Verslagen Radiocafé

7 februari 2017: Demonstratie Professionele versterker anno 1951

Het is nog vroeg als ik het zaaltje in Zaandam binnenkom. Enkele bezoekers zijn al aanwezig, hopelijk wordt het straks wat drukker ondanks de slechte weersvoorspelling. Ik heb nog enkele verslagen bij mij van een bezoek aan een HiFi-audiodemonstratie, waar mij al snel bleek dat de handelskennis van de verkopers vele male groter is dan enige kennis van geluidsversterking.

Als ik wat langdurig kijk naar een luidsprekersnoer met een prijskaartje van 125 euro de meter, dan komt al snel iemand naar mij toe die verteld dat in deze kabel rayé koper is gebruikt van een bijzondere kwaliteit.  Om een gegarandeerde stroomrichting te verkrijgen, van het signaal in de kabel naar de luidspreker, wordt er vanuit de versterker een kleine gelijkstroom gestuurd richting de luidspreker als zijnde een gids voor de zuivere geluidstrillingen.

Op dat moment werd ik op mijn schouder getikt, ik draaide mij om en daar stond Anneke die lachend zei: “Dat weet je toch, Piet? Een uitvinding van Joseph Henry in 1836.” “Ja”; knikte ik: “Dat is mij bekend. Hij stuurde een gelijkstroom door een 1500 meter lange kabel en wist daar een, door hem ontworpen, relais mee te bedienen. Maar dat wordt hier misbruikt om een luidspreker van enige voor magnetisatie te voorzien.”

Het is een uitgebreid verslag van mijn bevindingen tijdens het bezoek aan een audiodemonstratie dat ik heb uitgedeeld en het geeft al aan waar straks over gesproken zal worden. Terwijl ik mij voorbereid en de meegebrachte apparaten opstel komen er nog een groot aantal leden binnen. Gelukkig is het nu een goed gevuld zaaltje. Jammer dat er ook sprekers zijn die nooit opdagen als een ander een voordracht houdt en het wel nodig vinden dat je naar hun verhaal luistert.

Meegenomen een versterker met twee stalen 6V6 buizen in balansklasse AB, met als voorversterker een 6SN7-buis. Geen toonregeling wel een loudness-controlschakeling en de mogelijkheid om te schakelen naar een ultra lineaire uitgang. Het geheel zou in 1951 gebouwd kunnen zijn. Er wordt dan ook een Stoet balansingangstrafo gebruikt om beide eindbuizen aan te sturen. Het maximum RMS vermogen is 12,5 watt en ultra lineair 36% minder, gemeten 8 watt bij een belasting van 8 ohm. Deze is gebouwd om te laten horen dat een dergelijke versterker het in kwaliteit kan op nemen tegen al die versterkers die wij op zo’n audiosalon tegenkomen. De versterker is volkomen bromvrij, zelfs met opengedraaide volumeregelaars is met het oor aan de luidspreker niets te horen!

Het chassis is van aluminium om magnetische wervelstromen te voorkomen en tevens is op het aluminium een 3 mm dikke zwarte ge-isoleerde plaat aangebracht zodat de drie gebruikte trafo’s geen contact maken met het chassis en apart geaard kunnen worden.

De voedingstrafo is voorzien van vier wikkelingen van 6,3 volt die ieder 1,5 Ampère kunnen leveren. De gloeidraad van de 6SN7 is aangesloten op zo’n 6,3 volts wikkeling en ook de beide eindbuizen zijn samen op een 6,3 volts wikkeling aangesloten. Beide wikkelingen zijn ieder met twee 100 Ohm weerstanden geaard. Voor de vijf volts 5Y3 gelijkrichter die 2 Ampère gloeistroom gebruikt zijn twee wikkelingen parallel geschakeld ieder met een serie weerstand van 0,7 Ohm om 5 Volt te kunnen leveren. Deze twee weerstanden zorgen tevens voor compensatie voor de beide parallel geschakelde wikkelingen.

Voor de kathodeweerstand van de beide 6V6 buizen zijn twee tegengesteld geschakelde draad gewonden weerstanden van 470 Ohm gebruikt om eventueel oscilleren te voorkomen.  Deze kathodeweerstanden zijn direct verbonden met de middenaftakking van de beide hoogspanningswikkelingen van de voedingstrafo zodat de anodestromen van de beide eindbuizen geen invloed kunnen uitoefenen op die van de voorversterkerbuis.

Ter plekke is aangetoond dat een draadgewonden weerstand van 100 Ohm op de Henry-meter aangaf een waarde te hebben van 150 uH wat overeenkomt met een 402 spoel van Amroh.

