Nu gaan we deze goede eigenschappen naar een buis

Nu gaan we deze goede eigenschappen naar een buis-schakeling
omzetten. Figuur 2-3 laat inleidend het principe zien.
Fig. 2-3: Principe van transconductance met een eindbuis
Het figuur is incompleet, omdat gelijkspanningen niet door extra
condensatoren zijn ontkoppeld. Maar ik stel me tijdelijk voor dat de
speciale weerstand R2 (met een punt aangegeven) in deze schakeling
gelijkspanningen tegenhoudt, zodat de eindbuis niet in rook opgaat.
De eindbuis is een inverterende versterker, want als de roosterspanning
stijgt, dan daal de anode spanning; zie de pijltjes.
De eindbuis heeft zijn eigen open lus versterking A0. Deze is niet zo groot
als bij een opamp, maar voldoende groot om erg interessant te zijn; denk
in de orde van 10 tot 200 maal (afhankelijk van de buis, zijn instelling en
de meetcondities).
Het rooster van de eindbuis vraagt geen stroom; die ingang is zeer
hoogohmig. Aan deze voorwaarde wordt voldaan als de roosterspanning
niet positief wordt ten opzichte van de kathode, wat bij “normale”
buizenversterkers een “normale” conditie is.
Dus: de stroombron die het rooster aanstuurt moet zijn stroom door R2
sturen en de uiteindelijke versterking wordt gegeven door:
Vanode/Vin = -g·R2 . Door R2 groot te kiezen kunnen zeer grote
anodespanningen worden bereikt met kleine Vin en kleine stromen uit de
stroombron.
De eindbuis wordt door R2 honderd procent tegen gekoppeld, waardoor
zijn uitgangsimpedantie klein wordt, evenals de harmonische vervorming.
Het lijkt er op dat aan alle voorwaarden is voldaan. Zoals gewoonlijk, is de
werkelijkheid iets anders en die is getekend in figuur 2-4.
Fig. 2-4: Praktische Trans-instelling van een eindbuis.
Het werkpunt van de eindbuis wordt ingesteld door autobias met Rk
parallel aan Ck. Het rooster heeft een lekweerstand Rg1 en de
hoogspanning van de anode wordt tegengehouden door Ca in serie met R2.
Deze schakeling zou kunnen werken, maar op voorhand zijn er al enige
problemen aan te wijzen:
a) Dankzij Rg1 vraagt de ingang nu wel stroom
b) Ca + R2 + Rg1 vormen samen een filter dat er voor zorgt dat
laagfrequent de honderd procent tegenkoppeling gaat afnemen.
Het tweede probleem is heftig, want vooral laagfrequent vraagt de
uitgangstrafo om een laagohmige aansturing; pas dan wordt de trafovervorming minimaal. Ca helpt dit om zeep.
De eindconclusie van dit hoofdstuk luidt daarom: “Transconductantie kan
bij buizen worden toegepast, maar uiterste oplettendheid is geboden. A0 is
niet oneindig groot; de roosteringang vraagt wel stroom; de
hoogspanningen moeten door condensatoren geblokkeerd worden; vooral
laagfrequent zullen daardoor de gewenste eigenschappen verdwijnen”.
In de volgende hoofdstukken worden deze problemen stap voor stap
opgelost.