werd, zelfs nadat de transistoren op de markt waren gekomen. De transistoren hadden toen slechte eigenschappen en waren veel duurder dan de buizen die ze zouden moeten vervangen. De transistoren OC70 waren niet bijzonder goed, maar ze hadden een doorzichtige plastieken behuizing met een laagje verf. Door het laagje verf weg te krabben had je een deftige fototransistor. Maximale stroom 50mA, stroomversterking 30X, maximale dissipatie 125mW... De fototransistoren werden verkocht als OCP70 voor een veelvoud van de prijs van een OC70.

Voor een kleine voorversterker is het tegenwoordig eenvoudiger van een op-amp of enkele transistoren te gebruiken. Deze schakeling wordt gevoed door de negatieve voorspanning van de eindtrappen (-30V). Een extra filter is aangewezen om de rimpel te onderdrukken (weerstand van 1k en elko van 1000µF). Indien je geen negatieve roostervoorspanning gebruikt kan je ook de spanning over de gemeenschappelijke cathodeweerstand gebruiken (hier ook voldoende filteren). Je kan ook de gloeispanning gelijkrichten met een spanningsverdubbelaar. Je hebt minimum 15V nodig.

De versterker heeft een gain van 10X en het signaal op de uitgang is maximaal 21Vpp (7.45Vrms). Het is gemakkelijk de gain van de versterker te wijzigen zonder dat de goede eigenschappen van de schakeling verloren zouden gaan. Om een gain van 5X te bekomen plaats je een weerstand van 15kΩ over de bestaande weerstand van 15kΩ (met een ontkoppelcondensator van 10µF in serie) en voor een gain van 20X plaats je een extra weerstand van 1.5kΩ over de weerstand van 1.5kΩ, hier ook met een elko in serie (100µF).

De keuze van de transistoren is niet kritisch, je kan bijvoorbeeld een BC157 of BC557 gebruiken als voortrap (versterkingsclasse A, B of C speelt geen rol) en een BC148 of BC548 voor de tweede trap. Hier ook speelt de versterking van de transistor geen rol door de sterke tegenkoppeling. De uitgangsimpedantie is relatief hoog en de schakeling kan enkel gebruikt worden om een triode aan te sturen met roosterweerstand van 150kΩ of meer.

De voorversterker die hierboven getoond wordt is ideaal om de amplitude van het signaal wat te versterken, vooral als je eigen ontwerpen maakt en de gain wat te laag lijkt. Bij een standaard-versterker met een ECC83 en twee EL84 (voortrap, cathodyne fase omkeertrap en eindtrap) kan een extra voorversterker nodig zijn als er tegenkoppeling toegepast wordt. Een versterker met een hoger vermogen (met EL34 of EL509) heeft een meer uitgebreidere stuurtrap nodig (Williamson schakeling), deze schakeling heeft een hogere versterking en heeft normaal geen extra transistor voorversterkertrap nodig.

De tweede schakeling heeft een lagere uitgangsimpedantie en kan gebruikt worden om een toonregeling te sturen (een dergelijke schakeling heeft een relatief lage ingangsimpedantie).

De voeding van deze schakeling komt van de gelijkgerichte gloeispanning (diodebrug en elko van minstens 1000µF). De spanning bedraagt dan ongeveer 8V, het verbruik is ongeveer 1.5mA. De collectorspanning van de tweede transistor moet 4V bedragen om een zo groot mogelijke sweep te hebben.

De maximale sweep bedraagt 2Veff en de versterking is ongeveer 10×. Men kan de gain wijzigen door de waarde van de weerstand van 1k te veranderen: met 2k heb je en gain van 5× en met 510Ω is de gain 20×.

De keuze van de transistoren is niet kritisch, kies small signal transistoren met een gain hfe van 100 à 250×. Je kan ook ruisarme transistoren gebruiken zoals de BC549B en BC559B, maar echt nodig is dit niet, want de signaalamplitude is reeds voldoende.

Vervangen van triodes door transistoren in het versterkergedeelte

De eerste triode van de versterker kan ook door een transistor vervangen worden, maar de uitgangsspanning (sweep) moet minstens 10V effectief bedragen (30V top-top). De transistor moet een voedingsspanning van minstens 50V krijgen. Het is best een hoogspanningstransistor te gebruiken, die je dan op de 300V laat werken. De warmte-ontwikkeling is minstens 150mW. Opgelet, deze trap ontvangt meestal het ingangssignaal op het rooster (base) en de tegenkoppeling op de cathode (emitter).

Een transistorschakeling is echter een stroomversterker en geen spanningsversterker. De ingangsimpedantie is laag en het signaal is vervormd als er geen extra maatregelen genomen worden: je kan niet zomaar een triode vervangen door een hoogspnningstransistor. Daarom dat je ook zeer weinig schakelingen kan vinden waar er transistoren samen met buizen gebruikt worden.

Om de volledige voorversterker te vervangen door transistoren moet het ontwerp gewijzigd worden, anders is de vervorming te groot. Voorbeelden van buizenversterkers met transistor stuurtrappen zijn hier te vinden.

Publicités - Reklame

-