Wzmacniacz Williamsona: Różnice pomiędzy wersjami
| (Nie pokazano 19 wersji utworzonych przez 2 użytkowników) | |||
| Linia 1: | Linia 1: | ||
{{Spis treści}} | |||
== Klasyczny wzmacniacz Williamsona == | == Klasyczny wzmacniacz Williamsona == | ||
''Wzmacniacz Wiliamsona'' to opisany przez D.T.N. Williamsona w 1947 w Wireless World wysokiej jakości wzmacniacz<ref name="will1">D.T.N. Williamson, ''Desing for a High-quality Amplifier. Basic Requirements: Alternative Specifications'', Wireless World, April 1947.</ref><ref name="will2">D.T.N. Williamson, ''Desing for a High-quality Amplifier. Details of Chosen Circuit and Its Performance'', Wireless World, May 1947.</ref>. Jego stopień mocy ma charakterystyczną konstrukcję i dał bardzo znaczący wkład do rozwoju techniki HiFi. Jest to jeden z pierwszych opisanych w literaturze przykładów konstrukcji zmierzającej do uzyskaniu jak najlepszych parametrów odtwarzania dźwięku. Można go uznać za pierwszy wzmacniacz HiFi. | ''Wzmacniacz Wiliamsona'' to opisany przez D.T.N. Williamsona w 1947 w Wireless World wysokiej jakości wzmacniacz<ref name="will1">D.T.N. Williamson, ''Desing for a High-quality Amplifier. Basic Requirements: Alternative Specifications'', Wireless World, April 1947.</ref><ref name="will2">D.T.N. Williamson, ''Desing for a High-quality Amplifier. Details of Chosen Circuit and Its Performance'', Wireless World, May 1947.</ref>. Jego stopień mocy ma charakterystyczną konstrukcję i dał bardzo znaczący wkład do rozwoju techniki HiFi. Jest to jeden z pierwszych opisanych w literaturze przykładów konstrukcji zmierzającej do uzyskaniu jak najlepszych parametrów odtwarzania dźwięku. Można go uznać za pierwszy wzmacniacz [[HiFi]]. | ||
=== Budowa === | === Budowa === | ||
[[Image:Williamson-blokowy.png|thumb|300px|left|Schemat blokowy klasycznego układu Williamsona]] | [[Image:Williamson-blokowy.png|thumb|300px|left|Schemat blokowy klasycznego układu Williamsona]] | ||
[[Image:Williamson-ideowy.png|thumb|300px|left|Schemat ideowy układu wzmacniacza Williamsona]] | [[Image:Williamson-ideowy.png|thumb|300px|left|Schemat ideowy układu wzmacniacza Williamsona]] | ||
Wzmacniacz Williamsona składa się z czterech podstawowych bloków funkcjonalnych. Stopień wstępny zbudowany na [[trioda|triodzie]] jest bezpośrednio sprzężony z [[odwracacz fazy|odwracaczem fazy]] pracującym w układzie dzielonego obciążenia charakteryzującym się bardzo dużą symetrią. Sygnały z odwracacza fazy nie są podawane bezpośrednio na stopień końcowy, ale zastosowano stopień pośredniczący w układzie symetrycznego wzmacniacza różnicowego. Takie rozwiązanie gwarantuje dostarczenie do stopnia wyjściowego sygnału o dużej amplitudzie, a niewielkich zniekształceniach. Stopień końcowy jest przeciwsobny, zbudowany na triodach (w oryginale na [[tetroda]]ch strumieniowych KT66 połączonych w układzie triody), w [[ | [[Plik:Radiotron A515.gif|thumb|300px|left|Schemat ideowy wzmacniacza Radiotron A515]] | ||
Wzmacniacz Williamsona składa się z czterech podstawowych bloków funkcjonalnych. Stopień wstępny zbudowany na [[trioda|triodzie]] [[6SN7GT]] jest bezpośrednio sprzężony z [[odwracacz fazy|odwracaczem fazy]] pracującym w układzie dzielonego obciążenia charakteryzującym się bardzo dużą symetrią. Sygnały z odwracacza fazy nie są podawane bezpośrednio na stopień końcowy, ale zastosowano stopień pośredniczący w układzie symetrycznego wzmacniacza różnicowego. Takie rozwiązanie gwarantuje dostarczenie do stopnia wyjściowego sygnału o dużej amplitudzie, a niewielkich zniekształceniach. Stopień końcowy jest przeciwsobny, zbudowany na triodach (w oryginale na [[tetroda]]ch strumieniowych [[KT66]] połączonych w układzie triody), w [[klasa pracy wzmacniacza|klasie A]]. Godny uwagi w oryginalnej konstrukcji Williamsona był bardzo duży transformator wyjściowy, o [[Najważniejsze parametry transformatorów|indukcji uzwojenia pierwotnego]] około 100H. Wszystkie cztery stopnie wzmacniacza są objęte pętlą stosunkowo silnego [[ujemne sprzężenie zwrotne|ujemnego sprzężenia zwrotnego]]. Zapewnia to bardzo dobre parametry wzmacniacza, ale wymaga bardzo starannej konstrukcji całego układu, a zwłaszcza transformatora. | |||