Ik hoorde iemand zeggen: ”Een variabele condensator er op aangesloten en je kan op een zender afstemmen.”  Dat lukt nauwelijks want deze draadgewonden weerstand heeft een armzalige Q-factor.

In een versterker moeten bij de eindbuizen in de schermrooster leidingen niet-inductieve weerstanden gebruikt worden. In deze versterker zijn dan ook de schermroosterweerstanden van de 6V6 buizen zonder meer weggelaten. Deze weerstanden dienen om oscilleren tegen te gaan, maar met het gebruik van draadgewonden weerstanden is de kat op het spek binden. Of  men moet twee tegengesteld gewikkeld in serie schakelen, zoals zendamateurs dat doen of niet inductieve koolweerstanden gebruiken.
Gepaarde eindbuizen, ik zet er vraagtekens bij. Dat zal bij een bepaalde waarde van aansturing zijn, maar is altijd onderling verloop. Ook hier werd met een 800 Hertz signaal over de kathodeweerstand enig signaal gemeten als een buis wat meer gaat versterken en daarmee de andere gelijk tegenwerkt. Ten overvloede toch maar de kathodeweerstanden ontkoppelt met een elco van 47 uF/60 Volt.

De fasedraaiing geschiedt met een Stoet balansingangstrafo Type HF primair 10 kOhm en een verhouding 1 : 2 1/2.  Frequentiebereik 40 tot 16000 Hertz. Er zijn mensen die dat ouderwets en achterhaald vinden en liever een buis gebruiken met de nodige weerstanden en condensatoren. In werkelijkheid zijn deze trafo’s vaak te duur ten opzichte van een buis.

Een trafo is over het gehele frequentiebereik precies 180 graden gedraaid en bij weerstanden en condensatoren is dat om en nabij, vanwege onderlinge faseverschuivingen en door de frequentieafhankelijke schakelingen met condensatoren en weerstanden, maar wel goedkoper.

Goed voor een gitaarversterker of populaire muziek  maar niet voor het serieuze werk. Denk aan de uitspraak van Dr. Baumsteiger: “Dat het aantal condensatoren en weerstanden die men gebruikt omgekeerd evenredig zijn met het te verwachten resultaat!”

De primaire wikkeling van de hier gebruikte balansingangstrafo mag niet in de anodeleiding opgenomen worden van de sturende triode maar moet stroomloos gekoppeld worden middels een condensator van 0,25 uF. Anders zou de gelijkstroom van de buis een magnetisch veld opwekken in de weekijzeren kern wat de kwaliteit te niet zou doen.

De anodeweerstand van de tweede triode is 47 kOhm. De versterker heeft twee volumeregelaars, beide in de roosteringangen van de twee triodes van de 6SN7. Hiermee kan een gunstige instelling verkregen worden, onafhankelijk van het aan geboden signaal. Er is geen toonregeling gebruikt, er wordt tijdens de opname al zoveel aan het signaal gesleuteld dat het feitelijk onnodig is om dat thuis ook nog een keer te corrigeren. Te weinig bas? Zet dan het bankstel buiten de deur en bij te veel hoog trek de overgordijnen dicht.

Toch is er van wege de Fletcher Munchon curve een schakelaar aangebracht om deze gehoorkromme recht te trekken en wat meer bas en hoog toe te voegen. Uitgebreid is hier al over geschreven in het radiocaféverslag van 25 januari 2011, waarin het duidelijk wordt uitgelegd en wordt toegelicht. Daarin is ook het schema van deze schakeling te vinden.

Eigenlijk was het de bedoeling om 6N6 buizen voor de eindtrap te gebruiken maar bij het eerdere ontwerp bleek al snel dat deze oude lampen uit een lang verleden nauwelijks te vinden zijn of men kreeg de moderne 6N6 opgestuurd een klein buisje gelijk aan een ECC82.

Daarom toch maar gekozen voor de nog in ruime mate te vinden 6V6 eindbuis en indien mogelijk de stalen uitvoering!! Nu is er dan ook de mogelijkheid om als de uitgangstrafo daarvoor is voorzien een schakeling aan te brengen om ultra lineair te werken.

Een uitvinding van Alan Blumlein in 1937, die op het idee kwam om niet het tweede rooster en de anode samen te koppelen tot een triode, maar om het tweede rooster op een aftakking van de uitgangstrafo te plaatsen op een plaats waarbij toch de voordelen van de triode behouden blijven en tevens een deel van de penthode versterking.  Het vermogensverlies zal dan rond de 36% zijn maar uiteindelijk toch meer als dat de buis als triode is geschakeld.

