Er zijn vele soorten voedingen denkbaar. Steek twee draden in een appel
en je hebt al een beetje spanning. Beperken we ons tot de meer gangbare
voedingen, dan zien we vijf typen.
Het meest voorkomend zijn ongestabiliseerde voedingen (met name
in versterkers), en gestabiliseerde voedingen met serieregeling.
Voedingen met seriestabilisatie vinden we bijvoorbeeld volop in
CD-spelers, en maken doorgaans gebruik van regelaars als de µA7805, LM317,
LM337, de bekende driepoten in TO-220 behuizing. Zulke regelaars zijn erg
handig en goedkoop, maar hun ruis zit in de orde van 0,1 tot meer dan 1 mV
(in het audiogebied), één en ander afhankelijk van merk, type, spanning en
stroom. Bovendien lijkt hun onderdrukking van rotzooi uit de voeding met
65 à 80 dB nog aanvaardbaar maar dat geldt alleen bij lage frequenties;
boven pakweg 1 kHz neemt dat cijfer snel af (en de uitgangsimpedantie
snel toe). Om die redenen moet je voor en na deze driepootregelaars ter
compensatie elco's gebruiken. En ik weet niet hoe het met u is, maar
elco's wil je liever niet. En als het moet, dan maar dure zoals Black
Gates (die weer niet in alle toepassingen even goed klinken).
Een vierde soort, die steeds meer in opkomst lijkt, is de shuntvoeding.
Een in het oog lopend verschil tussen de serie- en de shuntvoeding is
dat er in een serievoeding alleen stroom loopt als de belasting daar om
vraagt, terwijl in een shuntvoeding altijd stroom loopt. Dat lijkt een
beetje op het verschil tussen klasse-B en klasse-A versterkertrappen.
En, grappig genoeg, zo klinkt het ook wel enigszins.
De shuntregelaar staat parallel aan de schakeling die zij moet voeden.
Trekt de schakeling tijdelijk wat meer stroom, dan vloeit er even wat
minder stroom door de shunt. En als de schakeling wordt afgekoppeld, dan
vloeit alle stroom door de shunt.
De shuntvoeding als geheel bestaat eigenlijk uit twee delen: de
shuntregelaar, en de stroombron waarmee de stroom door de shunt wordt
ingesteld (de shuntregelaar bepaalt de spanning). Die stroombron bevindt
zich tussen shuntregelaar en hoofdvoeding, en bestaat in het
eenvoudigste geval uit een serieweerstand. Een echte stroombron biedt
echter vele voordelen, o.a. een veel hogere onderdrukking van ellende
uit de hoofdvoeding.
Nog een sympathiek aspect van de shuntvoeding is dat zij een constante
stroom uit de hoofdvoeding trekt en de voedings- en aardlijnen dus
schoon laat.
Deze is in 2000 ontwikkeld en in de loop der jaren verder verfijnd.
Gekozen is voor een schakeling die niet te ingewikkeld is (ik ben een
aanhanger van het KISS-principe, keep It Simple, Stupid!) en daardoor
niet zo'n heel lage Ri heeft. We halen niet de 5-10 milli-Ohm van de
driepootregelaars, maar eerder iets van 200 milli-ohm, wat in de meeste
audiotoepassingen ruimschoots voldoet. Wanneer nodig kan met een kleine
uitbreiding 20 milli-Ohm gehaald worden. Een groot voordeel van een
simpele schakeling is dat de bandbreedte erg groot kan zijn: ik haal 2
MHz, 2000x zoveel als een driepoot. En heb dus geen elco meer nodig aan
de uitgang, een klein (mooi!) C-tje voor >2MHz volstaat. Ook voor de
ruis hoeft een elco niet: 0,5 uV over het totale audiofrequente gebied,
zeker 40 dB beter dus dan de driepoot. Bovendien klinkt een simpele
schakeling beter....
De stroombron zodanig van opzet dat de barrière tussen de hoofdvoeding
en de uitgang van de shunt ruim 120 dB hoog is tot ca. 100 kHz en
daarvoorbij maar langzaam verslechtert. Het slechtste punt wordt bij 5
MHz bereikt, de muur is daar altijd nog zo'n 70 dB hoog (ongeveer de
waarde van een driepoot in het audiogebied!), daarboven stijgt het getal
weer.
Deze schakeling gebruik ik om klokmodules te voeden als een CD-speler
moet worden voorzien van een jitterarme klok. De schakeling is ook stil
genoeg om direct de MC-stepup te voeden in de phonotrap van AudioMagic.
Ook in de DAC van AudioMagic worden ze volop gebruikt voor het genereren
van de diverse spanningen voor de digitale en convertercircuits.
Eigenlijk lag hier voor mij de oorsprong van het shunt-denken. En wel
vanwege de kennismaking met de L-1 en P-1 lijn- resp. phonoversterkers
met buizen van AudioInnovations (1992). Omdat ik de schakeling niet
begreep, ben ik er diep ingedoken. Uiteindelijk bleek dat de schakeling
niet te begrijpen was omdat AI de werking van de buizenshuntschakeling
ook niet had begrepen en bij de toepassing ervan, een weerstand fout had
aangesloten. Een gedetailleerde behandeling voert hier te ver, wie wat
meer wil weten kan mijn verhalen op de site van AudioNote lezen
(www.audionote.co.uk, ga naar Tweaks).
Omdat de L-1 en de P-2 onder bepaalde condities fantastisch konden
klinken, ben ik zelf ook met de buizenshuntvoeding gaan experimenteren.
Waar AI een (overigens veel te kleine) serieweerstand gebruikte als
stroombron, wilde ik een echte. Het duurde een paar jaar voor ik iets
had dat werkte en heel bleef, maar echt praktisch was het nog niet.
Uiteindelijk ben ik in 2003 uitgekomen op een simpele schakeling met
drie FET's en een bipolair die een inwendige weerstand van 100 MOhm
oplevert. Omdat de shuntbuis minder dan 1 kOhm laat zien, is de
voedingsonderdrukking beter dan 100 dB, en een truc in de
shuntschakeling doet daar nog eens zo'n 30 dB bij.
Deze schakeling wordt gebruikt om het analoge versterkertrapje in de
Audiomagic DAC te voeden en tevens in de AM phonotrap.