Verslagen Radiocafé

Verslag 25 januari 2011: Experimenteel versterkertje met tweemaal ECL80

De bezoekers keken er wel van op, weer hetzelfde type versterkertje te zien en de al vaker meegebrachte TrioTrack grammofoon. De versterker was echter gewijzigd en voorzien van een “Loudness Control”. Bij wijze van proef had ik de beide PF86 buisjes vervangen door twee EF80 buizen in eenzelfde twice- gridschakeling. Echter dat bleek minder succesvol. De buisjes oscilleerden ondanks afscherming en bleken dan ook ongeschikt. Daarom deze keer maar twee echte eindbuisjes gebruikt en wel het pentode deel van de ECL80 buizen. Wel weer in dezelfde fasedraaiende schakeling die ik al eerder beschreef in het Spreekuur Technische Commissie RHT 3/1992 en ook terug te vinden is in de nu herziene druk van de NVHR, in hoofdstuk 19 van de  radiovervolgcursus.

Piet van Schagen

Ook voor diegenen die niet de cursus willen volgen of reeds de nodige kennis bezitten, kan ik dit boek aanbevelen als een handig naslagwerk. Omdat het niet zo eenvoudig is telkens een scoop te moeten gebruiken om de beide buizen goed in balans te laten werken, heb ik via een condensator verbonden met beide katodes een aansluiting gemaakt (connector H, zie schema) om een hoofdtelefoon op aan te kunnen sluiten. Deze uitgang is overbrugd met een lage weerstand om het geluid wat minder hard  te doen zijn. De 500 kOhm lineaire regelaar P moet zo ingesteld worden dat het signaal het zwakst klinkt. Helemaal weg lukt niet, omdat de buizen altijd iets verschillen in versterking. Ook bij verschillende signaal niveau's zal blijken dat er verloop zal zijn, waaruit we kunnen concluderen dat zogenaamde gepaarde buizen op een buizentester ook bij diverse signaalsterkten niet altijd gelijk blijven in versterking.

De ohmse waarde van de schermroosterweerstand is zo gekozen dat er voldoende signaal is om de andere buis te kunnen sturen. Om voor een evenwichtige toestand te zorgen is ook het schermrooster van de andere eindbuis van eenzelfde weerstand voorzien. Zodat beide dezelfde schermrooster tegenkoppeling hebben. Met de 150 volt anodespanning is het uitgangsvermogen gering. Maar spoedig zal blijken dat het voor het zaaltje ruim voldoende zal zijn. De vraag: "Waarom altijd weer buizenversterkers tijdens deze lezingen?" Ik heb meer vertrouwen op een goede werking van electronen die bij het licht van de gloeiende katode gemakkelijk hun weg naar de anode kunnen vinden dan electronen die door duistere holen en grotten struikelend van het ene in het andere gat moeten proberen de uitgang te vinden.

De aanwezigen begrijpen natuurlijk dat dit niet serieus is bedoeld, maar wel opvallend dat audioliefhebbers toch het liefst voor buizen kiezen als het ideale versterkerresultaten betreft. Deze avond gaat het in hoofdzaak om loudness control. Veel audioversterkers hebben wel zo'n drukschakelaartje met het dit opschrift. Het heeft te maken met de gevoeligheid van ons gehoor over het gehele audiofrequentiebereik.

Fletcher Munson

Het zijn Harvey Flecher en Munson Wilden van het Bell laboratorium die daar in 1933 een onderzoek hebben gedaan. De methode voor het kwantificeren van luidheid is gebaseerd op het onderling vergelijken van tonen van verschillende frequenties. De eenheid van luidheid is de phon. Men gebruikte een toon van 1000 hertz van een vooraf vastgestelde SPL (sound pressure Level) in dB's als standaard. Een groot aantal mensen werd gevraagd om tonen van andere frequenties zo te regelen dat deze in luidheid overeenkomen met de 1000 hertz standaardtoon. Het zal duidelijk zijn dat op deze manier voor elke toon, willekeurig welke frequentie of geluidsterkte, het luidheidsniveau kan worden vastgesteld.

