De "Mu Stage" versterkingstrappen (Nederlands) - Audio Creative

De "Mu Stage" Filosofie


Roosters, Anodes & Ohms

Het DC spanning over Rk2b zal ongeveer de helft van B+ zijn. We willen de waarde van Rk2B zodanig kiezen, dat V2 een beetje conservatief is ingesteld. Onthoudt dat V2 niet alleen de stroom door Rk2 afhandelt, maar ook die van V1.

Met Rk2A stellen we de ruststroom in van V2. Rsc stelt de spanning van het schermrooster (grid #2) in en de stroom van V2. De waardes van Rk2A, Rk2B en Rsc zijn van elkaar afhankelijk. Als je één van deze waardes verhoogt of verlaagt, dan moet je de andere 2 ook verhogen of verlagen. In alle schakelingen willen we het DC voltage over elke buis ongeveer op de halve B+ hebben. Dit zal het resultaat zijn van een juist ingestelde Rk2A en Rsc.

Rsc’s waardes moet klein genoeg zijn om het schermrooster van de penthode op een voldoende hoge spanning te krijgen, maar niet zo klein dat het schermrooster te heet wordt. Als je de spanning en de stroom weet van het scherm, kun je de schermrooster-dissipatie uitrekenen in watts. (P= U x I, ofwel watts = volts x ampères). Om de schermroosterspanning te meten, moet je een DVM (digitale Voltmeter) aansluiten op de kathode van V2.

De schermroosterspanning zal aanzienlijk minder zijn dan de anodespanning. Om de schermroosterstroom te meten, dien je het DC voltage te controleren over Rsc en gebruik vervolgens de Wet van Ohm om de stroom te berekenen. (De schermroosterstroom van de meeste penthodes hoort ongeveer op 23% te liggen van de kathodestroom)

Gebruik de juiste weerstanden

We moeten ook de anode dissipatie van V2 berekenen (wattage) wat mogelijk is als we de anodespanning en de stroom kennen. De spanning op de anode van V2 wordt gemeten tussen de kathode en de anode van V2. De penthode anodestroom is kathodestroom minus de schermroosterstroom. In de Mu Stage is V2’s anodestroom: V1?s stroom + de stroom door Rk2 minus de schermroosterstroom.

Ik adviseer om binnen 25% van de maximum anode- en schermdissipatie waardes van V2 te blijven (te vinden in de datasheets van de desbetreffende buizen. red.). Csc moet gekozen worden op basis van zijn capacitieve reactie-eigenschappen (Xc) Bij 10Hz is dit niet meer dan ééntiende van de waarde van Rsc. Het spanning die Csc moet kunnen verdragen moet tenminste gelijk zijn aan het B+ voltage, omdat jouw B+ op komt voordat de buizen warm zijn  èn  Csc het volledige voltage van B+ te verwerken krijgt. Rg2?s waarde zou de maximale kathode biaswaarde moeten zijn zoals die gespecificeerd is in de buizendatasheet voor de penthode die je gaat gebruiken voor V2. Dit is typisch 1,2M.

De weerstandswaarde Rp is niet kritisch. Rp kan een waarde hebben van ongeveer 3K tot aan een willekeurig aantal x 10K. Als V1 een “low current” triode is (12AX7, 6SL7, enz), gebruik dan een hogere weerstandwaarde voor Rp. Indien V1 een “higher-current triode” is zoals de 12AU7, 6DJ8, 6SN7, 5687, kun je lage én hoge waarden gebruiken voor Rp. Bijvoorbeeld: als V1 een 12AX7 of 6SL7 is, dan kan Rp ongeveer omhoog tot 33K. Als V1 een 12AU7, 6DJ8 of 6SN7 is, dan kan Rp een waarde hebben tussen de 3K en de 22K.

Idealiter: hoe hoger de waarde van Rp, hoe hoger de B+ moet zijn. Het is het beste om de grootste mogelijke waarde te gebruiken die geen noemenswaardige beperking oplegt aan de maximale spanningszwaai aan de uitgang. Een vuistregel is: Beperk de waarde van Rp, zodat de spanningsval over Rp niet groter is dan 10% van de totale B+

De juiste stroom

Rk1 stelt de waarde in van de ruststroom van V1 en bepaalt dus de hoeveelheid stroom door V1. Het DC voltage over Rk1 moet een beetje hoger zijn dan het pieksignaalspanning wat V1 aan de ingang zal zien. Aan de andere kant is het onwaarschijnlijk dat dit een probleem zal worden. De Mu Stage kan goed overweg met grote signalen.

We kunnen de anode dissipatie van V1 uitrekenen, als we weten wat de spanning en de stroom is van de anode van V1. De anode spanning op V1 is, vanzelfsprekend, het gemeten voltage tussen de kathode en de anode. Het dient ongeveer de helft te zijn van de B+. Om de schermroosterspanning te kunnen bepalen moet je een digitale voltmeter aansluiten tussen massa en het schermrooster van V1 (nooit tussen het schermrooster en de anode) Deze voorzorgmaatregel voorkomt willekeurige feedback van de anode van V1 naar zijn kathode via de bedrading van je meter. Om de schermstroom te meten die door V1 gaat, dien je de gelijkspanning te meten over Rlc1 en gebruik je vervolgens weer de Wet van Ohm om de stroom te berekenen. Ik adviseer om voor V1 binnen de 25% van zijn maximum anode dissipatie specificatie te blijven.

