De op verzoek gehouden audioavond op 29 juni in ons radiocafé. Meegebracht deze keer drie demonstratie balanseindtrappen, nog uit de tijd dat ik de vervolgcursus radiotechniek van de NVHR in Haarlem hield.

Jammer genoeg werd deze cursus door het bestuur, met voor mij alsnog onbegrijpelijke redenen, onverwacht stopgezet, er zou meer belangstelling zijn voor een knutsel- en reparatiecursus. Wat mij er toe bracht deze vervolgcursus nu in de vorm van lezingen op persoonlijke basis voort te zetten.

Animator radiocafé Piet van Schagen 

Het is de heer P.P.J Oudendijk die spontaan ons per direct na het horen van de ontstane situatie een prachtige luxe locatie aanbiedt in Schoorl. Wij waren daar dolgelukkig mee, ondanks de voor enkele leden wat grotere afstand, waren het slechts twee cursisten die het lieten afweten. Het werden heel gezellige avonden, alleen een kwaadaardige flitspaal langs het Noord-Hollands kanaal werd wel eens over het hoofd gezien.

Een jaar later betrokken we het nu niet meer weg te denken, het door Dick Zijlmans ingerichte en inmiddels druk bezochte, radiocafé in Wormerveer. Al eerder werd de dit keer meegebrachte ultralineaire versterker in in het RHT 119 beschreven.

Het toepassen van twee Amroh uitgangstrafo's U85NN geeft de mogelijkheid om gemakkelijk over te schakelen naar een stereoversterker. Uitgerust met de overbekende EL3 buizen. Opmerkelijk dat na de beschrijving in ons NVHR blad, veel leden deze versterker hebben nagebouwd. Het viel mij trouwens op dat er in die tijd in advertenties veel oude afgedankte eindtrappen werden aangeboden.

Bij aanvang van deze avond werd deze, toch leuk uitziende, versterker gedemonstreerd en aangesloten op een cd-speler. Hij kan net als een vleugel opengezet worden en waar of niet, er zijn toch enkele luisteraars die dan een nog sprankelender weergave bemerkten.

Opvallend dat tijdens de demonstratie men de schakeling als balanstrap beter vond klinken dan in de stereomode. Ergens begrijpelijk want stereo is niet wat vele denken, dat je hoort wat van links of van rechts komt.

Stel dat het geluid rechtlijnig in een concertzaal op je afkomt en je zit midden voorin dan is de hoek vrij groot, zeker 160 graden. Echter midden op de laatste rij is deze hoek juist vrij klein en zal zo'n 20 graden bedragen en is nauwelijks nog enig stereo-effect aanwezig. Erger is het als je geheel aan een der zijkanten een plaats hebt gekregen. Zit je bijvoorbeeld rechts dan is de lijn naar de musicus die van jouw plaats gezien rechts op het podium zit korter dan die van de musicus links op het podium. Gelukkig is er meestal een gunstige reflectie in de zaal zodat eigenlijk het volle geluid in zijn geheel wordt gehoord. Deze eigenschap noemen we de akoestiek van de zaal.

Vandaar dat de versterker in de mode balans in ons kleine zaaltje beter tot zijn recht komt en het geluid ook prettiger wordt ervaren. De ruimte is dan ook bepalend voor de kwaliteit, denk bijvoorbeeld aan het concertgebouw met zijn buitengewone goede akoestiek en tegengesteld een kerk met zijn vele echo's.

Waarom nu eigenlijk een ultralineaire versterker? Het is eind 1953 dat ACRO-Sound Compagny Philadelphia in de US op de markt komt met een heel bijzondere schakeling, waarbij de schermroosters van de eindtetrode (6L6) verbonden zijn met een aftakking van de uitgangstrafo. Het is het resultaat van onderzoekingen door David Hafler en Herbert Keroes. Lange tijd was de Willamson versterker, met twee 6L6 als triode geschakeld, qua lage vervorming ondanks het lage rendement van 25%, de meest gunstige eindtrap.

