Het eerste wat mij opviel was het grote aantal bezoekers deze avond. Klaas Jellema had alles al voorbereid, het whiteboard en de netaansluitingen. Zelfs een kop koffie stond al klaar. Maarten Gudde had speciaal voor deze avond een bijna gelijkende Philips versterker meegenomen.

Nu kon iedereen zien hoe zo’n apparaat er toentertijd uitzag. Het hoofdzakelijke verschil is dat de voorversterker een pentode lamp is, type E462. De vormgeving is echter gelijk aan die van de 3750 versterker. Het eenvoudige schema met twee trioden zal menigeen niet onbekend zijn. Nog altijd wordt dit meer dan tachtig jaar oude schema nagebouwd als het hoogst kwaliteit zijnde versterkerschema.



De buizen zijn nauwelijks nog te vinden maar 20 watt is niet direct nodig, in werkelijkheid zal het afgegeven vermogen niet meer dan 6 watt zijn.

Als ik in 1956 wordt gevraagd om in een rock-and-roll formatie de gitaar solo’s te spelen, gebruikte ik tijdens de eerste optredens een oude Philips 525A waarin ik twee E443H buizen parallel had gezet. Buisvoeten genoeg want het ontvangstgedeelte had ik er uit gesloopt. Als enig elektrisch instrument in het orkest was dat toentertijd al een erg hard geluid. Met andere woorden met 6 watt heb je al een redelijk flink vermogen. Trouwens ik was het enige elektrisch versterkte instrument er werd in het begin nog geen elektrische basgitaar en orgel gebruikt.

In de zelfbouwprojecten, vergelijkbaar met de Philips 3750, wordt meestal de 6SN7 en de AD1 gebruikt. Anderen denken met een oude zendbuis nog succesvoller te zijn. maar dat is eerder leuk om naar te kijken dan dat het enig nuttig voordeel zou hebben. Soms zelfs met rood gestookte anoden zodat de elektronenstroom tegen de secundaire emissie in moet zwemmen, eigenlijk energieverspilling ten koste van het afgegeven vermogen aan de luidspreker.

Speciaal voor de lezing heb ik de versterker nagebouwd en gebruik gemaakt van een Philips koppeltrafo type 4003, echter niet in de stroomloze schakeling, waarbij door de primaire geen stroom loopt en er geen voormagnetisatie van de kern kan ontstaan. Daarom ik heb de koppelcondensator C8 en S11 (zie schema) laten vervallen en de voorversterker op een lagere anodespanning aangesloten.



Koppelcondensatoren zorgen voor ernstige lineaire vervorming. Beter zou nog zijn een directe Loftin-White koppeling, maar dat stelt hoge eisen aan de instelling van de eindtriode. Deze trafo is vrijwel recht van 70 tot 10.000 Hertz. Dat koppeltrafo’s meestal niet worden gebruikt heeft te maken met het feit dat twee weerstanden en een condensator goedkoper in aanschaf zijn dan een goede transformator (zie radiocaféverslag van 17 november 2015).

Geen enkele versterker zal voor alle frequenties dezelfde versterking opleveren als er capaciteiten in de circuits gebruikt worden, vanwege lineaire vervorming. Vandaar toch maar de transformator gebruikt. De in technische bladen beschreven versterkers zijn meestal een verlengstuk van de adverteerders en wordt het schema zoveel mogelijk uitgebreid met onderdelen die in de handel verkrijgbaar zijn. In vroege beschrijvingen vinden we al in de ophef van zo’n artikel opmerkingen zoals: “Voorzien van een goedwerkende toonsluis!” of “Uitgebreid met een Dashboard voorzien van toonregelaars”.

Men noemt het toonregeling maar eigenlijk kan je hiermee de lineaire vervorming een handje helpen. Een andere tekortkoming is frequentievervorming die wordt veroorzaakt door de buiging in de  karakteristiek van de buis, die de niet-lineaire vervorming wordt genoemd. Bij een triode is dat de tweede harmonische.