Uit al deze metingen is een gemiddelde kromme opgetekend die nu bekendheid heeft als de "Fletcher-Munson"-curven.  Hieruit blijkt dat het oor het gevoeligst is voor frequenties tussen 800 en 5000 hertz. Bij lagere frequenties neemt het van de onderste drempel (treshold) van 0 dB bij 60 hertz al af met 50 dB en ook na de 5000 hertz neemt de gevoeligheid af. Daarbij wel opvallend dat hoe luider de toon hoe vlakker de curve wordt. Ons gehoor is ook niet bedoeld voor het luisteren naar Hifi maar meer voor het verstaan van uitgestoten keelklanken om te communiceren lang geleden toen we nog in huiden rond liepen. "Ah", voor iets dat je bevalt, "èh", voor wat je verbaast, "ih" te vergelijken met lachen, "ùh", voor wat je tegenstaat en natuurlijk "oh!!!" als een knappe vrouw in zicht komt en niet vergeten heel belangrijk babygehuil.

Al eerder is er de wet van Fechner die stelt, dat de gehoordruk evenredig is met het logaritme van de geluidssterkte en de dB's, die evenredig zijn met de sterkteverhoudingen kunnen we daaraan gelijkstellen. Het is in de muziek dat de phon nog werd gebruikt door Stowkowski voor de aanduidingen van de sterkte in de muziek. Zoals ppp = 20 phons, pp = 40 phons, p = 55 phons, f = 75 phons en ff = 85 phons. Echter na 1957 is de phon al niet meer in gebruik. Het is handiger om met dB's te werken. G.A Briggs de man van Wharfdales luidsprekers schreef over phons: "Working in phons is rather like cooking the joint before you buy it!" Alhoewel ons oor niet geheel reageert op dB's als verwacht. Als de geluidsintensiteit wordt gereduceerd tot de helft, 3 dB, dat neemt ons gehoor een verzwakking van 20% waar.

Als we alle frequenties over het gehele audio frequentiegebied even hard willen horen, dan moeten we de versterking van dit frequentiegebied aanpassen door in onze versterker filters aan te brengen die er voor zorgen dat voor ons gehoor alle freqenties aangeboden worden op eenzelfde niveau van geluidssterkte die voor ons oor even luid klinken. Het laag en hoog moet opgehaald worden.

Loudness Control

Het meegebrachte versterkertje laat, als er een blokgolf wordt ingestuurd, met een grondfrequentie van 400 hertz aan de uitgang, een redelijke blokgolf zien. Wat een vrij rechte karakteristiek aangeeft. Tussen de voorversterker en eindversterker is een inschakelbaar filter aan gebracht.

Schema versterker met tweemaal ECL80

Voor de lage frequenties een serieschakeling van een weerstand en condensator. De condensator is via de kontakten van een schakelaar kortgesloten en doet geen dienst bij normaal gebruik. Bij inschakelen van het loudness control wordt dit contact verbroken en staat deze in serie met de weerstand van 10 kOhm. Met het dalen van de frequentie neemt de schijnbare weerstand van de condensator toe. Samen met de weerstand van 22 kOhm en die van 10kOhm welke in serie staan vormt dit een automatische potentiometer voor de verschillend aangeboden frequenties. Hoe lager de frequentie des te meer signaal gaat er naar de eindtrap. Willen we een kantelfrequentie van 700 hertz passend bij de "Fletcher-Munson"-curven, dan is deze eenvoudig te bereken en komen we uit op 0,022 uF.

loudness schakeling

Evenzo wordt condensator van 1000 pF parallel gelijktijdig meegeschakeld aan de weerstand van 22 kOhm waardoor de hogere frequenties bevoordeeld worden, beginnend bij een kantelfrequentie van 7000 hertz.

De versterking is nu vrijwel tegengesteld aan de gevoeligheid van ons gehoor over het voor ons hoorbare frequentiegebied. Meestal wordt deze schakeling gebruikt met een logaritmische volumeregelaar met aftakkingen. Men noemt het dan een psychologische volumeregeling. Hier wordt het niveau geregeld in de ingang van de versterker.

Tijd om wat te laten horen. De verwachtingen bij het zien van het eenvoudige op wat Amroh  uniframe gemonteerde versterkertje met twee ECL80 buisjes is niet erg groot.

