Hoe werkt een gitaar buizen versterker?


Inleiding:


Een vraag waarover je als gitarist ongetwijfeld wel eens heb gedacht.

En ondanks het fraaie medium internet met heel veel artikelen over buizen versterkers, blijkt 
dat het vaak te technisch is, zodat je (als niet technische lezer) al snel de weg kwijt kan zijn.


Dus tijd voor een gewone nuchter Nederlandse vertelling,
uit de bundel "Eastwood Amplification" en ik ga nu niet in op allerlei technische bijzonderheden
want dan raken we het spoor opnieuw bijster en dat willen we niet..... toch.....

(Voor aanvullende meer technische info, zie mijn andere publicaties zoals de reparatie handleiding 
waarin meer details worden genoemd over de werking van diverse elektronische componenten buizen, weerstanden enz.)


Hoofdstuk 1:

Goed dan, ik ga eventjes uit van de volgende situatie / set-up:

1 elektrische gitaar aangesloten op een normale gitaar buizen versterker, zonder tussen liggende effecten enz. (onze denkbeeldige ideaal versterker, zullen we maar zeggen).

De versterker wordt aangezet. dat is eenvoudig, maar wat gebeurt er eigenlijk binnen in de versterker?

Aller eerst wordt het netspanning vanuit het reguliere 230 volt stopcontact via een zekering en net schakelaar, doorgegeven aan een voedingstransformator.

Deze transformator noemen we vaak verkort de voedingstrafo.

Deze trafo zet de 230 volt om in andere spanningen (volts).

Bijvoorbeeld;

- Een laagspanning van 6,3 volt en een stroomsterkte van 8 ampere.

- Dan een 2 laagspanning van 45 volt met stroomsterkte 50 milli ampere 

en tot slot nog een spanning

- van 370 volt met 350 milliampere stroomsterkte.
(Echt wel heftig als je die eens beet pakt, dat geeft zo'n bijzonder tintelig gevoel, kan ik u zeggen)

Goed......... de diverse spanningen hebben natuurlijk allemaal een doel, zo is de gloei spanning met een hoge stroom bedoelt om de buizen van de versterker een flink op te stoken.

De 45 volt spanning is nodig om als negatieve spanning te worden omgetoverd en bedoelt om de eind buizen in het gareel te houden.

De 370 volt wordt gelijkgericht tot wel zo'n dikke 440 volt en is bedoelt om de versterker te voorzien van werkbare hoog spanningen.

Dit alles gebeurt met behulp van afvlak condensatoren, weerstanden, diodes en dergelijke. 

Vanzelfsprekend moeten die onderdelen berekend zijn op de hoge voltages en vermogen.

De versterker zelf heeft onder andere 3 kleine buizen en 2 grotere (eind) buizen.

Meestal worden voor de kleine buisjes het Europese type ECC 83 gebruikt. 

Het Amerikaanse equivalent is 7025 of de 12AX7.

Elk van deze buisjes bestaat dan weer uit 2 gescheiden versterker trappen en worden daarom ook dubbel triodes genoemd.

De eind buizen zijn vaak EL 84 / 6V6 voor kleinere vermogens en de EL 34 of 6L6 voor het grotere werk. Deze buizen noemen ze eind penthode en / of tetrode buizen.

En tot slot alle buizen worden verhit door de zogenaamde gloeidraden die zorgen dat de buizen warm worden, maar ook dat de inwendige elektronen stroom binnen in de buis in goede banen worden geleid. De meest gebruikte gloei spanning is 6,2 tot 6,3 volt.

Zo, dat weet u dan al vast.

Hoofdstuk 2:

En nu slaan we 1 snaar aan op de gitaar, als voorbeeld de lage E snaar, die vanaf nu voor 
het gemak meneer E gaat heten.

Deze meneer E levert dus een trilling of wel frequentie die door de magneten 
en spoel van het gitaar element wordt ontvangen en als spanning in millivolts de weg verder vervolgt door de kabeltjes, volume en toonregelaar van de gitaar om tenslotte via het 6,3 mm gitaar jack gedeelte de gitaar te verlaten en via het gitaar snoer naar de versterker wordt getransporteerd.

Na de ingang van de versterker komt meneer E de eerste gedeelte van de voorversterker buis tegen. Meneer E gaat hier doorheen en wordt vergroot naar enkele volts.

Een enigszins opgeblazen gevoel voor meneer E, maar hij voelt zich al aardig groot worden.

Via de 1e volume regelaar (die eigenlijk potentiometers heten maar meestal kortweg potmeters worden genoemd) kan die versterking worden gedoseerd om vervolgens te worden doorgelaten naar de 2 buis van de voorversterker.

Ook hier kan versterking worden vergroot tot soms wel enkele 10 tallen volts.

Of dat gebeurd is afhankelijk van de ontwerper / bouwer, want nog meer voor versterking levert dan ook meer vervorming op van het oorspronkelijk signaal.

Nu is het dus wel zo dat de 1 vindt dat helemaal niks en de ander wil niet anders, dus u 
begrijpt wel, waarde lezer, het is per model / type / merk verschillend hoe men die tussen trappen qua versterking heeft ingesteld.