Nu kan bij de hier beschreven versterker de eindbuis als triode geschakeld worden, dus nu twee trioden met hun tweede harmonische vervorming in cascade. Echter in tegenfase die elkaar tegenwerken. Bij bespelen van  een piano wordt meestal bij een akkoord de grondtoon ook nog extra met de pink er bij gepakt om een voller geluid te verkrijgen. Bij een accordeon of orgel zorg je voor een extra octaafregister. Met ander woorden met een vol uitgestuurde triode kan het nooit slechter klinken. Reden dan ook dat men graag trioden gebruikt als men een mooi warm geluid verlangt. Maar het is wel zo prettig dat een versterker alleen datgene laat horen wat wij aan de ingang toevoeren.

Er wordt nog even gesproken over de zeven octaven van de piano en de 12 kwinten, uitgerekend is daar een verschil in. Een octaaf is twee keer de grondtoon en dat wordt dan 2 tot de 7 macht is 128 en een kwint is anderhalf maal de grondtoon en 1,5 tot de twaalfde. Met de berekening ging het even voor het bord mis, er moest 129,75 uitkomen maar ik was het spoor even bijster. Om toch te laten weten dat de hersenen nog redelijk kunnen werken leuk het mij leuk een rekenkunstje te demonstreren.

Ik vroeg of iemand een getal wilde opnoemen van ongeveer acht cijfers, bijvoorbeeld de geboortedatum. Heel twijfelend kreeg ik dat van iemand te horen en na even wat moeizaam hoofdrekenen zei ik, de derde machtswortel is 105,7302087. Iemand had een rekenmachine bij zich en liet weten dat het klopte. Ik herhaalde het rekenkunstje nog met een ander opgegeven getal en ook die uitkomst 99,39508145 bleek te kloppen.

Achteraf heb ik daar nog al wel wat reacties op gekregen.  Kan ik dat echt even uit het hoofd uitrekenen of was het een voorbereid onderdeel van de lezing? Ach de derde machtswortel is toch geen onbekende, van 3dB is de uitkomst dan 1dB.

We hebben geleerd dat een 1,26 voudige versterking van luchttrillingen overeen komt met een sterkte toename van 1 dB. Dus 1,26 x 1,26 x 1,26 is 2 en dat is dan 3 dB.
Al op de lagere school in 1938, zat ik in de tweede klas en leerde dat 1+2+3 = 6. Het cijfer 6 bleek een wonderlijk getal te zijn. Als je het rijtje getallen aanvult met de 4 en 5 dan is dat opgeteld 15 en deze twee cijfers bij elkaar opgeteld geeft ook weer een 6. Dit komt door de  4 en 5 gevormde 9. Er werd hier al in een eerdere lezing in Zaandam  opgewezen.

Eigenlijk waren wij beland in een zestallig stelsel. Een leuk voorbeeld van sommen die we op school vroeger moesten maken is: Moeder koopt  anderhalf dozijn appels, haar twee kinderen krijgen ieder een appel mee naar school. Hoeveel liggen er dan in de fruitschaal? Het antwoord is zestien. Het hoofd van de school koopt een gros potloden en de acht klassen krijgen ieder een dozijn in voorraad, hoeveel houdt hij over? Antwoord 48 potloden. Zelfs tijdens de zangles kwamen we in de tekst het cijfer zes tegen.

“Ferme jongens, stoere knapen o hoe suffend staat gij daar;
Zijt gij dan niet wel geschapen, zijt gij niet van ZESSEN klaar.”

Nu waren de meeste kinderen daar niet van onder de indruk, jongens zijn toch meer met hun gedachten bij het voetballen , maar ik vond het erg interessant om mij verder in het rekenen te verdiepen.

Als men cijfert op de manier zoals dat op school wordt geleerd dan blijft het bij het opdreunen van de tafels tot tien. Terwijl, als we goed opletten bijvoorbeeld in supermarkten, zal toch opvallen dat bij verpakkingen nog altijd het zestallig stelsel wordt toegepast. Misschien wel aardig om eens een lezing rekenen te geven, alhoewel ik denk niet dat daar veel animo voor is. Alhoewel, tot nu toe kunnen we nog altijd rekenen op een grote belangstelling.

