De "Mu Stage" Filosofie


Spanningszwaai

De reden dat V2 geen contante stroom kan leveren is omdat het niet genoeg versterking heeft om adequaat te reageren op een kleine spanningszwaai over Rk2. Er zijn 2 mogelijkheden om dit probleem op te lossen:  (a) voeg een grote weerstand toe in serie met Rk2 om V2 te voorzien van meer signaal  -of- (b) verhoog de versterking van V2 op een drastische manier.
Alan Kimmel Mu-Stage Figuur 2

Met de eerste oplossing komen we uit op een ander circuit wat bekend staat als de zogenaamde “Mu-Follower” (figuur 2) Opnieuw zijn V1 en V2 identiek en Rk1 en Rk2 hebben dezelfde waarde, wat resulteert in dezelfde hoeveelheid spanning die valt over beide buizen. Weerstand RP is veel groter dan Rk2 en staat nu in serie met Rk2. Hieruit volgt dat V2 een veel groter signaal ziet dan V2 het kan binnen de SRPP trap. 

De Mu-Follower is een echte stap voorwaarts, want  het benadert een echte constante stroomwerking en het is een grote verbetering t.o.v. het circuit uit figuur 1. De Mu Follower schakeling, aan de andere kant, heeft een aantal belangrijke beperkingen. Ten gevolge van het relatief hoge DC voltage dat valt over Rp, is de maximum output spanningszwaai in figuur 2 beperkt. Dit mag misschien geen probleem zijn in apparaten zoals voorversterkers waar signalen nooit erg groot zijn, maar als het toegepast wordt in situaties waarbij een grote spanningszwaai nodig is (zoals bij (triode) eindversterkers), dan zitten we in de problemen.

Ongeveer de enige manier om de spanningszwaai aan de uitgang van figuur 2 te verhogen, is het aanleggen van een hoger B+ voltage. De tweede oplossing waaraan hierboven gerefereerd werd, is eenvoudig te bewerkstelligen door het toepassen van een penthode voor V2 (figuur 3).
Nu heeft V2 voldoende versterking om adequaat te reageren op kleine signalen die over Rk2 vallen en is er geen grote Rp weerstand die zorgt voor een spanningsval van een grote hoeveelheid DC.
In dit circuit zullen Rk1 en Rk2 waarschijnlijk niet dezelfde waarde hebben.

Je kunt figuur 3 beschouwen als een aangepaste SRPP, waarbij de bovenste buis vervangen is door een penthode. Anders dan de “all-triode SRPP” van figuur 1, benadert deze schakeling (figuur 3) een echte constante stroom werking. Als je een triode-enthousiast bent, draai mij dan nu niet weg. In alle circuits binnen dit artikel, wordt voor V1 een triode gebruikt als spanningsversterker.

De mogelijkheden van de Penthode

Al mijn ontwerpen en schema’s bevatten roosterweerstanden (GS = Grid Stopper) in serie met elk rooster, te beginnen met figuur 3. Het is aan te bevelen om roosterweerstanden te gebruiken in alle aanwezige schakelingen om hoogfrequent oscillatie te onderdrukken. Een waarde van 150R op lijnversterker- en driver-buizen geven goede resultaten (een hogere waarde mag natuurlijk ook).
Hoewel het geen nieuw idee is, wordt het gebruik van een penthode als de bovenste buis op grote schaal genegeerd.

Maar ik vind juist dat het een buitengewoon resultaat geeft. Indien op de juiste manier toegepast, zijn penthodes in staat tot een extreem transparante geluidsreproductie. In de klassieke Futterman OTL versterkers worden niets anders dan penthodes gebruikt.

Het circuit van V2 in figuur 3 zal er voor sommige lezers bekend uitzien. Het is eerder gebruikt met power penthodes bij het maken van “single-ended push/pull” power output trappen. Voor zover ik weet, heeft nog nooit iemand deze techniek toegepast met voorversterkers, lijnversterkers of driverschakelingen. Het toepassen ervan kan leiden tot excellente eigenschappen. Ik denk dat er met deze techniek méér voordelen te behalen zijn in voorversterkers, lijnversterkers of driverschakelingen met buizen, dan bij het toepassen ervan in een power output trap.

