Notice: Undefined variable: teller in /www/initfour/remi/dalojan.nl/www/Bias_automaat.php on line 17

Notice: Undefined variable: filedata in /www/initfour/remi/dalojan.nl/www/Bias_automaat.php on line 17

Bias automaat voor de eindtrap



BIAS is de rust instelling die een buis heeft zonder dat dat er signaal aanwezig is. We kennen tegenwoordig (bij buizen) eigenlijk maar twee verschillende instellingen voor audio gebruik. Dat is de klasse A instelling en de klasse AB instelling. Snel gezegd is het verschil tussen A en AB dat bij de A instelling gedurende het hele signaal stroom door de buis loopt en bij AB instelling loop er tijdens een bepaald gedeelte van het signaal geen stroom meer door de buis. Een klasse B instelling voor een Single Ended eindtrap wordt nooit gebruikt omdat tijdens bepaalde delen van het signaal aan de ingang GEEN signaal meer aan de uitgang is. Niet zo'n succes voor de oren. Voor Single Ended komt dus alleen klasse A in aanmerking. Voor Push-Pull (balans in het nederlands) is het anders omdat het deel waarbij de ene buis geen signaal doorlaat de andere buis dat wel doet en omgekeerd. Bij een goede dimentionering krijgen we dan toch een mooi uitgangs signaal waar we ons niet voor hoeven te schamen. Voorop gesteld dat het punt dat de ene buis het van de andere overneemt goed gekozen is. Dit punt wordt bepaald door de bias instelling. Zaken als belastings weerstand van de eindbuizen, voedingsspanning en toelaatbare anode dissipatie van de buizen zijn hier de bepalende en beperkende factoren. Je kan dus niet zeggen dat buis X het best werkt bij een bias instelling van X mA anode stroom. In veel gevallen geeft een hogere rust stroom, is verder richting klasse A, een mooier resultaat. Ga je te ver dan zal bij een hogere belasting de maximale anode dissipatie overschreden worden wat de levensduur van de buis drasties verkort. Je zal voor deze instelling dus genoegen moeten nemen met een lager uitgangs vermogen vergeleken bij een instelling met een lagere ruststroom. Een andere niet zo bekende optie is de ruststroom te laten afnemen bij het stijgen van het geleverde uitgangs vermogen. Resultaat is een fantasties klasse A geluid bij lagere vermogens maar iets meer vervorming als het onderste uit de vermogenskan gehaald wordt. Dit kan je niet makkelijk realiseren met een 'vast' negatief. De bias zal dus signaal afhankelijk moeten zijn om dit te bereiken.

Ik heb mijn KT77 integrated nu uitgevoerd met een biascontroller, en die houd de ruststroom netjes op de ingestelde waarde. Nooit meer zorgen over buizen waarvan het instelpunt verloopt want de controller zorgt er voor dat de ingestelde stroom blijft wat het hoort te zijn. Zelfs bij vervangen van de buizen hoeft er niet naar omgekeken te worden. Als proef op de som heb ik een ruststroom ingesteld van 50 mA terwijl er KT77 's in de versterker stonden. Daarna heb ik de buizen vervangen door KT88 's en gemeten wat de ruststroom bij deze buizen is geworden. En . . . ja ook weer 50 mA en dat zonder ook maar iets aan de afstelling te doen ! Het negatief wat de controller aan deze buizen leverd is wel even wat anders, dat wel maar je kan ook niet anders verwachten. En dan natuurlijk het belangrijkste: hoor je een verschil tussen deze dynamisch geregelde bias en een vast ingstelde bias? Nee nu nog niet maar over een jaar denk ik wel omdat de rust stroom nog steeds hetzelfde is ondanks de veroudering van de buizen. Een handmatig ingestelde bias zal wel opnieuw ingesteld moeten worden om de veroudering te compenseren.

Hoe werkt nu de biascontroller?


De KT77 versterker Bij het aanzetten van de versterker produceert de automaat maximaal negatief, in geval van de KT77 versterker dus ongeveer 70 Volt negatief. Dat duurt maar kort omdat de buizen koud zijn en de emissie langzaam op gang komt. Er is dan nog geen anode stroom. De automaat probeert de ingestelde waarde te realiseren en daardoor zal het negatief steeds minder worden en zelfs bijna 0 Volt bereiken. Zodra de emissie op gang komt en er anodestroom gaat lopen die in de buurt van de ingestelde waarde komt zal de controller een negatieve spanning leveren. Bij overschrijden van de ingestelde waarde zal er steeds meer negatief uit de controller komen totdat de anodestroom terug gedwongen is naar ingestelde waarde. We overschrijden dus kortstondig (enkele seconden) de ingestelde waard om direct te stabiliseren. De anodestroom (en tweede rooster stroom) wordt gemeten door de spanningsval over de kathode weerstand te meten. Deze spanning wordt vergeleken met een referentie spanning die de ruststroom bepaald. Het resultaat van deze vergelijking bepaald het geleverde negatief voor de eindbuizen. Uiteraard is de vergelijking wel een gemiddelde over een bepaalde tijd omdat anders de anodestroom variaties die het gevolg zijn van het muziek signaal het negatief zouden beinvloeden. Dat mag natuurlijk niet het geval zijn. So far so good, althans voor een klasse A versterker zijn we nu klaaromdat de gemiddelde anode stroom bij vollast nagenoeg gelijk is aan de ruststroom. In theorie zal het zelfs helamaal gelijk zijn of de versterker nu wel of niet vermogen leverd, maar ja theorie en praktijk . . . . die is toch net even iets anders. Wat moeten we nu doen bij een klasse AB versterker? Hier is de anode stroom in rust veel lager dan bij vol vermogen. De spaning over de kathode weerstand is bij vol vermogen dus ook hoger. Dat zort er voor dat de bias controller meer negatief gaat leveren en de installing van de buizen hierdoor verschuiven naar een ongewenste klasse C instelling. Om dat te voorkomen moeten we de referentie spanning afhankelijk maken van het geleverde vermogen. Dit gebeurt door de uitgangs spanning van de versterker te meten en als de versterker meer vermogen gaat leveren de referentie spanning te vergroten. Als dit in de juiste verhouding gebeurt blijft het ingestelde negatief dezelfde waarde behouden ongegacht het geleverde vermogen. Maar het is ook mogelijk om bij een hoger vermogen meer of minder negatief uit de bias controller te halen afhankelijk van deze instelling.
Het schema van de biascontroller staat hier onder en bij klikken op het schema krijg je een beter leesbaar (groter) figuur.


Klick op het schema voor een grotere weergave.