Artykuły spotkały się z bardzo dużym oddźwiękiem, Williamson kontynuował temat modyfikując nieco wartości niektórych parametrów<ref name="will3">D.T.N. Williamson, ''Design Data: Modifications: Further Notes'', Wireless World, August 1949.</ref><ref name="will7">D.T.N. Williamson, ''Replys to Queries Raised by Constructors'', Wireless World, January 1950.</ref>, dodając stopień regulacji barwy tonu i wzmacniacz gramofonowy z korektorem<ref name="will4">D.T.N. Williamson, ''Design of Tone Controls And Auxiliary Gramophone Circuits'', Wireless World, October And November 1949.</ref><ref name="will6">D.T.N. Williamson, ''Modification for High-impedance Pickups and Long-playing records.'', Wireless World, May 1952.</ref> oraz tuner o bezpośrednim wzmocnieniu do odbioru stacji lokalnej<ref name="will5">D.T.N. Williamson, ''Design for the Feeder Radio Units'', Wireless World, December 1949.</ref>. | Artykuły spotkały się z bardzo dużym oddźwiękiem, przedrukowało je kilka czasopism na całym świecie, a w australijskim ''Radionics'' ukazał się artykuł opisujący dokładne pomiary bardzo podobnego wzmacniacza A515 (wykonanego na lampach 6SN7 i [[807]]) potwierdzający jego doskonałe parametry<ref>F. Langford-Smith, R.H. Aston, ''The Design of a High Fidelity Amplifier'', Radiotronics, No. 128, 1947.</ref>. | ||
Williamson kontynuował temat modyfikując nieco wartości niektórych parametrów<ref name="will3">D.T.N. Williamson, ''Design Data: Modifications: Further Notes'', Wireless World, August 1949.</ref><ref name="will7">D.T.N. Williamson, ''Replys to Queries Raised by Constructors'', Wireless World, January 1950.</ref>, dodając stopień regulacji barwy tonu i wzmacniacz gramofonowy z korektorem<ref name="will4">D.T.N. Williamson, ''Design of Tone Controls And Auxiliary Gramophone Circuits'', Wireless World, October And November 1949.</ref><ref name="will6">D.T.N. Williamson, ''Modification for High-impedance Pickups and Long-playing records.'', Wireless World, May 1952.</ref> oraz tuner o bezpośrednim wzmocnieniu do odbioru stacji lokalnej<ref name="will5">D.T.N. Williamson, ''Design for the Feeder Radio Units'', Wireless World, December 1949.</ref>. | |||
Wzmacniacze o podobnej konstrukcji nazywa się często "[[Williamsony|Williamsonami]]", również gdy odbiegają w niektórych rozwiązaniach konstrukcyjnych od pierwotnej wersji. | |||
== Aplikacje == | == Aplikacje == | ||
Ze względu na dosyć wysoką cenę (mimo względnej prostoty) i stosunkowo niewielką moc wyjściową rozwiązanie Williamsona było bardzo rzadko stosowane we wzmacniaczach spotykanych na rynku, natomiast było (i nadal jest) dosyć popularne wśród konstrukcji amatorskich. | Ze względu na dosyć wysoką cenę (mimo względnej prostoty) i stosunkowo niewielką moc wyjściową rozwiązanie Williamsona było bardzo rzadko stosowane we wzmacniaczach spotykanych na rynku, natomiast było (i nadal jest) dosyć popularne wśród konstrukcji amatorskich. | ||
=== Z stopniem końcowym w układzie UL === | === Z triodowym stopniem wyjściowym === | ||
Czterostopniowa struktura wzmacniacza Williamsona była dosyć często łączona ze stopniem końcowym w [[Wzmacniacz UL|układzie ''ultra linear'']]. Umożliwiało to osiągnięcie znacznie większej mocy wyjściowej i sprawności przy bardzo dobrych pozostałych parametrach urządzenia. | [[Plik:Electrohome PA-100.gif|thumb|200px| Schemat wzmacniacza Electrohome PA-100 MK-1]] | ||
Wzmacniacz '''Electrohome PA-100''' - to przykład zastosowania klasycznego układu Williamsona z triodowym stopniem wyjściowym. Zastosowane lampy: [[ECC82]], 6SN7 i w stopniu końcowym para KT66, prostownik na 5V4G. | |||
