Buizenversterkers
Werkingsclassen
 

De instelling van iedere versterkerbuis bepaalt de werkingsklasse van de betreffende versterkertrap.
-

-


Polarisatie door cathodeweerstand


Polarisatie door negatieve spanning,
noodzakelijk voor classe AB, B en C

Classe A
Dit is de meest gebruikte instelling. De buis is zodanig gepolariseerd dat die in het midden van zijn curve werkt. De buis is altijd in geleiding, en als het signaal te sterk is ontstaat er clipping aan de positieve en negatieve toppen van het signaal.

De instelling wordt meestal bereikt door een cathodeweerstand met een lage waarde, zodat er een spanningsval over de weerstand is, die juist voldoende is om de buis in het midden van zijn curve te laten werken (dit is ook geldig voor vermogensbuizen). De weerstand wordt meestal ontkoppeld door een elko zodat de weerstand de versterking van de trap niet vermindert, zie eerste schakeling rechts.

De instelling door een cathodeweerstand is automatisch en er moet niets afgeregeld worden.
Microfoon voorversterkertrappen en voortrappen in lampenradio's hebben vaak een polarisatie door een lekweerstand van hoge waarde (zie link hierboven: polarisatie van de buis).

Toepassingen van de werkingsclasse A

Een werking in classe A is noodzakelijk voor alle asymmetrische trappen (voortrappen en single ended eindtrappen), want er is geen tweede buis die kan overnemen als de ene buis uit geleiding gaat.

Maar ook een push pull versterker kan in classe A werken, daardoor zijn er geen overnamevervormingen (crossover) en is de schakeling doorgaans eenvoudiger. Voor bepaalde types van push pull schakelingen is dit een noodzaak (economische SRPP eco), maar niet voor de klassieke balanseindtrappen.

Het voordeel van een versterkler die in classe A werkt is dat er geen overgang van geleiding naar blokkering is. De overgang is meer abrupt met bipolaire transistoren (BJT: bipolar junction transistor) en dat is de reden waarom sommige melomanen de klank van een buizenversterker prefereren, zelfs als die in classe AB werken: de overgang van geleiding naar blokkering is meer progressief bij lampen.

Een ander voordeel is dat de uitgangsimpedantie constant en lager is, want de twee eindtrappen leveren allebei stroom. In een versterker werkend in classe AB is er een plaats in de sinuscurve waar de versterking van beide buizen laag is (audiosignalen van lage amplitude) en dit kan vervormingen veroorzaken bij een complexe belasting zoals een luidspreker. Deze vervorming kan moeilijk weggewerkt worden door de tegenkoppeling, want de vervorming treedt op rond de nuldoorgang, waar de buizen minder vermogen kunnen leveren.

Het is geen overnamevervorming van een versterker die met een te lage ruststroom werkt (dit ziet men goed op de oscilloscoop), maar een onzichtbare vervorming die het geluid ruw en raspend maakt. Men moet zich hier niet baseren op de uitgangsspanning, maar op de stroom die de versterker kan leveren. De luidspreker is een reactieve belasting met de stroom die naijlt op de spanning. Als de uitgangsspanning 0V is, dan loopt er nog steeds een stroom door de luidspreker. De versterker moet dus de luidspreker controleren op de nuldoorgaang, als de eindtrappen slechts een lager vermogen kunnen leveren.

Daarom moet men een hogere ruststroom kiezen dan wat strict noodzakelijk is om een correcte sinus over een dummy load te hebben. Maar voor mensen die een meer "dynamische sound" prefereren kan men werken met een lagere ruststroom. Een hoge ruststroom geeft een rondere, zoetgevooisde klank.

Classe B
Bij deze instelling is de buis slechts in geleiding tijdens het positieve deel van het ingangssignaal. Deze instelling wordt enkel gebruikt bij push pull vermogenstrappen waarbij een buis het signaal versterkt terwijl de andere buis afgeknepen is. De polarisatie is zodanig negatief dat de buis slechts in geleiding is gedurende 50% van de periode. Als er geen ingangssignaal is, dan zijn beide buizen op de limiet van de geleiding.

Met deze instelling is een hoog rendement mogelijk (theoretisch maximum van 78%). Het verbruik is laag als er slechts een zwak signaal versterk moet worden.

Toepassingen van de werkingsclasse B

De classe B instelling werd enkel gebruikt bij sonorisatieversterkers die een hoog vermogen moeten leveren, en waarbij de geluidskwaliteit niet zo belangrijk is (spraaktoepassingen, oproepsystemen). Tegenwoordig wordt de zuivere classe B niet meer gebruikt.

Classe AB
De classe B geeft een merkbare vervorming als de ene buis in geleiding gaat terwijl de andere afgeknepen wordt (overnamevervorming). Er is een gat waarbij beide buizen niet geleiden om de luidspreker aan te sturen. Bij een instelling in classe AB zijn beide eindtrappen lichtjes in geleiding als er geen signaal is. Het rendement is wat lager dan bij een classe B versterker.

De instelling in classe AB, B en C wordt altijd bereikt door een negatieve instelbare spanning.
Daardoor wordt de schakeling complexer (extra negatieve voedingsspanning) en de instelling moet nagezien worden wanneer de buizen vervangen worden. De cathodeweerstand van 1Ω maakt het mogelijk de stroom te meten.

Toepassingen van de werkingsclasse AB

Dit is de instelling die het meest gebruikt wordt in push pull versterkers: met deze instelling haal je het meeste audiovermogen met buizen van een bepaalde type.

Deze instelling wordt zowel gebruikt in lampenversterkers als in solid state versterkers. Doorgaans kiest men een ruststroom bij lampenversterkers die hoger is dan strikt noodzakelijk om de warme klank van een buizenversterker te beklemtonen, maar sommige mensen prefereren een meer agressieve, directe klank en wordt de ruststroom lager ingesteld.

Classe C
De classe C werd enkel gebruikt in versterkers van zendapparatuur. De buizen zijn in geleiding tijdens minder dan de helft van de periode. De eindtrappen moeten gevolgd worden door één of meerdere afgestemde kringen om de pulsen om te zetten naar een sinussignaal dat naar de antenne gestuurd kan worden.

Met deze instelling haal je een hoog rendement, wat ook nodig is bij zenders die een vermogen van meerdere kW hebben.

Toepassingen van de werkingsclasse C

Deze instelling wordt niet gebruikt bij audioversterkers en wordt verder niet besproken.

Publicités - Reklame

-