“Kan je met twee PL508 buizen een redelijk goed werkende versterker bouwen?”; werd mij gevraagd door Klaas Jellema. Die mij daarbij twee nieuwe buizen en twee bijbehorende buisvoeten overhandigde. Al deze avonden kosten mij toch al een hoop geld dus deze bijdrage werd met dank ontvangen. Ja waarom zou je daar geen eindtrap mee kunnen bouwen? De buis is echter bedoeld voor een raster tijdbasis eindtrap  in een kleuren-tv en zal dan wel begrijpelijk inwendig een afwijkende constructie bezitten, anders was ook wel een PL84 bruikbaar geweest. Trouwens ik verwacht niet dat deze P-buis beter zou zijn om te gebruiken dan de EL84 die voor audio eindversterking is bedoeld.

Er was zelfs in het verleden een Duitse professor die projectiegloeilampen gebruikte met elektromagnetische sturing als eindbuis, niet dat het succesvol bleek te zijn, maar toch!! Bekend ook de door de heer Woudsma ontworpen gelijkrichter met defecte autodimlampen waarmee accu’s opgeladen kunnen worden. Ik heb daar een demonstratie van bij mogen wonen en het werkte perfect.

Dan zal het met deze frame raster buizen ook wel lukken. Nu behoor ik zelf tot die groep technici die het liefst een versterker beoordeelt middels een geijkte toongenerator en een oscilloscoop waarbij als belasting een vaste weerstand wordt gebruikt. Eigenlijk zou je een regelbare weerstand moeten gebruiken om de frequentie-afhankelijke impedantie te imiteren van een luidspreker. Maar wij gebruiken meestal een vaste waarde die als aanpassing vermeld staat. Meestal is dat bij een versterker met een uitgangstransformator 8 Ω. Nu is zo’n meting niet helemaal juist, want hoe staat het met de akoestische transiënt van de versterker!!

Voorgaande meting is vergelijkbaar met de volkomen zinloze buizentester waarbij buizen de tijd krijgen om alle elektronen bij elkaar te rapen om aan te tonen wat ze in het verleden in een oogwenk konden laten zien op een mA-meter. Ach de buis is nog bruikbaar, dat wel. Is echter deze buis in staat om binnen de kortst mogelijke tijd een signaal weer te geven? Dan bedoel ik in duizenden van een seconde!! Met een geheugenscoop kunnen we de eerste helling van een blokgolf bekijken. Dat geeft dan een beter beeld van de buisconditie.

Andere zelfbouwers proberen hun zelf gebouwde versterker middels een cd of grammofoonplaatje en luisteren hoe het klinkt. Is dat mooi dan betekent dat de luisteraar het aangenaam in de oren klinkt. Echter best kans dat de musicus zelf zijn instrument niet eens herkent als hij mee zou luisteren. Zelfs de vraag heeft de bouwer zelf zo’n instrument wel eens in het echt gehoord op een uitvoering?

Het moet mogelijk zijn een versterker te ontwerpen die volmaakt is, vandaar dat er allerlei ontwerpen worden bedacht om dat te benaderen. Na de 6N6 en 6L6 zijn er geen buizen meer ontworpen die in kwaliteit boven deze uitstijgen. Hooguit dat ze meer vermogen kunnen leveren.  Zouden dan deze twee PL508 dat dan wel kunnen?  Dus toch maar weer tegen beter weten in een schakeling in elkaar zetten om dat uit te proberen. Nu heeft de vormgeving geen invloed op de kwaliteit, dus geen sierlijke frontplaat, mahoniehouten omlijsting en op kunstzinnige wijze geplaatste onderdelen op een gepolijst chassis. Nee voor deze test gebruikte ik een nog werkend oud chassis van een Fender gitaarversterker, gekocht uit een nalatenschap restant op onze beurs.

