Verslagen Radiocafé

Verslag 27 juli 2010: Geluidsoverdracht middels luidsprekersystemen en balansversterker configuraties

De opening van de avond in ons radiocafé werd zoals gewoonlijk verzorgd door ondergetekende.

Dit keer niet een overvol zaaltje, omdat enkele van onze radiocafévrienden waarschijnlijk naar zonniger oorden vertrokken zijn. Deze keer een korte verhandeling over de luidspreker en de veel besproken dempingfactor. Mee gebracht een oude, 12 inch, J.B Lansing luidspreker uit een Fender gitaarversterker en wat los materiaal om als ondersteuning van deze lezing te dienen.

Een spreekspoel, die door grote belasting tijdens de beweging buiten het magnetisch veld komt, zal doordat er dan minder wikkelingen zich nog in het veld bevinden, op dat moment een lagere impedantie hebben. Dus op dat moment een misaanpassing hebben met de versterker. Met een losse spreekspoel, oude hoefmagneet en Henry-meter werd dit gedemonstreerd.

Nu is dat te ondervangen door een lange spreekspoel te gebruiken, echter het deel buiten het veld neemt dan nutteloos energie op. Dus ook niet direct een goede oplossing. Bekijken we goed een sinus dan is toch duidelijk dat de lijn van top naar top niet recht is, wat inhoudt dat de beweging van de spreekspoel niet lineair is. Bekend is het doppler-effect bij hogere frequenties ten opzichte van een lagere, als dat dan ook nog op een niet lineaire beweging plaats vindt, lijkt mij dat ook geen zuivere weergave van deze hogere frequenties. De ophanging van de conus middels een suspension (centreerring) rond de hals en een geribbelde rand aan de opening van de conus, moeten zorgen voor een soepele beweging . De vraag is echter of deze ophanging in beide richtingen door de veerkracht wel gelijk is. Is dat niet het geval, dan zal er een gelijkrichtend effect ontstaan.

Het zou natuurlijk wel zo prettig zijn als de ophanging van de spoel volkomen apčriodisch zou zijn, zodat de beweging van de spoel niet kan worden beďnvloed. Maar de in feite verende ophanging van de conus heeft een eigen frequentie. Het is dus beter de amplitude van de spoelbeweging te beperken.

Het zou ideaal zijn als de spreekspoel ogenblikkelijk haar beweging staakt als de stroom wegvalt. Echter door de traagheid van de conus slingert deze door. De luidspreker werkt dan als een dynamo en er zal een stroom lopen door de gesloten kring, spreekspoel en secundaire van de uitgangstrafo. Hoe lager de weerstand van de secundaire trafowikkeling des te groter het remeffect. De grote van dit remeffect wordt uitgedrukt in de dempingfactor. Waarbij deze dempingfactor factor100 (R spreekspoel / R uitgang versterker) wel als minimum wordt beschouwd.

Blijft de vraag: is er dan niets goeds aan een luidspreker? Ach is ons gehoor wel in een topconditie? Tijdens de avond bleek dat een der aanwezigen thuis luidsprekerboxen heeft voorzien van extra hogetonenluidsprekers en daar met plezier naar luistert. Echter een gehoortest bij Schoonenberg liet weten dat boven de 8000 Hertz de oren het voor gezien houden. Het is zoals ik meemaakte thuis bij een bekende concertmeester, die het hoog van zijn radio geheel weg draaide. Waarop ik zei: “Dan hoort u de triangel toch niet?” Zijn antwoord was: “Ik ken de muziek toch!“

De meeste mensen horen wat ze willen horen, alleen technici gaan meten of het wel echt goed werkt. Zo rond 1963 worden er in luidsprekerboxen van gitaarversterkers JBL luidsprekers gebruikt. Luidsprekers met een 4 inch spreekspoel, gewikkeld met plat draad om een maximale kopervulling in de spleet van de magneet te garanderen, en die om extra hoog te kunnen leveren, voorzien zijn van een aluminium dop over de spreekspoel zodat deze direct aangedreven wordt.

De glanzende doppen van deze behoorlijk dure luidsprekers zijn zichtbaar door het luidsprekerdoek. Ja diegene die het met de wat goedkopere Utah of Jenssen luidsprekers moet doen, kijkt daar toch wat jaloers tegenaan.

Een bekende muziekhandel in Amsterdam waar ik in die tijd de reparaties voor verzorgde merkte zelfs terughoudendheid bij de aanschaf van de goedkopere uitvoeringen. Gelukkig wisten we een oplossing te bedenken en we bestelden een flinke voorraad aluminium losse dome's bij een Duitse papierfabriek, welke gespecialiseerd is in conussen en ander materiaal voor luidsprekerfabricatie.

Deze lijmden we op de conussen van de gewone luidsprekers en de verkoop steeg gelijk weer. Niet dat deze dome’s die niet direct op de spreekspoel bevestigd zijn enig gunstig effect zouden hebben, of veel bij zouden dragen aan een beter geluid maar wel aan de verkoopsnelheid en het staat natuurlijk duur.

Zo zie ik dat ook met de versterkertechniek, een fabriek bedenkt altijd wel iets om met minder kosten meer winst te kunnen maken. Wat zijn de duurste onderdelen in een versterker? Juist, de balansingangstrafo en de uitgangstrafo. Reclame, een beetje goed gebracht kan dan ook nog wonderen doen.