[[Plik:Grommes 215-BA.gif|thumb|200px| Schemat wzmacniacza Grommes 215-BA]] | |||
Wzmacniacz '''Grommes 215-BA''' - jest zbudowany ba podstawie układu Williamsona z triodowym stopniem wyjściowym uzupełnionego o wtórniki katodowe sterujące lampy końcowe. Zastosowane lampy: trzy 6SN7 i w stopniu końcowym para lamp 807, prostownik na 5U4G. | |||
=== Ze stopniem końcowym w układzie UL === | |||
Czterostopniowa struktura wzmacniacza Williamsona była dosyć często łączona ze stopniem końcowym pracującym w [[Wzmacniacz UL|układzie ''ultra linear'']]. Umożliwiało to osiągnięcie znacznie większej mocy wyjściowej i sprawności niż w układzie z końcówką triodową, przy bardzo dobrych pozostałych parametrach urządzenia. Powstało w ten sposób wiele klasycznych konstrukcji. | |||
[[Plik:Acro TO-330.gif|thumb|200px| Schemat wzmacniacza Acrosound TO-330]] | |||
Aplikacja zalecana do transformatora '''Acrosound TO-330'''. Zastosowano dwie lampy 6SN7 i parę [[6550]] lub [[EL34]], prostownik na 5V4G. | |||
[[Plik:Dynaco Williamson.gif|thumb|200px| Wzmacniacz firmy Dynaco - UL w układzie Williamsona]] | |||
Wzmacniacz w układzie Williamsona firmy '''Dynaco'''. Zastosowano dwie lampy 6SN7 i parę EL34, prostownik na 5V4G. | |||
[[Plik:Pederson W-50.gif|thumb| | [[Plik:Heathkit W3-AM.gif|thumb|200px| Wzmacniacz Heathit W3-AM]] | ||
Wzmacniacz '''Pederson W-50' | Przedstawiciel popularnej rodziny wzmacniaczy serii '''Heathkit W3 i W4'''. Miały one bardzo podobne rozwiązania konstrukcyjne, w A3 zasilacz był umieszczony na osobnym chassis. Zastosowano dwie lampy 6SN7 i parę [[6L6|5881]], prostownik na 5V4G. | ||
[[Plik:Pederson W-50.gif|thumb|200px| Schemat wzmacniacza Pederson W-50]] | |||
Wzmacniacz '''Pederson W-50'''. Zastosowane lampy: dwie ECC82 i w stopniu końcowym para 6550, prostownik na 5V4G. | |||
== Podstawowe wady i zalety == | == Podstawowe wady i zalety == | ||
Z punktu widzenia konstrukcji amatorskiej układ Williamsona nie ma bardzo istotnych zalet w porównaniu z późniejszymi układami utra linear oraz [[Układ QUAD|QUAD]], ma mniejszą od nich moc i sprawność, a wszystkie trzy układy umożliwiają budowę urządzeń, których parametry techniczne są na tyle wysokie, że różnice pomiędzy nimi znajdą się poza granicami percepcji słuchu człowieka. | |||
Techniczne zalety układu Williamsona: | |||
* Stosunkowo małe zniekształcenia nieliniowe i intermodulacyjne stopnia wyjściowego. | * Stosunkowo małe zniekształcenia nieliniowe i intermodulacyjne stopnia wyjściowego. | ||
* Mała oporność wewnętrzna, duża odporność na zmiany impedancji obciążenia. Może to mieć znaczenie przy współczesnych kolumnach głośnikowych, które posiadają skomplikowane zwrotnice i ich impedancja zmienia się mocno w funkcji częstotliwości. | * Mała oporność wewnętrzna, duża odporność na zmiany impedancji obciążenia. Może to mieć znaczenie przy współczesnych kolumnach głośnikowych, które posiadają skomplikowane zwrotnice i ich impedancja zmienia się mocno w funkcji częstotliwości. | ||
* Stosunkowo łatwy do wykonania transformator. Mimo, że w pierwotnej wersji transformator był wykonany bardzo starannie, to sterowanie z triody o stosunkowo niewielkiej impedancji wewnętrznej stawia przed nim mniejsze wymagania niż sterowanie z pentody, zwłaszcza jeżeli chodzi o indukcyjność uzwojenia pierwotnego. | * Stosunkowo łatwy do wykonania transformator. Mimo, że w pierwotnej wersji transformator był wykonany bardzo starannie, to sterowanie z triody o stosunkowo niewielkiej impedancji wewnętrznej stawia przed nim mniejsze wymagania niż sterowanie z pentody, zwłaszcza jeżeli chodzi o indukcyjność uzwojenia pierwotnego. Praca w klasie A powoduje również, że indukcja rozproszenia pomiędzy częściami uzwojenia pierwotnego nie jest parametrem krytycznym. | ||
Wady wzmacniacza Williamsona: | Wady wzmacniacza Williamsona: | ||