Hij heeft het in een patent vast gelegd onder nummer 496885. Het zal echter nog zeker ruim tien jaar duren eer deze schakeling bekend wordt door een artikel in het tijdschrift Audio Engineering van 1951 waarin David Hafler en Herbert Kroes een schema beschrijven waarin deze schakeling wordt toegepast. Ook de hier beschreven versterker kan ultra lineair geschakeld worden waarbij deze schermrooster tegenkoppeling wordt gebruikt om de kwaliteit nog meer te verbeteren. Het is dan ook de enige tegenkoppeling die in deze versterker wordt gebruikt.

Tegen koppelen is in feite nodig als er correctie toegepast moet worden als de versterker niet voldoet aan de gestelde eisen en dat is in deze professionele versterker eigenlijk niet nodig. Het is een niet afgeschermd chassis en de eindbuizen worden behoorlijk heet. Aanraken is dan ook gevaarlijk en kan brandwonden opleveren daarom is de aan/uit schakelaar van de versterker uit veiligheid in verband met de te houden demonstraties, later vervangen door een sleutelschakelaar zodat deze alleen onder toezicht ingeschakeld kan worden.  Het werd tijd om een demonstratie te geven en daarvoor gebruikte ik een cd-speler van Philips en een krachtige luidspreker.

Meegenomen een 12 inch Utah luidspreker in een open kast. Deze heeft een enkelvoudige stugge conus en een 11000 gauss Alnico magneet, 8 ohm spreekspoelaansluiting en een rendement van 14%.  Enigszins vergelijkbaar met de Philips 5200 echter zonder klankverstrooier. De luidspreker komt uit een Amerikaanse filmprojector.
Men zou verwachten dat juist voor zo’n gelegenheid een ingewikkelde box met minstens twee luidsprekers voor bas en hoge tonen en voorzien van filters meegenomen zou zijn.

Nee juist niet, want dergelijke combinaties veroorzaken vervelende faseproblemen en kleuren eerder het geluid dan dat het laat horen wat er gehoord zou moeten worden.

Het is rond 1930 dat men er aan dacht een klankbord te gebruiken om akoestische kortsluiting te voorkomen tussen de voor en achterzijde van de conus. Zo’n bord wordt wel erg groot om goed te voldoen. Met gevolg dat men de randen ging omvouwen tot een doos. Hierdoor ontstaan in de nu gevormde kast reflecties die meer kwaad dan goed doen. De luidspreker iets uit het midden plaatsen is een kleine verbetering. Van achteren dicht maken is weer geen verbetering. Volstoppen met dempingsmateriaal…

Het gaat ten koste van het akoestisch vermogen. Als we weten dat een forto bespeelde piano slechts een akoestisch vermogen van 0,4 watt produceert, is het niet iets om ons druk over te maken. Maar het heeft ook invloed op het frequentiespectrum en dat wordt dan opgevangen door extra tweeters waar weer filters voor nodig zijn met gevolg dat er meer vermogen nodig is om voldoende geluid te produceren.

Laat ik maar gewoon deze luidspreker in een ouderwets ondiep kastje plaatsen, zodat niets de luidspreker tegenhoudt zijn werk te doen. Het geluid overtrof dan ook bij de aanwezige alle verwachtingen. Een vol ruimtelijk en zuiver geluid.  Met gesloten ogen waande men zich in de concertzaal.

Het werd een succesvolle demonstratie met deze professionele versterker.
Na afloop van de lezing werd alles nog eens goed bekeken. Dus ook het inwendige moest gezien worden.

Eenvoudig kan de onderkant losgenomen worden om de bedrading en onderdelen te bekijken. Verwondering over de twee houten balkjes links en rechts die enkelen herkenden aan de lang geleden gebruikte blokken hout in de London City versterkers  waarmee het chassis in de kast werd vast gezet.
Opvallend de bijzondere aandacht voor diverse details van deze compact gebouwde versterker en de gebruikte frontplaat. Dit is dan ook een versterker niet bedoeld om bij het nuttige van een drankje er met genoegen naar te kijken of bezoekers te vertellen hoe ver de portemonnee open moest. Deze dient om te kunnen genieten van de muziekweergave.

Er werd nog lang over gesproken en ik moest zelfs op bord nog enkele zaken uitleggen. Het schema kan aangevraagd worden: 072-5628011.

Tekst: Piet van Schagen.
Foto's: Klaas Jellema en Piet van Schagen.