Gelukkig zijn de magnoval voeten even groot als de octalvoeten en konden dus zonder moeite omgewisseld worden op het chassis waar eerst twee 6L6 buizen hun plaats hadden. Eerste probleem wat ik tegen kwam is natuurlijk de 17 volt gloeispanning. Gelukkig had ik een vervangende trafo twee maal 270 volt bij  125 mA met drie 6,3 volt wikkelingen. Deze in serie plus een 10 watt weerstand van 3,2 Ω waar de twee PL508 met een gezamenlijke gloeistroom van 0,6 A op aangesloten konden worden.

Het gebruik van alle drie de gloeistroomvoedingen voor de eindbuizen betekende dat de gelijkrichtbuis vervangen moest worden door twee 1N4007 dioden. De voedingsspanning meet 350 volt wat voor deze buizen tweemaal te veel is. Normaal werken die met 190 volt en trekken dan al ieder een anodestroom van 60 mA. Als deze in de tijdbasisschakeling werken. Ik heb het geprobeerd met een negatieve roosterspanning te verhogen naar 35 volt negatief, maar dat had niet het succes wat ik er van verwachte. Beter zou zijn om de schermrooster spanning te verlagen en daarom een gezamenlijke serieweerstand op te nemen van 10 kΩ.
De audiowisselstromen zijn vrijwel tegengesteld dus een extra afvlakking kan daarom achterwege blijven.

Het blijkt met meten de proef dat deze al gelijk op een mislukking uitloopt, zonder uitsturing is de spanning op de schermroosters nog zeker 300 volt en bij volle uitsturing zakt deze spanning door de oplopende schermroosterstroom naar 200 volt. Dat betekent bij elke veranderende grote van het aangeboden audiosignaal, dat de buis een andere instelling krijgt. Ik moet dus de schermroosters op een vaste  onveranderlijke spanning aansluiten. De voedingstrafo is daar niet op voorzien dus moet ik wat anders bedenken. Het beste lijkt mij om een stabilisatorbuis te gebruiken een VR150 vergelijkbaar met de OA2. Het is een wat gevaarlijke buis die als het glas breekt radiumstraling afgeeft. Zo werd mij verteld door een lid van onze NVHR vereniging, die is gespecialiseerd in stralingsproblemen, dat twintig van deze buizen om een strijker gebonden al bij afsteken een kleine plaatselijke nucleaire ramp kan betekenen. Dus behoorlijk oppassen!!

Deze VR150 aangesloten op de vertakking van de 10 kΩ weerstand en de twee 800 Ω schermrooster weerstanden (tegen HF oscilleren) geeft een vaste spanning van 150 volt. De anodespanning blijft 350 volt en met 20 volt negatieve roosterspanning is de anodestroom bij minimum uitsturing 10 mA en maximum uitsturing 45 mA. We werken dan in een  klasse B instelling. Daar de invloed van het schermrooster gering is op de elektronenstroom en nauwelijks varieert op de wisselspanning is het percentage vervorming haast te verwaarlozen.

Nou ja, misschien overdrijf ik nu wel een beetje.  Even was ik nog bang dat de fasedraaier een 12AT7 onvoldoende audiowisselspanning zou kunnen afgeven aan de roosters van beide PL508 buizen, waarvan de grote roosterruimte niet te vergelijken is met de oorspronkelijke 6L6,  maar dat viel mee.  Met de toongenerator op 800 hertz werd in klasse B een uitgangspanning gemeten van 11,6 volt over een belastingsweerstand van 8 Ω.Wat neer komt op 17 watt uitgangsvermogen.  De forse uitgangstrafo heeft een impedantie van 10 kΩ / 8 Ω. Natuurlijk de vraag hoe is de kwaliteit van deze versterker. Geeft de VR150 geen storende ruis via de schermroosters.

Natuurlijk is deze gitaarversterker niet gebouwd om plaatjes of cd’s te draaien, de toonregeling werkt toch wat anders dan die van een normale versterker. Bij het aanzetten verwachte ik brom of ruis maar de versterker bleef doodstil, even dacht ik dat er geen spanning opstond. Maar het signaallampje brandde. Zelfs met open gedraaide volumeregelaar was nog nauwelijks iets te horen.