Ed Plevier

Voor de zekerheid wordt de balansschakeling met de hoofdtelefoon nog even fijntjes afgeregeld middels een 800 hertz, aangeboden signaal uit een capaciteitsmeter. Wel zo gemakkelijk zodat een toongenerator thuis kan blijven. Dan wordt er een plaatje opgezet onder toeziend oog van het NGG. Het klinkt niet onverdienstelijk en luid genoeg voor ons onderkomen. Dan wordt met de schakelaar het loudness control ingezet, iedereen veert even op uit zijn stoel bij het horen van het plotseling volle geluid. Diep klinkende bassen en klankrijke boventonen. Dat had men niet verwacht! Als even later weer teruggeschakeld wordt dan merkt men pas goed hoe iel alles klinkt. Dus maar weer gauw terug geschakeld naar loudness control.

René Daemen

René Daemen wil toch wel wat meer horen en komt al snel met LP's aanzetten uit de grote platenvoorraad uit de NGG Vintage Salon. Ook deze klinken bijzonder goed en verders zal deze avond onze Trio Track platenspeler nog de hele avond blijven draaien. Dat zo'n vol geluid mogelijk is met twee op een lage anodespanning werkende ECL80 buisjes, met tegenkoppeling in de schermroosters, verwonderde iedereen en dan ook nog met een als triode geschakelde ordinaire EF80, een televisiebuisje, als voorversterker.

Een mono versterker en zelfs een pick-up met een kristalelement!  Nee het is geen lineaire eindtrap al wordt hier noodgedwongen voor het fasedraaien schermroosterweerstanden van 3,9 kOhm gebruikt. Iemand vraagt mij of ik soms voor de bedrading zilverdraad heb gebruikt, want dat zou dan de verklaring kunnen zijn van deze opvallende goede geluidskwaliteit. Ik antwoordde hem dat ik slechts het gewone lood/tin multicore soldeer gebruik en vertind montagedraad om een goede las te kunnen maken.

buizen vadecuum

Net als de vorige avond worden er weer buizen vademecums bij gehaald om diverse eindbuizen te vergelijken.

Peter Boin met HTC

Peter Boin demonstreerde ondertussen zijn, op een GSM gelijkend toestel, dat het muziekpatroon meet door op de luidspreker te richten en dan laat zien welke tekst er op het label staat. De moderne techniek staat voor niets tegenwoordig.

Foto versterkertje met tweemaal ECL80

Maar het met een zestiger jaren vergelijkende versterkertje laat deze avond toch horen nog bijzonder goed te kunnen meekomen en zeker niet onderdoet voor een modern apparaat. Zoals iemand toch wat teleurstellend opmerkte, die net deze week een wel erg dure Marantz installatie had gekocht en nu moest toegeven nauwelijks kwaliteitsverschil te horen. Erger nog! Dit klonk zelfs nog beter!!

Men vergeet vaak dat ook de ruimte waar de installatie staat opgesteld een grote rol speelt. In ons café hangt de luidspreker box met een Philips 9710 op anderhalve meter hoogte en het geluid heeft ruim baan over de hoofden van de luisteraars in het zaaltje. De gemiddelde nederlandse huiskamer is eigenlijk te klein om goed laag te kunnen weergeven. Daarbij ook vaak nog volgestouwd met meubilair, wat ook niet echt bijdraagt tot een volmaakte weergave al is de versterker van een hoge kwaliteit.  Misschien een goed idee om mijn eerste versterkertje te herbouwen met een E428 en E443H met een Philips laagfrequenttrafo als koppelelement, ik weet zeker dat het dan zeker niet onder doet voor wat we nu horen deze avond.

Toch zit er een addertje onder het gras, want natuurlijk een aardig idee om de "Flecher-Munson"-curves voor ons gehoor recht te trekken. Maar hoe moet het dan bijvoorbeeld met het luisteren naar een symphonie orkest, bij een bezoek aan het concertgebouw? Daar staan in het groot symphonieorkest wel tien contra bassen naast elkaar om de lage frequenties wat meer te versterken. Is dat ook een vorm van loudness control of om wat voldoende tegengewicht te geven ten opzichte van de grote hoeveelheid violisten?  Maar hoe zit het dan met een vier mans kamerensemble of slechts één pianist aan een vleugel? Wanneer moeten we wel of niet de loudness control inschakelen.

Enfin laten we ons daar maar niet druk over maken.                      

Piet van Schagen.