Versterkers 1-2-3: SE-versterkers met een verzadigde kern

Ik weet dat iedereen hoge verwachtingen heeft van de SE versterkers die ik vanaf nu ga bespreken. Maar de versterkers waarmee ik begin zijn NIET goed, ze staan onjuist ingesteld, de transformator is zwaar in de verzadiging. Ondanks deze fout kunnen we toch iets heel belangrijks leren. We kunnen in de kern van de OPT kijken en de eerste verkenning ervaren van het zijdeachtige geluidsbeeld van Single Ended versterkers. Hoe het een en ander is uitgewerkt, staat in het schema, terwijl de specificaties in form-1-2-3 (klik hier) zijn weergegeven.

De eindbuis B3 (de onderste) is niet aangesloten, alleen de eindbuis B2 is in werking. De negatieve roosterspanning wordt zo ingesteld dat er een ruststroom van 50 mA doorheen loopt. De primaire impedantie van de bovenste helft van de transformator bedraagt 2 kOhm als een 4 Ohm luidspreker secundair tussen sec-1 en sec-2 wordt aangesloten. Met deze instellingen kan later nog gespeeld worden, maar nu is enige aanpassing en optimalisatie aldaar nog niet belangrijk. De ruststroom door de primaire wikkeling wordt niet gecompenseerd en daardoor is de kern van de OPT zwaar in verzadiging. Alle magnetische kerndeeltjes zijn gericht en er is nauwelijks ruimte over om te bewegen met het ritme van de muziek. Daardoor wordt de effectieve primaire zelfinductie Lp heel klein. Dit is direct te zien aan het wegvallen van de laagste frequenties; de basweergave is slecht. De laagste -3dB frequentie wordt namelijk bepaald door Lp en de parallelschakeling Zp van Za = 2 kOhm met de inwendige weerstand ri van de buis. De laagste -3dB frequentie volgt dan uit de volgende formule: f-3L = Zp / ( 2 π Lp ).
Starten we met de pentode versie: hier is Z-out gelijk aan 45 Ohm. Dan bedraagt ri van de buis 45 . 2000 / 4 = 22,5 kOhm. De waarde van Zp bedraagt nu 22.5 kOhm parallel aan 2000 Ohm, dus Zp = 1837 Ohm. Gecombineerd met de gemeten f-3L van 57 Hz levert dit voor primaire zelfinductie op: Lp = 5,1 H. Deze zelfinductie is heel klein, vele malen kleiner dan de maximale waarde van ongeveer 1000 / 4 = 250 H (per primaire helft), waarmee de verzadiging van de kern is aangetoond. Zowel voor de ultra lineaire als de triode instelling kan men eenzelfde berekening uitvoeren. De uitkomst is steeds dat Lp nu te klein is om de bastonen goed weer te kunnen geven. In de SE versterkers die ik hierna behandel (versterkers 4 tot en met 9) voorkom ik deze kernverzadiging door compensatie van de ruststroom met de hulp van B3. Direct wordt dan de basweergave weer correct en krachtig, maar hierover later meer.
Voor de hoge -3dB frequentie kun je een soortgelijke redenering volgen, maar dan is de lekzelfinductie (samen met Cip) de bepalende factor. Ik laat dat nu verder buiten beschouwing.
Als jongetje van 14 jaar zette ik mijn eerste schreden op buizenpad door zelf een versterker te bouwen, push pull met 2 x EL84. Wat mij bij die versterker verbaasde was dat als ik er één EL84 uittrok, ik werkte dan dus in SE, dat ik deze versterker veel mooier vond klinken. Zo ontdekte ik voor het eerst de kracht en de schoonheid van SE versterkers en toen snapte ik er nog niks van. Nu, heel veel jaren later, begrijp ik wat er toen gebeurde. Want ondanks de matige laagweergave, ondanks de vervorming van de verzadigde kern, ondanks de nog niet optimale instelling, is aan deze project versterkers opnieuw heel goed te horen dat SE geweldig klinkt. Ik noem het natuurlijk, zijdeachtig, uiterst muzikaal. Het klopt voor mijn oren en het meet naar niks. Daarover ga ik de volgende keer verder, maar dan met een gecompenseerde ruststroom, zonder verzadigde kern. Wat er dan gebeurt wordt heel spannend!


Volgende keer: Goede Single Ended met versterkers 4 tot en met 6.