Bias afstellen d.m.v. weerstanden
Uitgaande van een buizenversterker met 2 eindbuizen in balans configuratie.
In de meeste buizenversterkers zit een balans eindtrap met twee of vier of zes of 8 eindbuizen. Afhankelijk van het vermogen van de versterker.
Deze buizen hebben een optimaal werkpunt nodig om zoveel mogelijk vermogen te kunnen leveren zonder veel vervorming.
Dit optimale werkpunt is de ruststroom die door de buis loopt als de versterker aan staat, zonder dat er een signaal door loopt !
Men gebruikt daarvoor een negatieve rooster spanning. Deze zit meestal aangesloten op het eerste rooster.
Men heeft het vaak over "matched pairs".
Deze term betekend dat twee buizen vrijwel exact aan elkaar gelijk zijn.
Nu komt dit praktisch gezien maar weinig voor, dat ze echt gelijk aan elkaar zijn. Bias afstellen moet je toch!
Voor je begint met afstellen moet je weten hoeveel stroom de eindbuizen mogen hebben.
Deze stroom wordt vaak aangeduid met "Ir" in milli Amperes of "zero signal plate current" in milli Amperes (mA).
De afstelling.
Om de bias nu te kunnen afstellen zou het zeer makkelijk zijn om een twee tal weerstanden van 10 Ohm of 1 Ohm in de beide kathodes van de eindbuizen op te nemen met de nul van de voeding.
Om de bias nu te kunnen afstellen zou het zeer makkelijk zijn om een twee tal weerstanden van 10 Ohm of 1 Ohm in de beide kathodes van de eindbuizen op te nemen met de nul van de voeding.
Zie hiernaast R1 en R2 (het gaat hier om bijvoorbeeld een EL34)
Dus, als normaal de kathode rechtstreeks aan de nul (massa of aarde) ligt, dan kan dit vervangen worden door een 10 Ohms of 1 Ohms weerstand (1 Watt of meer, afhankelijk van wat voor vermogen een paar buizen moet gaan leveren)
In deze situatie is de ruststroom meetbaar.
Stel nu dat de maximale belasting van de buis 35mA mag zijn, dan is de spanning over elk van de katodeweerstanden:
Va (of Vb) = R * I
Bij een 10 Ohms kathode weerstand is dat in dit geval:
10 Ohm * 0,035 A = 0,35 Volt. (per buis)
Bij een 10 Ohms kathode weerstand is dat in dit geval:
10 Ohm * 0,035 A = 0,35 Volt. (per buis)
Bij een 1 Ohms kathode weerstand is dat:
1 Ohm * 0,035 A = 0,035 Volt. (ofwel 35mV per buis)
Nu betekend dit niet dat men de eindbuizen maar gelijk op het maximum van 0,35 Volt moet instellen.
Anders zouden de buizen constant op hun top staan ingesteld en dit is niet gunstig voor de levensduur.
Stel de buizen altijd in op zo'n 50 - 75% van het maximum. (Klasse instelling, 90% voor klassen A en 70% voor klasse AB)
Hier kan je zien hoe het in praktijk in het schema verwerkt is.
Dus P1 en P2 regelen via weestanden R8 en R9 op pen 5 de negatieve rooster spanning op de buis! P1 en P2 kan ook 1 instelpotmeter zijn.
Dus P1 en P2 regelen via weestanden R8 en R9 op pen 5 de negatieve rooster spanning op de buis! P1 en P2 kan ook 1 instelpotmeter zijn.Voorbeeld: Stel we zouden 0,75 Volt als meet spanning hebben.
Dan moet over Va (R12) en over Vb (R13) een spanning staan van 0,75 Volt.
Dit betekend dus bij een kathode weerstand van 10Ohm, een ruststroom van 75mA!
Het mooie is nu dat als men de Voltmeter op Vab aansluit de spanning nul moet zijn!
Het mooie is nu dat als men de Voltmeter op Vab aansluit de spanning nul moet zijn!
Dit betekent dus dat de de rust stromen in bijde buizen gelijk is, wat gunstig is voor de werking op de trafo, bijde buizen leveren dan een gelijke stroom aan de trafo!
Is dit niet het geval dan kan men dit bijregelen met een van de bijde instel potmeters.
Is dit niet het geval dan kan men dit bijregelen met een van de bijde instel potmeters.
TIP: gebruik bij de bouw van een buizeneindversterker een meerslags potmeter!
Het stelt je versterker zoveel makkelijker af.
- PROCEDURE;
- Als we van een eindbuis de stroom lezen, uit een datasheet dan staat er: Ip of Ia, wat staat voor: platecurrent en anode stroom.
Soms staat erbij of de waarde in rust bedrijf is of bij full power. Of soms worden er waarden gegeven die gelden bij klasse A single ended of bij klasse A in pushpull en meestal staat er ook wel bij wat de maximum waarden zijn die we niet mogen overschrijden. - Welke kiezen we nu?
Het beste is de maximum opgegeven waarden in de gaten te houden. En daar ook vanuit te gaan.
Of we een versterker in klasse A, AB of B gaan zetten is geheel aan de versterker-maker.
En dit heeft te maken met de rustroom door de buis als er geen signaal op staat. Dus als er bij bv een EL34L (van JJ electronics, zie datasheet) bij "typical characteristic" staat Ia = 100mA, dan is dit een keuze, maar niet de limit, omdat op dit datablad geen Ia max staat maar alleen Wa(max) staat van 25Watt. - We kunnen dan de maximum waarde uit rekenen bij een bepaalde voedings spanning
BV: 450 op de anode bij 25Watt geeft: I=Pa/Ua = 25 / 450 = 0,055 = 55mA Max.
Bij 300Vdc is dit 83 mA! dus bij de "typical characteristic" staat 250 en zou 100mA moeten zijn, dus controle: 25 / 250 = 0,1 = 100mA! Klopt.
Enfin, men kan nu bepalen op welke stroom de buis verantwoord ingesteld kan worden. - Stel de stroom door de buizen in zonder dat er een signaal op de ingang staat!
Doe dit altijd op zo'n 50 - 75% van de maximale stroom die de buis mag hebben! - laat nu de versterker spelen met een flinke uitsturing (bv een 500Hz sinus of blokgolf) en houd daarbij de stroom in de gaten, ongeveer een halfuur lang.
- Voer de gehele procedure nog een keer uit en daar na nog eens en we hoeven niet meer om te kijken naar de instelling voor ongeveer een 2 tot 3 jaar.
Wat natuurljk weer afhankelijk is van hoeveel de versterker gebruikt wordt