Triple PSE 300B buizenversterker met een penthode c3m driver en een plate choke met Lundahl trafo's dubbele c kern,kt88,300b,direct verhitte triode,mkp

Triple ofwel 3 x het plezier

Jaren ervaring doet hele leuke dingen tot leven komen.

Dit project is een voortzetting van de Kurt KR52BX project maar gebouwd met standaard 300B buizen die binnen hun specs werken, en beperkt zijn tot een redelijk vermogen.

Hoog vermogen mono blokken worden altijd gevraagd, dus dat zat in mijn gedachten omdat ik geen risico's meer wou nemen met buizen die honderden Euro's kosten en die zeer snel opbranden. Ik wou ook geen risico meer nemen met bedrijven zoals Krenterprise, Kraudio, AVVT en Emissionlabs die hun garantie niet naleven. Dezelfde buizen worden waarschijnlijk onder een andere merknaam verkocht, maar het is altijd hetzelfde. Beeld je in dat je met 3 buizen per kanaal de garantie nodig hebt!

Triple is, zoals de naam doet vermoeden, gebaseerd op een triple parallel SE configuratie van 300Bs. De schakeling is eenvoudig en er worden standaard ontwerp principes toegepast. Niets exotisch en goed afgemeten. Met de Boully 88 leerde ik tot mijn eigen verbazing dat metingen helpen om de optimalisatie procedure te versnellen, en dat goede metingen dikwijls, maar niet altijd, bevestigd worden door te luisteren zolang ze niet verkregen zijn door bijkomende schakelingen.

Ik wou ook de C3m gebruiken in dit ontwerp (en in nog een paar andere nieuwe ontwerpen ook) omdat deze kleine buis heel sexy is. Zelfs op de datasheet lijkt deze buis uitermate belovend. Het probleem is de lage versterking: een µ van 10 als triode verbant deze meer naar het gebruik als eindbuis. Misschien iets voor een nieuw project waarbij er 10 in parallel staan om een push pull versterker te maken.

Er zijn 2 configuraties mogelijk: triode of pentode. Ik zal beide uitproberen.

Voor de uitgangstrafo blijf ik bij de Lundahls omdat deze excellent zijn. Ik heb nog geen echt betere gehoord, en dit is niet zomaar een compliment. Ik koos de LL1627 omdat drie 300B's in parallel makkelijk met 600 Ohm belast kunnen worden. Dit is de ALT D of eventueel de ALT C schakeling. De lage inductiviteit van 9 H is geen probleem omdat de drie 300B's niet veel nodig hebben. De frequentie grafiek bevestigd dit: vanaf 14 Hz wordt het volle vermogen verkregen. Dit is uitstekend.

De driver trap maakt ook gebruikt van de choke loaded configuratie, een LL1668/25mA voor een optimale belasting. De voordelen zijn enorm dus blijf ik bij deze technologie.
Een Elna en een MKP condensator, samen met een weerstand, staan in voor de kathode instelling.

Indien gebruikt als een penthode wordt de LL1668 parallel geschakeld met een 82k om de lineariteit te verbeteren. Een zenerdiode dient als referentie voor de bias en voedingstroom voor het tweede rooster. De kathodeweerstand is aangepast door er een 560 Ohm weerstand parallel over te zetten. Hiermee is de truk is volledig: de versterking benaderd een µ van 35, hetgeen voldoende is voor elke voorversterker.

Als koppelcondensatoren gebruikte ik standaard MKP en zink folie 630 Volt types.

Voor de weerstanden standaard keramisch waar het geen rol speelt, en top kwaliteit Dale waar nodig.

De hoogspanning is amper 400 Volt op de 300B's. Hierdoor worden ze zeker niet tot het uiterste gedreven, 65 mA per buis. Dit zou een 20 Watt uitgangsvermogen moeten opleveren, samen met een lage vervorming en een lang leven. Voor het opstarten is er een relais opvolging. Dit is absoluut noodzakelijk vanwege het smoorspoel ingangsfilter. De spanning kan oplopen tot 700 Volt als je de stand-by schakelaar vergeet, en de condensatoren kunnen daar niet tegen (zoals ik op harde manier ondervonden heb).

De soft start is een kleine schakeling die gevoed wordt met 6,3 Volt en bestaat uit een timer die tot 30 seconden telt alvorens op te starten.

Ontwerp beschouwingen:

Welke belasting kiezen? Een belasting van 600 naar 8 Ohm geeft hoog vermogen (35 Watt) maar een verschrikkelijke vervorming (zie de foto van de afgeplatte sinussen), en dit reeds bij 10 Watt.
Met een belasting van 1k2 naar 8 Ohm daalt de vervorming naar extreem lage waarden maar ook het vermogen. Dit is zo'n 15% minder (24 watt, zie foto's) maar het signaal ziet er over het hele bereik zuiver uit.

Op de ALT D meet ik 50 Watt met een heleboel vervorming, relatief zuiver bij 12,5 Watt maar over het algemeen niet bevredigend (veel 2de en 3de harmonischen). Kan gebruikt worden voor het toevoegen van vervorming bij beluisteren van oude opnamen die sommige van hun harmonischen verloren hebben!!!