Een pick-up er op aangesloten en een lp opgezet. Het geluid bleek verassend goed te zijn. Een warme onderliggende bas vrijwel onvervormd en een ruimtelijk geluid over het gehele frequentiebereik. Uitermate geschikt voor de klassieke luisteraar!! Het was voor mij volkomen buiten verwachting na mijn eerdere ervaringen met de 6N6 buisversterker waarvan ik dacht dat deze nauwelijks te evenaren zou zijn. Maar deze versterker verdient ook een ruime voldoende. Misschien toch ook maar op een wat mooier chassis bouwen en de Fender versterker weer zijn vertrouwde uiterlijk terug geven... Nu dus klaar om er een lezing over te geven in ons Zaaltje in buurthuis De Poelenburg in Zaandam.

Dat werd goed ontvangen, want het was drukker dan anders. Het blijkt dat audiolezingen toch meestal een redelijk vol zaaltje betekent. Geert Paulides had zelfs nog twee extra gasten meegenomen, de heer A. Demarteau en een jonge vrouw die zorgde voor extra uitleg aan deze mijnheer die blind is. Wat voor mij ook enige aanpassing betekende daar wat ik op het bord schreef toch ook duidelijk gemaakt moest worden. Zo ook de beelden op de oscilloscoop.

Maar dat ging verder voortreffelijk en ik kreeg ook achteraf te horen dat een en ander goed was begrepen. Er moest nog al wat mee genomen worden om een goede leerzame demonstratie te houden. Allereerst een LF-toongenerator die niet alleen sinusvormige signalen kan geven maar ook vierkants- en driehoekfiguren. Dan de scoop, een cd-speler, de versterker en niet te vergeten een luidspreker. Hiervoor heb ik een van de nieuwste 15 inch luidsprekers mee genomen met een Neodymium magneet. In de winkel heeft mijn zoon speciaal voor deze gelegenheid een box gebouwd met open achterzijde om daar zo’n luidspreker in te monteren.

Ik kreeg het voor elkaar om buiten de versterker en luidspreker alles in een bananendoos te verpakken compleet met de nodige kabels en snoeren. Vok Keijsper kwam mij ophalen en zo konden we alles in een keer ter plaatse naar binnen dragen. Om te voorkomen dat iemand de hete eindbuizen vast pakt, heb ik daar een scherm omheen gezet.

Als docent ben je toch verantwoordelijk voor ongelukken. Alhoewel aan het eind van de avond kreeg de heer Demarteau toch een lichte schok, na het aanraken van de versterker die toch al een tijdje uitgeschakeld was, een restspanning in een elco bleek de oorzaak. Het viel gelukkig mee, maar hieruit blijkt wel dat oplettendheid van de docent geboden is.

Ik kan mij voorstellen dat bij het lezen van de gegevens, dat de PL508 een anode piekstroom van 230 mA heeft, men denkt hier met een ware krachtpatser te maken te hebben. Zelf kijk ik liever naar de gloeispanning en gloeistroom want dat is toch de elektrische kachel die de kathode moet verwarmen. Die toch moet zorgen voor de benodigde elektronenstroom. Dat valt dan toch weer tegen 17 volt x 0,3 ampère is maar 5,1 watt iets meer dan van een EL84 die 4,8 watt gloeistroom vermogen heeft. Daarbij de anodedissipatie van 12 watt is gelijk aan die van een EL84. Zelfs met de voor de PL508 verhoogde anodespanning van 350 volt blijkt dat maar net 21 watt aan de uitgangstrafo geleverd kan worden. Met de trafoverliezen komen we dan op 17 watt, dat voor de luidspreker beschikbaar overblijft. Ja dan is een EL84 toch meer geschikt dan een PL508, welke laatste voor heel andere doeleinden normaal wordt gebruikt. De buis die bedoeld is voor 190 volt anodespanning, mag wel verhoogd worden naar 350 volt als het schermrooster maar 190 volt blijft. Nu zorgt hier de VR150 er voor dat beide schermroosters een onveranderlijke spanning van 150 volt krijgen. Speciaal voor de demonstratie is de versterker voorzien in kathoden van de eindbuizen van een 22 Ω weerstand om zo de spanningsval hierover te meten en dan de totale stroom te kunnen meten (weerstanden zijn niet getekend op het schema).

