English text

– met buizen én transistors –

Deel 1 – Beschrijving schakeling

Wie voor niet al te veel geld toch veel luisterkwaliteit wil hebben, moet een goede hoofdtelefoon kopen. Wat dan vervolgens nog aangeschaft moet worden, is een goede koptelefoonversterker. Bijvoorbeeld één volgens onderstaand ontwerp, met buizen uiteraard.

Het bijzondere van de hier beschreven buizenschakeling is – naast het ontbreken van de uitgangstrafo (die is hier gewoon niet nodig) – het gebruik van transistors op bepaalde punten. Transistors en buizen zijn zodanig met elkaar gecombineerd dat ze elkaars sterke punten versterken.

Schema

Het onderstaande schema is ooit getekend in het kader van een wedstrijd waarbij geëist werd dat er maximaal 30(?) componenten gebruikt werden. Die uitdaging heeft ervoor gezorgd dat het ontwerp zoveel mogelijk ‘ingedikt’ is. Vandaar ook de keuze voor gelijkrichtblokjes in plaats van losse diodes, en voor een combi-condensator van NSF voor C6 omdat deze 4 secties heeft… Gemakshalve is echter ook de voedingstrafo niet in het schema opgenomen hoewel deze echt noodzakelijk is. Maar het kan het toch nog krapper: in de praktijk blijken de buizen gewoon met AC gegloeid te kunnen worden zonder dat dit merkbaar brom geeft. Maar voor kritischer toepassingen heeft DC stroombronvoeding zeker meerwaarde.

• Klik hier voor een gedetailleerdere versie van schema.
• Klik hier voor de onderdelenlijst.

Veiligheid

Hoewel in het schema geen (scheidings)trafo getekend is voor de voeding, is deze absoluut noodzakelijk. Wanneer deze schakeling direct op het lichtnet zou worden aangesloten is er een heel grote kans op elektrocutie! Deze schakeling is overigens ook mét scheidingstrafo al gevaarlijk genoeg vanwege de hoge spanningen op de verschillende punten. Wees dus voorzichting.

Ingangstrap

Hier valt de anodebelasting van de ECC82 op, een stroombron opgebouwd rond T1 en T2, met uitgangsimpedantie van zo’n 2M. De voordelen hiervan zijn:

1. Brom en ruis op de voeding dringen nauwelijks door tot de anode.
2. Door de hoge impedantie wordt de versterking van de buis nagenoeg maximaal, dat wil zeggen gelijk aan µ (=17 bij een ECC82). De versterking wordt dus bepaald door één buisparameter en wel de meest constante, hetgeen de lineariteit ten goede komt.

Hoewel door de constante anodestroom de kathodespanning constant blijft, zijn hier toch de condensators C1 en C2 aangebracht. Dit elimineert de ruis van R2 en verlaagt de uitgangsimpedantie van de ingangstrap van 120K tot 30K. Ook het parallel schakelen van de twee ECC82-helften verlaagt – hoewel minder drastisch – de ruis en de uitgangsimpedantie. De lagere uitgangsimpedantie vergroot de HF-bandbreedte met ongeveer een factor 2!

Eindtrap

De eindtrap is zo ingesteld dat er voldoende stroom en spanning aanwezig is om een 600 ohm hoofdtelefoon oorverdovend te doen zijn. C5 is zo groot gekozen dat het LF-kantelpunt bij een 32 ohm exemplaar nog rond 2Hz ligt. Samen met het 1Hz-kantelpunt veroorzaakt door koppelcondensator C3 geeft dit een verwaarloosbare fasedraaing bij beter hoorbare frequenties.

Omdat de schermroosterspanning een veel grotere invloed heeft op de anodestroom dan de anodespanning zelf, wordt het schermrooster op een constante spanning gehouden door een apart filter. Zonder deze voorziening zou de anodespanning veel beter gefilterd moeten worden om de eindtrap bromvrij te maken.

Gloeistroom

Iedere buis heeft z’n eigen gloeistroombron. Dankzij de stroombronnen kan er geen inschakelstroompiek door de nog koude gloeidraden lopen hetgeen de levensduur bevordert. De potmeters moeten uiteraard zo ingesteld worden dat alle gloeispanningen 6.3V bedragen.

Bouw

(NB: de printlayouts staan niet op deze site. Ze zijn op te vragen bij ben@benefactus.nl)

De hoofdprint is dubbelzijdig. De gloeistroom loopt over de componten-zijde en komt van de voedingsprint middels een bandkabeltje. De LM337’s kunnen ongeïsoleerd gemonteerd worden, desnoods ook met z’n allen op één groot stuk metaal.

Als een potmeter opgenomen wordt aan de ingang als volumeregelaar kan R1 vervallen. Nog beter is om dan voor R1 een waarde van 1M te kiezen zodat de ingang geaard blijft wanneer de potmeter-loper even geen contact maakt. Om de inbouw helemaal over te laten aan de bouwer zijn cinch- en jackplug-connectors en potmeter niet op de print opgenomen.

Veel printoppervlak wordt ingenomen door de FKP condensators die een subliem impulsgedrag hebben. Gebruik goede kwaliteit onderdelen: metaalfilmweerstanden en goed klemmende buisvoeten.

De versterker werkt ook met andere buizen dan de ECC82: bijv. een ECC81, ECC83 of ECC90. De versterking wordt dan anders. Meestal geeft een ECC82 een prima versterking. Allerlei types zijn mogelijk zolang de anodespanning in rust maar tussen de 50V en 200V blijft. Eventueel is dat bij te regelen via R1 en R3.

Veranderingen / verbeteringen

Er kan op veel manieren gevarieerd worden op dit concept. Zo kan de uitsturing van de eindtrap vergroot worden door de stuurrooster-spanning van de eind-pentode wat op te tillen. Of je zet een stroombron in als kathode-‘weerstand’ van de eindbuis. Hierdoor is meer signaalstroom beschikbaar voor de belasting, ten koste van een iets hogere uitgangsimpedantie.

Als je echt veel vermogen in je oren wilt blazen kan er een steviger eindbuis gebruikt worden. Zo heb ik een versie staan met PL504’s. Dat is een afdoende manier om bijv. bij muziekopnames toch te kunnen monitoren wanneer je niet in een aparte ruimte kunt zitten. Een standaard koptelefoonuitgang van opname-apparatuur komt dan meestal niet boven het originele geluid uit. Deze wel.

De versterker is ook goed te gebruiken als line-driver.