De "Mu Stage" Filosofie


Specificatieregels

Als je klaar bent met het bouwen van je Mu Stage, dien je te controleren of het voltage aan de kathode van V2 ongeveer de halve B+ is. Tevens dien je te controleren of je binnen de 25% van het aanbevolen maximum Wattage van de buizen blijft. Al de bovenstaande methoden voor het terugbrengen van de uitgangsimpedantie, zijn alleen noodzakelijk indien je een erg lage uitgangsimpedantie nodig denkt te hebben. In de meeste gevallen zal het niet nodig zijn om al deze methoden te implementeren.

Gebruik de eenvoudigste methode eerst. Een lage uitgangsimpedantie heeft zo zijn voordelen, maar is lang niet alles. Er is geen reden om de uitgangsimpedantie veel lager te maken dan je applicatie nodig heeft. Zolang als V2 een penthode met een hoge steilheid is, zal de uitgangsimpedantie laag genoeg zijn voor de meeste toepassingen. Ongeacht wat je ook doet, zorg ervoor dat je ruim binnen de specificaties van de buizen blijft.

Het meten van de uitgangsimpedantie is veel nauwkeuriger dan het vooraf te berekenen, dus gebruik weer je digitale voltmeter voor het meten van spanningen bij een gegenereerde sinus van 1Khz. Start met het instellen van het circuit op een uitgangspanning wat net onder de 2V ligt, zonder een aangesloten belasting (de belasting die een digitale voltmeter geeft is in de praktijk te verwaarlozen) Bepaal exact de uitgangspanning van wat je net hebt ingesteld. Om zo accuraat mogelijk te zijn, moet je een schaal gebruiken, waarin zoveel mogelijk cijfers achter de komma afgebeeld worden. Als de schaalindeling van je voltmeter: 0.2V, 2V, 20V, 200V etc. is, moet je de 2V schaal gebruiken. Bij een schaalindeling van 0.3V, 3V, 30V, 300V, etc, gebruik je de 3V schaal.

Aansturing van interelektrode spul, hallo meneer Miller…

Sluit als volgende stap een belastingweerstand aan van ongeveer 15K aan op de uitgang. Deze zal maximaal 10% reductie van het uitgangspanning veroorzaken. Bepaal exact wat het gemeten spanning op de uitgang is. De universele formule voor het meten van uitgangsimpedantie is:

clip_image007In elke discussie die over de uitgangsimpedantie gevoerd wordt, zou men speciale aandacht moeten besteden aan de uitgangscondensator CL. Indien een zeer lage uitgangsimpedantie nodig is over het gehele audiospectrum, wordt condensator CL een probleem (ongeacht of het een Mu Stage is of niet)

Als een trap een uitgangsimpedantie heeft van een paar honderd Ohm of minder, dan moet CL verplicht een hoge waarde hebben (én waarschijnlijk een Elco zijn) om zo’n lage uitgangsimpedantie terug te koppelen naar 15 of 20Hz. Met andere woorden: de primaire beperkingen van de uitgangsimpedantie zijn gelegen in de fysieke grootte, de kosten en de kwaliteit van condensator CL. Denk er ook aan dat het laden en ontladen van zo’n condensator met een hoge waarde een behoorlijk lange tijd vergt, door de typische toepassing van de roosterweerstand bij de volgende buis.
Tenzij je de trap moet gebruiken om een erg lage impedantie aan te sturen, is het grootste voordeel gelegen in het feit dat een erg lage impedantie de eigenschap heeft om de interelektrode (Miller) capaciteit van de volgende buis of circuit op de hoogste frequenties aan te sturen. Er is geen hoge waarde van CL voor nodig om dat te bereiken. CL moet op dusdanige wijze worden gekozen, dat zijn capacitieve weerstand (Xc) op 10Hz niet meer is dan ééntiende van de waarde van de load (RL). Het zou niet nodig moeten zijn om CL groter te maken dan 3uF en de meeste lezers zullen nooit aan die waarde komen.

