Tudástár: Tervezzünk | hibrid | erősítőt. - II. rész: A osztály - Meghajtás

Előző cikkben lévő A osztályú buffer önmagában nem igazán használható, szükséges hozzá egy feszültség erősítő fokozat is. A buffer nagy bemeneti impedanciája miatt nem feltétlen kell leragadnunk a félvezetős megoldásoknál. Ennek örömére első körben egy low budget csöves meghajtás tervezését mutatom be nektek, amennyire lehet érthetően, lépésről lépésre. :)
Azokról a csöves alapokról, amikre szükség lesz már írtam egy korábbi cikkben.

Lássunk hozzá ;)

A cikksorozat többi része:
I. Tudástár: Tervezzünk | hibrid | erősítőt. - I. rész: A osztály - Buffer

Előre leszögezném, hogy a szemléltető skicceken semmi sincs pontosan kiszámolva, max közelítő értékek szerepelnek.

Kiinduló alapnak egy sima anódkövető kapcsolást veszünk.

Ez a kapcsolás, megfelelően méretezve már képes lenne meghajtani a buffer fokozatot.
Sokaknak ez már bőven elegendő, hiszen egy hibridben legyen benne a cső saját torzítása, hogy megkapjuk a "csöves hangot", így nem is kell visszacsatolás.
DE, ha ennél kicsit tovább megyünk, és szeretnénk visszacsatolni, hogy kisebb torzítást érjünk el, akkor az hozni fog még jó pár problémát, amit meg kell oldanunk.

Fenti felállásban a hagyományos katódba való visszacsatolást nem használhatjuk, mert a buffer nem invertál, azaz egy pozitív visszacsatolást hoznánk létre, amivel a fokozat vagy rettenetesen torzítana, vagy gerjedni kezdene. Így marad az a lehetőség, hogy a cső rácsára csinálunk visszacsatolást.

Elméletben ez egy nagyon jó megoldás. De itt már kompromisszumra leszünk kényszerítve.
Vagy a bemenő impedanciát áldozzuk fel vagy a felső sávkorlátot.
Ha meg akarunk tartani egy 10-100k+ ( R4 ) körüli bemenő impedanciát, akkor kénytelenek vagyunk akár 1M+ nél nagyobb  ( R5 ) ellenállást használni a visszacsatolásban.
Itt jön szóba a cső bemenő kapacitása, ami igaz, hogy csak pár pF nagyságrendű ( kisebb csöveknél ), de elég ahhoz, hogy a hangban tompábbnak érződjenek a magasak.
Továbbá nagyobb erősítésű csőre vagy nagyobb bemenő jelre lesz szükségünk, ami további problémákkal fog járni, de induljunk el ezen a vonalon!


Korábban vázolt buffer fokozatunk bemenő impedanciája ~40k. ( nem teljesen, mert a gerjedés gátló kondi, és egyéb parazita kapacitások miatt ez a frekvencia növekedésével csökkenni fog ).
Szóval a meghajtó fokozatunk kimeneti impedanciájának kellően alacsonyak kell lennie, vagy a jelünk igencsak csökkenni fog, és ismét nem lesz elegendő erősítésünk egy átfogó visszacsatolásra.

Egy ECC83-at használva egész jó eredményt lehet kapni. Kimeneti impedanciája elfogadható ( 30-36k). A fokozat nyilthúrkú erősítése ~60.
Ezt Osztja vissza az előfok kimenő impedanciája és a buffer bemenő impedanciája ~36-ra.
Nekünk 15Wrms kimenethez 11x-es erősítésre van szükségünk. ( 1Vrms bemenet mellett, figyelembe véve, hogy a buffer erősítése 0,9 )

( Ezt kissé fáj leírni, de talán így lesz a legérthetőbb, hogy mekkora visszacsatolásra van szükségünk ).
A teljes erősítőnk nyílthurkú erősítése ~33 ( meghajtó fokozat 36x-os erősítése * a buffer 0,9-es erősítésével ).
A szükséges erősítésünk 11. Ennek a két számnak az aránya fogja megadni, hogy mekkora jelre van szükségünk a cső vezérlőrácsán, ami így 11/33 = 0,33V, azaz a bemenő jelünk harmada ( ez csak 1Vrms bemenet mellett igaz ).
A cső vezérlőrácsán az előbb kiszámolt 0,33Vrms -nek kell lennie, a bemenet +1Vrms a kimenet -11Vrms ( 8R 15W ).

Ehhez meg kell határoznunk R4 és R5 értékét.
R4 értékét előre meghatározhatjuk a kívánt bemenő impedancia alapján, és ehhez számoljuk majd R5 értékét.

R4 legyen 22k. Így a bemenő impedanciánk 18k körül fog alakulni. Ezt egy 10k körüli potival még korrektül lehet szabályozni.

R4 értékével, és a fentebb kiszámolt értékekkel már tudjuk számolni R5 értékét, hogy a megfelelő erősítést kapjuk.

Bemenő impedanciánk ~18k. Ide már nagyobb értékű csatoló kondi fog kelleni, és a tápfeszültséget is jócskán meg kell emelni. Ha akarunk hangerő szabályozást külön előfokozat nélkül, akkor ide már 10k-nál nagyobb potit nem érdemes választani.

Tápegységet mindenképp érdemes lassú felfutásúnak tervezni ebben az esetben, különben bekapcsoláskor egy VS1 feszültségnyi tüske fogja meglátogatni a bufferünk bemenetét ( nem egészen, mert R1 és Ri feszültség osztót alkot, és valamelyest korlátozza, de semmiképp sem előnyös erre bízni. ).
A buffer bemenetét mindenképp le kell választani egy kondival, amit nem érdemes túlméretezni. Bőven elegendő, ha úgy számolunk, hogy 20Hz-en legyen a -3dB-es pont. ( C3 ~ 220nF 400-630V!)