Klik voor grotere afbeelding

Er wordt vast negatief toegepast en dat is omschakelbaar van -9 volt om in klasse A  en vervolgens naar  -20 volt om in klasse B te werken. De schakelaar met het gele hendeltje is zichtbaar op de foto. Daar komt nog bij de spanningsval over de kathodeweerstanden van ongeveer 1,3 volt bij een totale kathodestroom van 60 mA.

Met de LF-generator werd een sinussignaal van 800 hertz aangesloten op de ingang en versterker in klasse A geschakeld. Dat betekent dat beide buizen, zij het tegengesteld het gehele signaal aan de uitgangtrafo leveren. Het komt overeen met twee parallel geschakelde buizen, het voordeel in balans betekent dat de gelijkstromen van de buizen tegengesteld zijn en geen magnetische verzadiging optreedt in de uitgangstrafo. Trekken we een buis er uit dan zien we een  compleet sinusvormig signaal op het scherm van de scoop. Alleen het uitgangsvermogen is nu gehalveerd. Bij twee in klasse A geschakelde buizen is het theoretisch maximum van het te leveren vermogen gelijk aan de maximum anodedissipatie van een buis. Dat is dus 12 watt met de twee PL508’s.

In klasse B neemt elke buis een halve sinus voor haar rekening. De een de positieve helft en de ander de negatieve helft van de sinus. Ook hier trokken we een eindbuis er uit en nu zien we dat de buis op het chassis de negatieve helft versterkt.

Plaatsen we de buis er weer in dan is de sinus weer compleet op het scherm van de scoop te zien. Het afgegeven vermogen is nu  78,5 % = 1,5 x 12 watt van de voorgaande klasse A= 18 watt. Maken we het vaste negatief groter  dan -20  volt dan schuiven we de eindbuizen uit elkaar en is er een deel te zien waar geen signaaloverdracht  plaatsvindt. Het negatieve en positieve deel van de sinus passen niet meer op elkaar. Dat geeft een behoorlijke derde harmonische vervorming.  Het is aan te bevelen het negatief te verkleinen en zelfs iets meer om uit de bocht van de karakteristieken te blijven.

Met een blokgolf liet ik zien dat de versterking over een groot frequentiegebied vrij recht is. Een opmerking dat de toonregeling eigenlijk bedoeld is voor een elektrische gitaar en niet overeenkomt met die van een audioversterker. Ja als met deze gitaarversterker door een gitarist een cd wordt opgenomen, kan dat dan niet in de huiskamer met een afwijkende toonregeling bewerkt worden als je dat nodig vindt ? Maar om deze versterker te laten beluisteren heb ik een cd-speler aangesloten en een goed stuk muziek laten horen. De toonregeling werkte voortreffelijk.

Met maximum laag liet de krachtige luidspreker de bassen door het gebouw rollen en zelfs hoge frequenties werden goed weer gegeven. Het klonk buitengewoon goed, mede te danken aan de grote 15 inch 100 watt luidspreker die nauwelijks belast werd. De versterker vol opendraaien kon begrijpelijk niet in dit verenigingsgebouw daar er in andere ruimten ook mensen aanwezig waren. Maar de kwaliteit was verrassend te noemen.

Er werd nog lang na gesproken en gemeten aan de versterker. Weer een leuke avond.

Radiotechnicus P. van Schagen