Het is John Hupse die in ons radiocafé deze lezing vervolgt over de ontwikkeling van diverse eindtrappen en versterkers door Philips.

In hoofdzaak versterkers voor huiskamergebruik en vooral de seriebalansuitvoeringen. Ik zal proberen in beknopte vorm deze lezing op schrift te zetten.

Eerst kregen wij in het kort in vogelvlucht een overzicht in grote stappen over de ontwikkeling in de tijd zoals:

1926: de eerste Philips luidsprekers, waarvan de schaalluidspreker wel de bekendste is. Deze luidsprekers berusten op het principe van variatie van het magnetisme van de permanente magneet.

1929: de Philips meesterzanger met zowel de permanent dynamische en elektrodynamische luidspreker. Met een spreekspoel van 28 Ohm in vier lagen gewikkeld met 0,14 geďsoleerd koperdraad. Gecentreerd middels een op de magneetpen gemonteerde viltring.

1953: de nu zeldzame Philipsradio BX521U met de 4000 Ohm balans luidspreker.

In 1954: de AG9000 de Circlotron versterker. Met twee maal EL81.

1955: de BX 998A met motorafstemming en seriebalanseindtrap OTL.

1957: AG9007 de Circlotron Een 60 watt uitvoering met vier maal EL36. Twee aan twee parallel.

De seriebalans in het schema hierboven, daar is de impedantie van de luidsprekeruitgang vier maal lager door deze serieschakeling dan een normale balansversterker. De serieschakeling heeft een eenvoudige fasedraaier. De onderste buis zorgt er voor dat de bovenste in tegenfase wordt aangestuurd. Wordt het onderste rooster positief dan neemt de anodestroom toe met gevolg dat de spanningsval over de kathode van de bovenste buis toeneemt en het rooster van deze buis ten opzichte van de kathode negatiever wordt.

De getekende triode is slechts een laagfrequent voorversterker. Deze schakeling vinden we terug in bijna alle Philips toestellen met seriebalans. Voor meer info verwijst John naar de duidelijke en uitgebreide begrijpelijke beschrijving, te vinden in het radiocaféverslag van 24 maart 2009. Hierin wordt beschreven het tot stand komen van de lagere luidspreker impedantie.

Een aardige versterker en met weinig onderdelen is deze gemakkelijk te bouwen. Een seriebalans versterker met twee maal EL86. Een leuke en goed werkende eindtrap. Met de schakelaar als dubbele triode en dicht als dubbele pentode. Echter deze typen zijn vol uitgestuurd niet geheel symmetrisch. Terug te vinden in het radiocaféverslag van 24 maart 2009.

Beter is de aansturing met bootstrapping. Deze uitdrukking komt uit het boek van Baron van Münchhausen die in 1751 met een paard in een moeras terecht kwam en zich zelf en zijn paard aan de lussen van zijn laarzen uit een moeras omhoog wist te trekken.

Hier wordt de wisselspanning aan de uitgang van de versterker opgeteld bij de voedingsspanning van de bovenste triode. Hierdoor kan de triode altijd voldoende ver worden uitgestuurd.

De circlotron een ontwerp van Electrovoice eind 1953 is hier eenvoudig in hoofdlijnen getekend om het begrijpelijk te maken. Het heeft een dubbele voeding en ook hier is de uitgangsimpedantie vier keer lager. De aansturing van de eindbuizen is symmetrisch. In het radiocaféverslag van 18 december 2007 wordt deze schakeling uitgebreid beschreven. Geen gemakkelijk schema dat door een technicus in Finland bedacht zou zijn en ook in ons radiocafé voor langdurige discussies zorgde. Het was Ko Ros die deze zware versterkers meebracht om te bespreken. Vooral de gesplitste voeding riep vele vragen op.

De brugschakeling is samengesteld uit twee seriebalansschakelingen. De uitgangsimpedantie is hier twee maal lager en niet symmetrisch. Handiger is om van een stereoversterker de luidspreker aan te sluiten op beide hete bussen van de uitgangen en een der voortrappen door een handigheidje als fasedraaier te laten werken. De uitgangsimpedanties worden dan bij elkaar opgeteld

Een mooi voorbeeld van een balansbrugschakeling is de in het RHT 119 beschreven versterker op bladzijde 134. Een versterker die met zijn EL3 buizen een nostalgische uitstraling heeft en tevens een verbluffende geluidskwaliteit heeft. Dat al velen er toe gebracht heeft om deze na te bouwen.

Natuurlijk kwam ook de wonderlijke Philips BX521U uitgebreid ter sprake. Een balansversterker zonder uitgang maar met een 4000 Ohm luidspreker met middenaftakking. Tussen de anoden is nog een kleine smoorspoel geplaatst.

Graag hadden wij deze radio willen bekijken en beluisteren maar helaas het was niet mogelijk om er zo snel een te kunnen vinden. Het was een leuke en goed begrijpelijke lezing over al deze door Philips toegepaste eindtrappen en versterkers. Er werd in het radiocafé nog lang onderling gesproken over de lezingen onder het genot van de bekende hapjes en drankjes die Dick Zijlmans gewoontegetrouw voor ons neerzet. Ons “Radiocafé” langzamerhand een begrip in onze regio is voor iedere radioliefhebber vrij toegankelijk.

Animator: radiotechnicus Piet van Schagen.