Wat onze versterker betreft, met de twee trioden voldoen wij aan de hoogst gestelde eisen. Wat wil dat nu zeggen harmonischen? Het is de term waarmee gehele veelvouden van een grondtoon worden aangeduid. Ieder harmonisch geluid is samengesteld uit een grondtoon en een aantal boventonen. De grondtoon is de eerste harmonische en deze bepaalt wat de frequentie van deze toon is. De frequentie van de tweede harmonische is twee keer zo groot als de grondtoon en de derde harmonische is drie maal groter enzovoort.

De verhoudingen van de amplituden onderling bepaalt de klankkleur en wordt het spectrum genoemd. Normaal verhouden deze boventonen zich in gelijke aflopende hoogten. Zo niet dan spreken we van disharmonie en zijn dit geen reine harmonischen.

Bij muziekinstrumenten is de aanzet van de toon bepalend voor het geluid. Als iemand op een trompet een mooie zuivere toon kan blazen wil dat nog niet zeggen dat een ander op dat zelfde instrument het ook kan. Er zijn mensen die nauwelijks geluid uit het instrument kunnen krijgen. Maar er zijn er ook die zelfs bij het weergeven van een geluidsopname niet weten waar ze naar luisteren, wat te vergelijken is met het kijken naar een schilderij zonder te begrijpen wat het voorstelt maar wat men wel mooi vindt. Ach wat maakt het uit als men denkt naar een viool te luisteren en het blijkt na informatie een cello te zijn.

In het meegebrachte versterkertje wordt een E424 en een E443H gebruikt welke laatste omschakelbaar is naar een triode-instelling. Het uitgangsvermogen zal dan de 2 watt niet halen maar voor huiskamergebruik is een volumeregelaar desondanks noodzakelijk. De buizen hebben ieder hun eigen gloeidraadvoeding om onderlinge invloed te vermijden (gloeidraad kathode ruis).

De direct verhitte eindbuis is voorzien van een speciale bromcompensatie door een deel van de gloeidraadspanning in tegenfase naar het rooster te sturen. Met een regelaar van 47 Ohm, parallel aangesloten over de vier volts gloeispanning, kan dat ingesteld worden. Met een condensator van 2 µF wordt het verbonden met de onderzijde van de secundaire van de koppeltrafo en is een weerstand van 27 kOhm in de minleiding aangebracht. Een zijde van de vier volts trafospanning is geaard.

Gewoonlijk wordt een middenaftakking van de trafo gebruikt om te aarden of via twee weerstanden maar dan voed je de gloeidraad met twee maal twee volt en verhoog je de brom als het even tegen zit naar 100 Hertz. Een kathode kan in zijn geheel naar de juiste gelijke  temperatuur gebracht worden. Directe verhitte gloeidraden en vooral verticaal gemonteerde draden gloeien niet overal gelijk. Het hoogste punt zal dan  feller gloeien  dan de draden aan de onderzijde.

Het is dus zaak met de regelaar van 47 Ohm de juiste instelling te vinden, na enige minuten zal zelfs een nieuwe correctie nodig zijn. De versterker is hiermee doodstil te krijgen. Het is die avond gedemonstreerd en zelfs met het oor aan de luidspreker werd nauwelijks brom gehoord. De E424 is op de 6,3 Volt aangesloten.

Deze buis met een kathode trekt meer stroom dan de eindbuis. Om de kathode te kunnen verhitten gebruikt deze viervoltsbuis 1 Ampère gloeistroom, derhalve is een serieweerstand van 2,3 Ohm aangebracht. Het duurt ook even eer deze buis werkzaam kan zijn als de versterker wordt ingeschakeld.

Er wordt slechts één luidspreker gebruikt. Voor meervoudige luidsprekersystemen met vermogen slurpende filterschakelingen is het vermogen van dit versterkertje te gering. Begrijpelijk zal het zijn, dat een luidspreker opgesteld midden op een voetbalveld anders te beluisteren zal zijn dan een in een gemeubileerde kamer met geopende  overgordijnen een grote spiegel aan de wand en een glad houten driezitsbank. Een noodzakelijke correctie zal dan ook nodig zijn in de vorm van een toonregeling.