Dat bepaald dan ook in enige mate of u de versterker juist mooi of niet mooi vindt klinken.
Maar goed,dat is hier nu even niet belangrijk.

Hoofdstuk 3:

Wat er meestal wel gebeurd na de 2e versterking is, dat men de toon regeling sectie 
aan de uitgang van de 2 versterkingsbuis heeft aangesloten.

Hier treffen we vaak een (eenvoudige) 3 weg toon regeling aan.

Hoog, laag en midden, al dan niet met een master gain regelaar / potmeter.

Dus onze gaat meneer E in al dan niet opgeblazen / vervormde toestand gaat door de 
mangel van toon regeling heen om uiteindelijk te belanden bij de laatste kleine buis.

Die buis zorgt ervoor dat meneer E in fase wordt gesplitst.

Een dergelijke schakeling noemen we de fase draaier van 0 en 180 graden en is nodig om de eind buizen op de juiste wijze te voorzien van het signaal.

Geheel de kluts kwijt en in fase gesplitst, komt meneer E dan aan bij de 2 eind buizen van onze denkbeeldige versterker.

De eind buizen staan in zogenaamde balans schakeling of te wel push en pull schakeling.

Fase draaiing zorgt er dus voor, dat het vermogen over 2 eind buizen goed kan verdeeld, mits ze juist zijn ingesteld in die balans / push en pull situatie.

Een veel toegepaste methode van instelling eind buizen is door middel van het 
toevoegen van een negatieve gelijkspanning aan het signaal die op de ingangen 
van de eind buizen (via de fase draaier) wordt aangeboden.

Dit noemen we klasse A/B instelling.

Een andere methode is, om de eind buizen zelf een bepaalde negatieve gelijkspanning te laten verzorgen.

Dat gebeurt dan door een weerstand en een flinke condensator capaciteit aan te
brengen aan tussen aarde en de kathode van de eind buis.

Dat noemen we een klasse A instelling.

Belangrijk is, dat in beide gevallen er heel zorgvuldig moet worden gekeken naar de 
juiste instelling voorwaarden!

Een niet goed ingestelde eind buis zal snel een gevaarlijke rode gloed vertonen en 
wordt daarnaast oververhit. Kortom: Einde buis (en dus niet eind buis).

Aan de andere kant, een goed ingestelde eind buis zal fraai gloeien en een licht blauwe 
of wat paarse gloed laten zien. De buis is dan over het algemeen zeer happy en
in zijn element en zal bij normaal gebruik heel wat tijd / jaren mee kunnen gaan.

Hoofdstuk 4:

Afijn, onze meneer E wordt nu echt tot enorme proporties en volts opgeblazen, door de in balans ingestelde eind buizen.

Machtig en groot komt meneer E dan terecht in de eind transformator die hem 
op luidspreker niveau richting de luidsprekers stuurt.

Nu eventjes over die eind transformator, we noemen die vaak de uitgang trafo 
of balans trafo:

Een trafo, is zorgvuldig gewikkeld en bestaat uit meerdere aparte wikkelingen
zowel in het primaire wikkel gedeelte, als ook in het secundaire wikkel gedeelte.

Primaire wikkelingen zijn de wikkelingen die aangesloten worden aan de eind buizen 
en de secundaire wikkelingen worden aangesloten aan de luidsprekers.

De isolatie van de wikkelingen kan verschillen, maar nog steeds behorende tot de 
betere trafo zijn trafo's met een papiere isolatie.

Ook zijn de gebruike ijzer materialen en het benodigde koperdraad voor alle wikkelingen 
van belang om een goede kwaliteit te halen en een trafo moet echt wel berekend zijn op 
het totale vermogen.

Gitaar versterker trafo's zijn over het algemeen redelijk maar niet meer dan dat.

In het audio frequentie gebied van 40 hertz tot 20.000 hertz zijn ze meestal ontoereikend 
en al helemaal niet egaal / vlak in dat bereik.

Ze komen vaak niet verder dan een matige 100 hertz tot 4500 hertz en dan nog met 
de nodige hobbels en kuilen in het frequentie gebied, dus niet egaal / vlak.

Voor HI-FI toepassingen kunt u de gitaar versterker trafo dan ook beter NIET gebruiken
daarvoor heeft men andere type (duurdere) trafo's ontwikkeld.

Maar okay, de balans trafo voor een gitaar versterker van matige kwaliteit, doet in 
ieder geval zijn werk voor onze gitaar versterking en meneer E komt uiteindelijk 
als sluitstuk van ons verhaal terecht bij de luidspreker / luidsprekers, die meneer E 
vrolijk aan ons laat horen en dat alles zonder hoorbare tijd vertraging! 

Dat is toch wel knap.

Tenslotte:

Ik neem aan dat u (als gewaardeerde lezer) wat meer begrijpt over de werking van 
het inwendige der buizen gitaar versterkers en er leesplezier aan over gehouden hebt.



(c) 2008 Eastwoodamps / Nederland.  
www.eastwoodamps.nl