Op de ALT C meet ik 38 Watt relatief zuiver uitgangsvermogen, dezelfde 50 Watt met veel vervorming, maar beneden de 387 Watt een heel zuiver signaal (bij 38 Watt swingt het rooster naar 0. Erboven zitten we in klasse A2). De bandbreedte is uitstekende (zie foto's).

Metingen van de vervorming:

Alt D
1 Watt 10 Watt 30 Watt
2de harmonische 1,4% -37dB 5,1% -26dB 12% -18dB
3de harmonische niet meetbaar 1% -40dB 4,8% -26dB

Alt C
1 Watt 10 Watt 30 Watt
2de harmonische 0,7% -43dB 2,5% -32dB 4,5% -27dB
3de harmonische niet meetbaar 0,3% -51dB 1% -40dB

Dit alles gemeten met de C3m als triode geschakeld op 17,5 Volt! (19 Watt op Rload) Ik heb 6,5 Volt nodig op het rooster van de C3m!
Een buizenvoorversterker kan dit zonder probleem leveren, voor transistorversterkers is dit een probleem.
Indien de C3m als pentode geschakeld is, is er slechts 1,5 Volt nodig voor het rooster voor dezelfde swing op de belasting.
Eerst was ik bang dat ik Rx parallel moest zetten aan de smoorspoel omdat de versterking van een penthode de helling is (mA/V) vermenigvuldigd met Rload. Dit omdat de smoorspoel geen lineaire weerstand is maart een frequentie afhankelijke. Ik had schrik dat dit het frequentie verloop veel zou veranderen, maar eigenlijk is er 3 x 83k parallel van de negatieve bias zodat er reeds een Rx is van ongeveer 27,5 k;

Als pentode geschakeld lijkt het signaal lichtjes verslechterd maar is de versterking veel verbeterd. Ik heb nog niet naar deze configuratie geluisterd omdat het mij, terwijl ik dit rapport schreef, duidelijk werd dat mensen die deze versterker willen ook een buizen voorversterker willen die zeker 10 Volt piek kan leveren zonder probleem.

Mono blok configuratie op een niet al te groot chassis, ziet er goed uit en is makkelijk na te bouwen. Ik ben er verliefd op. Het is leuk om een versterker van deze kwaliteit te hebben zonder 1250 VOlt op de anodes. Dit omdat een ongeval altijd kan gebeuren, en 400 Volt op de anodes is makkelijker om mee te werken dan 1250. Maar toch geef ik iedereen de raad om voorzichtig te zijn vanwege de grote capaciteit van de condensatoren.

Het schema:

Metingen van de triode versus penthode schakeling

Links de als pentode geschakelde C3m en rechts de triode versie. De uitgangsspanning is dezelfde maar de versterking niet.

Beschouwing van de voeding:

LCLC

Smoorspoel aan de ingang voor de beste onderdrukking van de stroompieken

Massieve 1000µF Siemens afvlak elco en brom eliminator, overbrugt met een 0,47/630v Mpp Xicon voor de beste HF onderdrukking.

Nogmaals een spoel als filter, een LL1673/10H

Black Gate voor het uitgangsgedeelte, een 2 x 100µF. De audio komt terug via deze condensator, dus deze is hier kritisch. Het geld dat je ervoor betaald is goed besteed.

De dioden zijn BYV26E types. Zij maken deel uit van de fast soft recovery dioden en doen het uitstekend. De nieuwe CREE Schottky hoogspanningsdioden bieden hier geen voordeel omdat de stroom te klein is.

Voor de voeding van de gloeidraden worden parallel geschakelde 1N5822 Schottky dioden gebruikt. Eerst had ik 10A/100V Schottky's geprobeerd maar die zorgen voor een spanningsval van 4 Volt, en dat is teveel.
Er wordt ook een smoorspoel toegepast om de stroompieken te reduceren, samen met een 10000µF/35 Volt Hitachi condensator. Vermits het signaal geshunt wordt door deze laatste is hij overbrugt met een MKP.

Negatieve bias wordt toegepast voor de 20 Volt 125 mA gloeidraadspanning voor de C3m. Een spanningsverdubbelaar verhoogt deze spanning naar 140 Volt als negatieve bias voor de 300B's.

DC metingen:

Zet NOOIT de hoogspanningsvoeding op zonder dat de buizen geplaatst zijn. De Black Gates en de Siemens condensatoren kunnen hierdoor beschadigd raken. Gebruik altijd de stand-by schakelaar of koppel de eerste smoorspoel af.

Alle 300B's zijn om te beginnen gepolariseerd op -85 Volt.
Gloeidraadspanning = 4,8 Volt bij volle belasting
Zie schema

De voeding

Het geluid is goed en de spectrum analyser bewijst dit.

De spectrum analyser toont eerst de vervorming van de funktie generator (mag verwaarloosd worden)

Als pentode geschakeld (links) en als triode geschakeld (rechts), steeds met dezelfde spanning op de belasting

Clippen bij 20 Volt met een belasting van 8 ohm in pentode mode = 50 Watt RMS

Een paar foto's van het mooie binnenwerk