Het lineair ingrijpen heeft dus toch nog enig nut. Maar van werkelijkheidsweergave is geen sprake: de lineaire vervorming wordt beïnvloed door de ruimte waar de luidspreker staat opgesteld. Iedereen weet dat zingen in de betegelde doucheruimte iemand het idee geeft een operazanger te zijn, men zou dus zijn luidspreker in de badkamer  kunnen plaatsen.

Geen mens die dat zal doen en liever plaats neemt aan het  met vele knoppen voorziene dashboard van zijn uitgebreide versterker. Hier is dan ook gebruik gemaakt van een wel zeer eenvoudig hoogaf, regelbaar filter zoals we dat ook aantreffen in bijvoorbeeld een Philips 470A.

Met een blokgolfgenerator en een scoop is dit gedemonstreerd en het werkt prima, iemand sprak over en Baxandal-regeling, of dat niet beter zou zijn. De verliezen hiervan zijn groter dan een eventueel voordeel. Vergeet niet de uitdrukking van dr. Baumsteiger: Dat het aantal gebruikte weerstanden en condensatoren omgekeerd evenredig is met het te verwachten resultaat.

Het audiosignaal passeert in dit versterkertje slechts een condensator van 1000 pF. Zelfs die zou kunnen vervallen als we de E424 voorzien van een kathodeweerstand, eventueel overbrugd met een kleine elco in de grootte van ongeveer  24 µF.  Met het weglaten van deze elco wordt de E424 tegengekoppeld en dat heeft een gunstig effect op de niet lineaire vervorming.

Ook in het bovenstaande schema SRPP is te zien dat er geen condensatoren gebruikt worden in het audiocircuit. Zelfs geen koppeltrafo en is gebruik gemaakt van de Loftin-White schakeling waarbij de anode van de voorversterkerbuis direct wordt verbonden met het rooster van de eindtriode.

Veelal worden de twee trioden van de voorversterker (6SN7, 6SL7 of ECC82) parallel geschakeld of in cascade, zie het schema van de SRPP-versterker. De tweede helft van de 6SL7 wordt dan gebruikt als anodeweerstand voor de onderste triode. Juist in het onderste deel van de buis karakteristiek neemt bij volle uitsturing de anodestroom af, met gevolg dat de Ri van de bovenste helft daalt en de versterking van de onderste triode  toeneemt.

De totale versterking G is een ½ mu (let op… zonder sturing is Ra = Ri ) en slechts een helft van de dubbeltriode wordt gebruikt voor de versterking. De tweede harmonische vervorming wordt hierbij bijna volledig tegengegaan van deze voorversterkerbuis. Als we op de tekening de bovenste triode omdraaien en naast de eerste plaatsen is te zien dat beide inwendige weerstanden in tegenfase parallel staan. Berekening van deze cascadeschakeling is terug te vinden in Radio Electronica januari 1958 op bladzijde 33.

Deze schriftelijke vraag werd gesteld tijdens het NRG examen Radio Technicus eind 1957. Hieruit blijkt al hoe oud deze schema’s zijn die nu nog zestig jaar later in bladen beschreven worden als moderne High-End toepassingen. Tegenkoppeling in een versterker waar het signaal nogmaals koppeltrafo’s of frequentie-afhankelijke netwerken middels capaciteiten en weerstanden moet passeren is eigenlijk onmogelijk en ten sterkste af te raden. Zelfs in deze schema’s moeten we rekening houden met de buiscapaciteiten die invloed uitoefenen op de hogere frequenties.

We kunnen ook last krijgen van intermodulatie vervorming, dat gebeurt als twee afzonderlijke signalen de versterker worden aangeboden. Dan ontstaat net als in een super de verschil- en somfrequentie. In gitaarbandjes is dat bekend. Als een sologitarist zijn gitaar aansluit op de versterker van de basgitarist dan gaat dat hopeloos fout. Je zou denken met een grammofoonplaat gaat dat toch wel. Maar dan is dat een gezamenlijk opgebouwde complexe frequentie die de versterker bereikt. Wat bij musici ook wordt opgemerkt dat de 'slewrate' van de eindbuizen na verloop van tijd niet meer dat is wat er van verlangd wordt.