Het is natuurlijk wenselijk dat het versterkte uitgangssignaal aan de luidsprekerklemmen gelijkvormig zou zijn aan het ingangssignaal. We zijn echter afhankelijk, bij radiobuizen, van de werklijn in de karakteristiek. Hoe steiler deze lijn des te groter de versterking en is deze geheel recht dan zal er, afgezien van de nodige koppelelementen, geen vervorming optreden. Is de lijn niet recht en asymmetrisch van vorm, zoals dat voorkomt bij trioden, dan is het uitgangssignaal niet meer zuiver sinusvormig. We weten dat ieder niet sinusvormig signaal bestaat uit een optelling van sinussen met de grondtoon en meerdere boventonen. Bij zo'n asymmetrische helling van de werklijn ontstaan even harmonischen. Bij een kromme symmetrische werklijn die we aantreffen bij tetroden en pentoden ontstaan daarentegen oneven harmonischen.

Om een klein beetje inzicht te verkrijgen in deze harmonische is het handig als men zich ook in de muziek verdiept. Het is natuurlijk wel zo gemakkelijk als je een piano thuis hebt staan om een en ander uit te proberen en een beter inzicht te krijgen.

Nemen we namelijk als 1e harmonische de grondtoon C (264 hertz) dan is de tweede harmonische de volgende C (528 hertz) op het klavier. De derde harmonische is 3 x 264 hertz en is 792 hertz, dat is de G in de tweede octaaf. De afstand (interval) C - G noemen we een kwint en dat is ten opzichte van het octaaf een welluidende klank. In een reine stemming is de afstand tussen C en G anderhalf maal. Het stemmen van een piano is niet zo gemakkelijk. Er zijn namelijk zeven octaven en deze bevatten twaalf kwinten. Zijn de octaven zuiver gestemd dan is de hoogste noot 2 tot de 7e macht = 128 maal de grondtoon.

Stemmen we de kwinten gelijk dan is de hoogste noot 1,5 tot de 12e macht = 129,75 maal de grondtoon. Een moeilijke zaak om enige gelijkloop te verkrijgen!! Men heeft al vroeg uitgedacht om een octaaf in 12 gelijke stappen te verdelen, door de frequentie van elke volgende noot te vermenigvuldigen met de 12e machtswortel uit 2. De formule om de afstand van een kwint uit te rekenen, 2 met een exponent 7/12 bleek toch niet zo gemakkelijk te zijn.

Lang geleden, ruim zestig jaar, had ik daar op school geen moeite mee, zelfs zonder rekenmachine, trouwens die hadden wij toen nog niet. Wij moesten het doen met een logaritmetafelboek, of wie dat kon betalen een rekenliniaal.

Maar nu viel dat toch wel even tegen. De uitkomst, na veel gereken op een wat onwillige zakjapanner, bleek 1,4983 te zijn. Iets kleiner dan 1,5 maar nu komen we bij de hoogste noot op de zelfde frequentie uit als met de octaven. Uit bovenstaande blijkt wel dat een pianostemmen meer werk vereist dan het afregelen van de paddingkromme van een super-heterodyne.

Dan is toch een vraag: “Kan je de vervorming van een triode meten?”
Stel we hebben een normale triode als voorversterkerbuis met een belastingsweerstand Ra in de anode van 50 kOhm en de voedingsspanning is 250 volt. Het rooster heeft 4 volt negatief. Als deze triode in rust 2,5 mA trekt, dan is de spanningsval over de weerstand 0.0025 x 50000 = 125 volt. De spanning op de anode is dan 250 – 125 volt = 125 volt. Sluiten we nu een 1,5 volts batterijtje aan met de plus op het rooster dan zal de anode stroom groter worden, bijvoorbeeld 3 mA. De spanningsval over de weerstand Ra is dan 150 volt en de anodespanning nu 100 volt. Sluiten we het batterijtje nu andersom aan dan zal de anodestroom kleiner worden, maar door de verlopende karakteristiek is dat nu maar 2,1 mA.

De spanningsval over de weerstand is nu nog maar 105 volt en de anodespanning stijgt nu naar 145 volt. Dit is te vergelijken met de maximumwaarden van de amplitude van een sinusvormig signaal.

De formule is:

  (va – Vmin) – (Vmax – Va)
--------------------------- x 100%
     2 (Vmax – Vmin)

 (125 – 100) - (145 – 125)
-------------------------- x 100% =  5,5 % vervorming
       2 (145 – 100) 

Maar hoe zit het met de lineaire versterker? Als wij bij een balansversterker met pentoden de schermroosters niet op de gebruikelijke wijze met de anodespanning verbinden maar op aftakkingen van de primaire van de balansuitgangstrafo en deze verbindingen langzaam verplaatsen richting de anodeaansluitingen, dan verandert de eigenschap van de buis langzaam van pentode naar triode. Er zal een punt te vinden zijn waarbij de buizen als het ware een kruising zijn zijn tussen een triode en pentode.