Impedantie perikelen

Ik bied je deze algemene richtlijnen aan om een zo laag mogelijke uitgangsimpedantie te bereiken. Hoe lager de anode weerstand van V1, hoe lager de output impedantie. Hoe hoger de Steilheid (gm) van V2, hoe lager de uitgangsimpedantie.

Weerstand Rp heeft effect op de uitgangsimpedantie. Verhogen van Rp’s waarde verlaagt de uitgangsimpedantie en vice versa. Opnieuw, maak deze weerstandwaarde niet zó hoog, dat het een noemenswaardige beperking oplegt aan de maximale spanningszwaai aan de uitgang.
Hoe hoger de stroom door V2, hoe lager de uitgangsimpedantie. Verlagen van de weerstandwaarde Rk2 zal de stroom door V2 verhogen. Om de waarde van Rk2 te verlagen, dien je de weerstandwaardes van Rk2A, Rk2B en Rsc te verlagen. Om de uitgangsimpedantie verder terug te brengen, kun je Rk1 met een condensator overbruggen. Dit zal een minimaal effect hebben op de versterking. Gebruik voor condensator Ck1 de waarde van 1000uF. Een 16Volt type voldoet meestal. Gebruik een Elco van hoge kwaliteit. Het maken van een bypass over Rk1, kan van invloed zijn op de geluidskwaliteit.

Een alternatief voor het overbruggen van Rk1 is het elimineren van Rk1 door een fixed bias te gebruiken (zoals we dit ook kennen bij eindbuizen red.). Om dat te doen, leg je de kathode van V1 rechtstreeks aan massa. Gebruik een koppelcondensator in serie met de ingang naar V1, maar vóór Rg1. Maak het aan massa liggende einde van Rg1 los en gebruik daar een spanningbron van een paar volt (bijvoorbeeld een batterij. red.), afhankelijk van de hoeveelheid stroom die je door V1 wilt laten lopen. Om de stroom door V1 (zonder Rk1) te meten, dien je het DC voltage te meten over Rp en gebruik vervolgens de Wet van Ohm om de stroom door Rp te berekenen, wat tevens de stroom is die door V1 stroomt. Verhoog de stroom door V1 door het verlagen van de waarde van Rk1 (en dus het bias voltage van V1) en daarmee verlaag je ook de output impedantie.
(Een heel gedoe om een condensator kwijt te kunnen raken terwijl er voor de juiste werking weer een koppel condensator aan de ingang moet worden toegevoegd. red.)

Een andere manier om de uitgangsimpedantie te verminderen, is het parallel zetten van 2 identieke triodes op de plaats van V1. Om 2 triodes parallel te zetten, moeten de volgende verbindingen gemaakt worden: anode naar anode, grid naar grid en kathode naar kathode; tevens dien je de weerstandwaarde van Rk1 te verlagen naar de halve waarde van die je bij één triode gebruikt.
Omdat V2 al de stroom van V1 krijgt, zal alle verhoogde stroom door V1 doorgegeven worden naar V2. Het kan nodig zijn de weerstandwaardes van Rk2a en Rsc te verlagen om de spanning over V2 terug te brengen naar wat het was… de halve B+. Elke verhoging van de stroom door V1, zal tevens de DC spanningsval over Rp verhogen. De spanningsval zal waarschijnlijk niet hoog genoeg zijn om er wat toe te doen. In het onwaarschijnlijke geval dat het toch zo is, dien je de waarde van Rp naar rato te verlagen.

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.

3 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 Milo,
    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
  • 15 november 2019 om 00:02
    Permalink

    Milo,
    Als je een triode instelt met een simpele Ra dan is het in de meeste gevallen een kunst deze zo in te stellen dat de versterking lineair is. Teken de loadline maar en kijk of de positieve helft van je signaal net zo hard versterkt wordt als de negatieve helft.
    Als je voor de triode de loadline horizontaal mag trekken, zo als in de mu-stage, is er veel makkelijker een lineair punt in de curves te vinden.
    Bij een simpele Ra zou je dus eigenlijk 2 gelijke trappen, die beide de fase draaien, achter elkaar moeten zetten zodat de niet-lineaire versterking precies wordt gecompenseerd. Gevoelsmatig denk ik dat dat nog steeds kleuring oplevert.
    Vind je juist deze kleuring prettig zul je mogelijk wat moeite hebben met de (h)eerlijkheid van de mu-stage 😉

    P.s.
    Zoek eens in je grabbel box om een simpele EF184 (wie heeft ze niet).
    Werkt meer dan prima in een mu-stage.
    Wil je (voor stereo) een voet uitsparen dan kan 2x ECL84 ook (A = 70)

    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.