Zijn CFS’s matig?

Alan Kimmel Mu-Stage Figuur 4

Maar we moeten niet te lang stilstaan bij figuur 3. Zoals je kunt zien in figuur 4, is er nog veel meer te verbeteren en dit is de schakeling waar het in dit artikel eigenlijk allemaal om draait. Het is mogelijk om de versterking van figuur 4 dichter bij de Mu van V1 brengen, dan in elk voorgaand circuit mogelijk was. Dit geeft aan dat V1 een meer constante stroom krijgt.

Ook heeft de Mu Stage schakeling een lagere output impedantie dan elk voorgaand circuit, aangezien V2 nu beschikt over een aparte kathodeweerstand (Rk2a + Rk2b, of simpel Rk2) naar massa.
Het is mogelijk om een aan massa liggende kathodeweerstand toe te voegen aan V2 in Figuur 3, maar figuur 4 presteert nog steeds beter, omdat het beschikt over de weerstand Rp.

Maar in dit geval kan Rp een veel lagere waarde hebben dan in figuur 2 (de Mu Follower). Een reden voor het opnemen van Rp in figuur 4 is, dat V2 een iets groter signaal kan ontvangen dan de V2 uit figuur 3. Niet alleen helpt het mee aan de reductie van de uitgangsimpedantie; het helpt ook mee bij het tot stand brengen van de meest constante stroom. Aan de andere kant willen we de waarde van Rp niet te groot maken, omdat we niet willen dat de DC spanningsval te groot wordt, wat de spanningszwaai aan de uitgang zou beperken. V2 is een kathodevolger (CF)

Een van de laatste trends is het bekritiseren van kathodevolgers, terwijl sommige van de beste high-end audio-apparatuur fabrikanten er gewoon gebruik van maken. Een goed ontworpen kathodevolger is in staat tot uitmuntende prestaties. Een kathodevolger is geen spanningsversterker. Echter, hij kan wel beschouwd worden als een stroomversterker, die een erg hoge input impedantie heeft. Met de term “stroomversterker” bedoel ik dat de kathodevolger in staat is tot het leveren van een grote hoeveelheid stroom in een aangesloten belasting.

Peter Gelder

Peter Gelder is een enthousiast zelfbouwer van buizenversterkers. Daarnaast is hij actief in de weer met streaming audio. Het liefst in een zo hoog mogelijk resolutie.

2 gedachten over “De "Mu Stage" Filosofie

  • 29 augustus 2017 om 21:17
    Permalink

    Het is een erg interessant artikel. Zelf ben ik vooral gewend aan versterkerschakelingen met een eenvoudige ‘SE’ versterkertrap. Ik ben nieuwsgierig geworden en misschien moet ik gewoon ook maar een dergelijke trap bouwen in een van mijn versterkers en uitproberen.

    Hoe verhoud zich een standaard versterkertrap ten opzichte van een SRPP of Mu Stage op basis van jullie luisterervaringen? Krijg je er echt meer voor terug, of lever je ook een deel karakter in?

    Beantwoorden
  • 04 september 2017 om 11:41
    Permalink

    Dag Miko,
    De mu-stage zorgt er in eerste instantie voor dat V2 acteert als een stroombron, zodat triode V1 zonder enige vorm van stress, zijn rol als voltageversterker kan uitoefenen. Ik heb de voortrap in meerdere versterkers gebruikt en ben er zeer over te spreken. De laatste keer dat ik hem heb gebruikt, is in de Tsaar GM70 versterker, waarover bij Audio Creative een artikel gepubliceerd staat. Als je meer over de verschillende toepassingen wilt weten, kun je terecht op de site: http://www.triodedick.com

    Beantwoorden

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.