Bij de juiste aftakking wordt het rendement van de pentode benaderd, terwijl de distorsie en inwendige weerstand aan de triode herinneren. Een gemiddelde gunstige aftakking ligt op 20% vanaf het voedingspunt. Dat is de impedantie vehouding Zs/Za, de spanningsverhouding ligt dan rond de 45%. Het afgegeven vermogen is dan nog voldoende groot en de distorsie en inwendige weerstand zijn sterk gedaald. De benodigde roosterwisselspanning om de eindtrap te sturen blijft vrijwel hetzelfde.

De meegebrachte versterker met twee maal EL3 in balansklasse A heeft een anodespanning van 340 volt om toch voldoende uitgangsenergie te kunnen leveren. De gezamenlijke anode- en schermroosterstroom is 70 mA, hetgeen een opgenomen vermogen is van 24 watt. Het rendement van pentoden is 50%, hoewel het hier wat anders ligt. Het uitgangsvermogen gemeten aan de secundaire van de trafo afgesloten met een weerstand van 8 ohm en met een wisselspanning op de ingang van 800 hertz gaf een meting aan van 8 watt.

Natuurlijk kwam het gebruik van twee U85 NN trafo's ter discussie, waarbij de opmerking dat hier niet, zoals bij een enkele trafo, de anodegelijkstroom die van beide buizen tegengesteld lopen in de primaire.

Bij de U85NN trafo's is dat natuurlijk niet het geval. De kern is echter ruim bemeten en natuurlijk voorzien van een spleet. De demonstratie laat dan ook een warm en vol geluid horen. Een meer gedetailleerd verslag van deze schakeling is te vinden in RHT 4/2006-134.

De tweede versterker met als fasedraaier de twee tegengestelde detectiedioden die ieder een pentode deel van een der ECL80's aansturen is al eerder besproken.

Echter de speciale voor de vervolgcursus gebouwde demonstratieversterker, die zodanig is ontworpen dat met de regelbare negatieve roosterspanning de beide hier gebruikte EL84 buizen van A via AB in klasse B ingesteld kunnen worden, waarbij de opgenomen anodestroom afgelezen kan worden op een mA meter, gemonteerd op het chassis. Een gelijkspanningsmeter kan aangesloten worden op stekkerbussen om de negatieve spanning af te lezen. De schermroosters kunnen met een schakelaar zowel aan de hoogspanning of aan de anoden geschakeld worden, zodat we of een pentode- of triodeversterker hebben.

De roosters worden gestuurd met een 'Stoets Radio' balansingangstrafo type HF met een primaire wikkeling met een 10 kOhm impedantie, welke is opgenomen in het anodecircuit van een 6C5. Als balansuitgangstrafo een zware Philips trafo met een mantelkern en een 9 cm2 middenbeen. De gehele eindtrap, afgezien van de voeding en negatief voorziening, bevat slechts een weerstand overbrugd met een elco in de kathodeleiding van de 6N5!! En een ingangspotentiometer.

Eenvoudiger kan het niet, een vrijwel leeg chassis aan de onderzijde. De verwachtingen waren dan ook niet hoog gespannen toen ik aanstalten maakte om ook hier dezelfde cd te laten horen. Tot verbazing van alle aanwezigen kwam zo'n geweldige kwaliteit uit de luidsprekers dat men dacht: “Dat kan toch niet waar zijn!!“
Maar een van mijn radiotechniek leraren van het ARI (Amsterdams Radio Instituut) vertelde ons al in 1952 dat, het aantal componenten omgekeerd evenredig is met de kwaliteit en bedrijfszekerheid. Toch weer bewezen dat een balansingangstrafo over het gehele frequentiegebied de beide roosters het signaal correct 180 graden verschoven aanbiedt. Geen buizenfasedraaier omhuld met faseverschuivende en frequentieafhankelijke netwerken. Waar ingewikkelde tegenkoppelingen toegepast moeten worden om de boel recht te breien. Gewoon een eerlijke eindtrap met alleen het hoognodige aan onderdelen die niet alleen als triode- maar ook in de pentodeschakeling een behoorlijke kwaliteit bezit.