Het geluid is er niet direct, de buis kan het niet direct meer aan, om direct te reageren. Op een buizentester lijkt de buis 100% maar dan heeft deze de tijd om een elektronenwolk op te bouwen alvorens men op de knop drukt om de uitslag van de meter te zien. De oplossing is zondermeer een nieuw stel buizen.

Terugkoppeling daar is al veel over verteld door John Hupse in het radiocaféverslag van 8 februari 2011. Overduidelijk wordt beschreven hoe een en ander werkt. Ik kan daar niets aan toevoegen.

Condensatoren zijn eigenlijk een vervolg op de ‘Leidsche Flesch’ en dienen om elektrische energie in de vorm van gelijkspanning  erin op te slaan. Met voldoende capaciteit zijn ze nauwelijks gevoelig voor kleine wisselende spanningen, denk aan ontkoppeling van schermroosters en kathoden.

Gebruiken wij ze als koppelcondensator dan is dat in hoofdzaak om te zorgen voor een niet galvanische verbinding tussen de voorgaande anode van de voorversterker en het rooster van de eindbuis. De capaciteit mag dan weer niet te groot zijn vanwege de laadtijd van de condensator.

Stel je denkt met condensatoren van 1 µF een sublieme koppeling voor de hogere registers te hebben voor het audiogeluid. De grote condensator bevindt zich in een gelijkspanningsveld en is dus geladen. De frequenties weten dan echter de aanwezige grote elektrische lading niet tot enige beroering te brengen, ondanks de nu lage schijnbare weerstand volgens berekening. Men spreekt dan van diëlektrische absorptie.

Het belangrijkste onderdeel van condensatoren is namelijk het gebruikte diëlektricum, of de platen van staniol, koper of zilver zijn, heeft weinig invloed op de werking. Opgerolde condensatoren met slechts plaatselijke aansluitingen zijn gelijk ook spoelen. Ook zal de lekstroom bij een grote capaciteit evenredig groter zijn en wij willen niet dat het rooster van de eindbuis een positieve spanning krijgt. Vaak toch kostbare buizen als het antieke exemplaren betreft.

Bij wijze van test kan je een condensator opladen tot een bepaalde spanning en na een uur nogmaals meten met een zeer hoogohmige meter of de spanning niet is gezakt. Is dat wel het geval dan heeft die ontlading inwendig plaatsgevonden en is dus ongeschikt om als koppelcondensator gebruikt te kunnen worden.

Denk er aan dat een koppelcondensator in serie met de lekweerstand van de eindbuis parallel staat aan de anodeweerstand van de vorige buis. Deze anodeweerstand moet dan niet te groot gekozen worden om te voorkomen dat door het audiosignaal de zich wijzigende schijnbare weerstand van de koppelcondensator geen overdreven invloed uitoefent op de anodeweerstand.

Veelal neemt men dan ook een anodeweerstand van 47.000 Ohm. Dat betekent dat men een triode moet nemen met een lage Ri. Vandaar dat van bijvoorbeeld een 6SN7 de beide trioden parallel worden geschakeld. Een juiste keuze is wel erg belangrijk, maar rechtlijnige frequentieoverdracht kan je met condensatoren wel vergeten. Maar met toonregeling is verbetering mogelijk en in ieder geval geen tegenkoppeling toepassen over fasegevoelige schakelingen middels weerstanden en condensatoren . Dus opnieuw plaatsnemen aan het regelpaneel of toch maar de keuze laten vallen op een goede laagfrequent koppeltrafo?

Enige metingen hebben we nog gedemonstreerd met de oude balansversterker die regelmatig wordt gebruikt voor cursussen en geschakeld kan worden met twee EL84 buizen in diverse balansklassen en ook als triode en ultralineair, ook voorzien van schakelmogelijkheden om tegenkoppeling te kunnen demonstreren.

Ook tot verrassing dat in klasse B de afvlakcondensatoren van de voeding er uitgenomen kunnen worden en de versterker aangesloten op een cd-speler zonder enige brom verder speelde. De buizen staan dan volkomen in tegenfase. En wordt de brom bij goed gelijke buizen opgeheven. Dit keer dus geen grappen maar realiteit.

Piet van Schagen, radiotechnicus.