Filtering & Hybriden

De B+ voeding naar de schermroosterweerstand Rsc moet erg goed gefilterd zijn. Een methode die goed werkt, is om de anode voeding van V2 af te tappen met een aanvullende trap voor RC-filtering t.b.v. Rsc’s B+. Een aanbevolen waarde voor de RC-filter weerstand is ongeveer 5% van de anode voedingsfiltercondensator van V2. Je kunt ook eenvoudigweg Rsc en de anode van V2 verbinden met hetzelfde voedingspunt, zolang je maar gebruik maakt van een goed gefilterde voedingsspanning.

Alan Kimmel Mu-Stage Figuur 5

Alhoewel het niet nodig is om een gestabiliseerde voeding te gebruiken met de Mu Stage, kun je (als je het toch doet), Rcs en de anode van V2 verbinden met hetzelfde voedingspunt (of je kunt de B+ naar Rsc stabiliseren) Vergeet niet dat de voltage specificatie van Csc op zijn minst even hoog moet zijn als de B+ spanning.

Voordat we figuur 4 verlaten, wil ik nog even toevoegen dat V2 best een triode kan zijn als je dat wilt. Maar als je dat doet, loop je tegen de beperkingen aan zoals genoemd bij figuur 2, met die uitzondering dat een volledige triodeversie van figuur 4 een lagere uitgangsimpedantie zal hebben dan figuur 2 dank zij de aparte kathode weerstand aan massa.
 
Als je geïnteresseerd bent in hybride ontwerpen, kun je een goede hybride stuurtrap of lijnversterker construeren, door V2 uit figuur 4 te vervangen door een N-channel power MOSFET, zoals in figuur 5.  Naast de voor de hand liggende voordelen om geen scherm- en geen gloeispanningen te hoeven gebruiken, geeft de MOSFET ook nog eens een lagere output impedantie.

MOS zaken

Aangezien MOSFETs een hogere versterking hebben dan penthodes, kunnen zij de waarde van de weerstand Rp vermenigvuldigen tot ongelofelijke hoogtes. Daarvoor kan de waarde van Rp 20x maal kleiner zijn dan de waarde die je typisch zou gebruiken bij een penthode. Bij een MOSFET bronvolger (SF) raad ik aan om voor Rp te kiezen voor een waarde van 680R tot 7,5K, afhankelijk van de stroomspecificaties van triode V1. Opnieuw is de waarde van Rp niet kritisch.

Als algemeen geldende regel gebruik je hogere weerstandwaardes voor Rp bij low-current diodes en lage waardes bij high-current diodes. Omdat de meeste MOSFETs verbeterde-mode types zijn die niet zelf biased zijn, moeten we zorgen voor een vaste bias. Dit compromitteert de performance op geen enkele manier. We willen aan het pootje van de MOSFET’s source terminal ongeveer het halve B+ voltage hangen en daarom moet onze vaste bias ook het halve B+ voltage zijn. We kunnen deze spanning voor de ruststroom onttrekken aan een simpele spanningsdeler van 2 gelijkwaardige (zeg 220K) weerstanden in serie. Verbindt één kant van de spanningsdeler aan B+ en de andere kant aan massa met een 1,5uF condensator over de onderste weerstand.

De verbinding van de 2 weerstanden zal het vaste ruststroom voedingspunt worden waaraan de Gate weerstand Rg2 zal worden verbonden. Dit simpele arrangement geeft uitstekende resultaten. Maar als je geen spanningdeler wilt gebruiken, kun je een reeks zeners in serie zetten als Q1’s vaste spanningsbron voor de ruststroominstelling. Laat de zeners op maximaal 20% werken van hun maximale stroomspecificaties en gebruik een 10uF condensator om de reeks zeners te overbruggen.

Als je een stereopaar of een push/pull paar Mu Stages aan het bouwen bent, kun je dezelfde spanningsdeler gebruiken voor beide versterkerdelen. Er zal geen interactie plaatsvinden.
MOSFETs zijn niet gevoelig voor de waarde van hun gateweerstand. Je kunt dus een hoge waarde gebruiken voor Rg2, teneinde de belasting te minimaliseren zoals die gezien wordt door V1. Je zult merken dat een waarde tot 22 M prima werkt. Verlaag in dat geval de waarde van Cp tot 0,02 uF. Blijf binnen de 25% van Q1’s maximum Wattage.

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.