Vanwege de diverse mogelijkheden die dit ontwerp biedt, is het uitermate geschikt voor onderricht in de audiotechniek.

Dan is er de vraag: ”Hoe staat het met de dempingsfactor”. Vaak wordt dit tegenwoordig vermeld en dan moet dat minstens een factor honderd zijn. Is de uitgang 8 Ohm, dan is als we dat uitrekenen de inwendige weerstand van de versterker 8/100 = 0,08 Ohm. Dat zou betekenen dat als de luidspreker en dat moet dan wel een baswoofer zijn met rubber ophanging, die bij het uitslingeren als dynamo werkt, bijvoorbeeld 2 volt afgeeft en er een stroom van 25 ampère retour loopt. Begrijpelijk dat dikke luidspreker kabels nodig zouden zijn. We zien echter de inwendige weerstand van de luidspreker over het hoofd en de stroom is dus 2/8,08 = 247 mA.

Zijn er nog filters in het circuit dan wordt dat nog minder. Stel dat de secundaire van de uitgang is gewikkeld met 0,8 povin, 100 windingen van gemiddeld 10 cm lengte dan is de totale koperweerstand 0,35 ohm. Dat kan er dus ook bij opgeteld worden. Overigens geeft een spanningsbron zijn maximale vermogen als Ri =Ru. Nu schrijven we hier over buizen die spanningsversterkers zijn dat in tegenstelling met transistoren die stroom versterken. Deze zijn niet met elkaar te vergelijken. We moeten de dempingsfactor dan ook zien als een schijnbaar gebeuren. De vraag blijft, hoe de luidspreker er zelf over denkt.

Na de pauze demonstreerde Frank Hartgers zijn Philips 841A.

Een mooi uitziend toestel dat zelfs nog redelijk goed speelt. Het toestel komt vrijwel overeen met het voor ons overbekende arbeiderskastje de 836A. Een toestel dat in vrijwel elke verzameling van onze leden te vinden is, of in ieder geval dat men het wel eens in handen heeft gehad. Wat mij al direct opviel toen ik mijn eerste 836A kocht, dat het luidsprekerklankbord beplakt met het ondertussen beroemde sterretjesdoek op enige afstand is gemonteerd van de kast. Zodat het doek niet tegen de uitsparingen kan klapperen. Wie nu bij een andere verzamelaar op bezoek komt, zal zeker niet opkijken bij het zien van dit toestel, hooguit belangstellend of het originele doek nog aanwezig is en kast er nog uitziet zoals het uit de fabriek kwam en niet in een of andere boten- of vloerlak is gedompeld.

Een uitzondering maakt hier toch wel deze 841A op, inwendig vrijwel identiek aan het arbeiderskastje. Alleen de C453 heeft plaats moeten maken voor de krachtiger AL4. Wat dus een andere buisvoet betekent. Waarom Philips in 1937 nogmaals met zo'n tweekringer op de markt komt en zelfs met de pennenbuizen E455,E462 en de E499 voor de plaatdetectie, heeft waarschijnlijk te maken met een overschot aan 836 onderdelen. Wel is het toestel voorzien van een verlichte namenschaal in plaats van het cijferschaaltje. De luidsprekeropening is hier niet uitgezaagd met mooie vormgevende stijlen, maar beschermd met twee sierlijke horizontale bronzen strippen. Het toestel oogt iets kleiner, maar na even wennen is het toch een aardig model, dat zeker niet misstaat in een verzameling.

Trouwens toch met enige zeldzaamheid, want veel kom je er in vergelijking met de 836A niet tegen. Frank wist toch nog enige leuke bijzonderheden te vertellen over dit toestel zoals de ingebouwde zeefkring gemonteerd op het achterschot, waarmee extra fijn afgestemd kan worden op een vooraf gekozen station.

Hiermee kan vrijwel storingsloos een station beluisterd worden. Wel lastig als je weer op een ander station wilt afstemmen. De zeefkring kan afgestemd worden via een klein gaatje in het achterschot waar net een vinger inpast. Dat valt dan niet mee als je een ander station zoekt. Dus eerst afstemmen met de antenne in de normale ingang en daarna de zeefkring tussen schakelen.

Het toestel trok aller aandacht en werd aandachtig bekeken, waarbij ook het achterschot los genomen werd om een blik te kunnen werpen op het inwendige.

Piet van Schagen