* Niska sprawność energetyczna i moc wyjściowa (na przykład tylko kilkanaście watów z pary lamp [[EL34]]). | * Niska sprawność energetyczna i moc wyjściowa (na przykład tylko kilkanaście watów z pary lamp [[EL34]]). | ||
* Potrzebne duże napięcie sterujące stopień końcowy, co | * Potrzebne duże napięcie sterujące stopień końcowy, co zwiększa zniekształcenia w stopniach sterujących i w znacznej mierze likwiduje zalety stopnia wyjściowego. | ||
Wynikają one głównie z triodowego stopnia końcowego, a nie jest przypadkiem, że w niewielkich i średnich stopniach końcowych wzmacniaczy akustycznych [[Triody czy pentody?|pentody wyparły triody]]. | |||
[[ | |||
== Przypisy == | == Przypisy == | ||
| Linia 36: | Linia 58: | ||
== Bibliografia == | == Bibliografia == | ||
# Wszystkie artykuły Williamsona z Wireless World zostały wydane w zbiorczym reprincie przez wydawnictwo ''Iliffe & Sons'' w Londynie, dostępnym online w wielu miejscach Internetu, na przykład [http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/jasiu/eka/wil/Williamson_complete.pdf tu]. | # Wszystkie artykuły Williamsona z Wireless World zostały wydane w zbiorczym reprincie przez wydawnictwo ''Iliffe & Sons'' w Londynie, dostępnym online w wielu miejscach Internetu, na przykład [http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/jasiu/eka/wil/Williamson_complete.pdf tu]. | ||
# [http://www.triodeel.com/schindex.htm Triode Electronics]. | |||
== Zobacz też == | |||
* [[Williamsony]] - klasyczne lampowe wzmacniacze mocy HiFi. | |||
[[Kategoria: Audio]] | [[Kategoria: Audio]] | ||
Aktualna wersja na dzień 19:18, 19 sie 2012
Klasyczny wzmacniacz Williamsona
Wzmacniacz Wiliamsona to opisany przez D.T.N. Williamsona w 1947 w Wireless World wysokiej jakości wzmacniacz[1][2]. Jego stopień mocy ma charakterystyczną konstrukcję i dał bardzo znaczący wkład do rozwoju techniki HiFi. Jest to jeden z pierwszych opisanych w literaturze przykładów konstrukcji zmierzającej do uzyskaniu jak najlepszych parametrów odtwarzania dźwięku. Można go uznać za pierwszy wzmacniacz HiFi.
Budowa
Wzmacniacz Williamsona składa się z czterech podstawowych bloków funkcjonalnych. Stopień wstępny zbudowany na triodzie 6SN7GT jest bezpośrednio sprzężony z odwracaczem fazy pracującym w układzie dzielonego obciążenia charakteryzującym się bardzo dużą symetrią. Sygnały z odwracacza fazy nie są podawane bezpośrednio na stopień końcowy, ale zastosowano stopień pośredniczący w układzie symetrycznego wzmacniacza różnicowego. Takie rozwiązanie gwarantuje dostarczenie do stopnia wyjściowego sygnału o dużej amplitudzie, a niewielkich zniekształceniach. Stopień końcowy jest przeciwsobny, zbudowany na triodach (w oryginale na tetrodach strumieniowych KT66 połączonych w układzie triody), w klasie A. Godny uwagi w oryginalnej konstrukcji Williamsona był bardzo duży transformator wyjściowy, o indukcji uzwojenia pierwotnego około 100H. Wszystkie cztery stopnie wzmacniacza są objęte pętlą stosunkowo silnego ujemnego sprzężenia zwrotnego. Zapewnia to bardzo dobre parametry wzmacniacza, ale wymaga bardzo starannej konstrukcji całego układu, a zwłaszcza transformatora.
Artykuły spotkały się z bardzo dużym oddźwiękiem, przedrukowało je kilka czasopism na całym świecie, a w australijskim Radionics ukazał się artykuł opisujący dokładne pomiary bardzo podobnego wzmacniacza A515 (wykonanego na lampach 6SN7 i 807) potwierdzający jego doskonałe parametry[3].
Williamson kontynuował temat modyfikując nieco wartości niektórych parametrów[4][5], dodając stopień regulacji barwy tonu i wzmacniacz gramofonowy z korektorem[6][7] oraz tuner o bezpośrednim wzmocnieniu do odbioru stacji lokalnej[8].
Wzmacniacze o podobnej konstrukcji nazywa się często "Williamsonami", również gdy odbiegają w niektórych rozwiązaniach konstrukcyjnych od pierwotnej wersji.
Aplikacje
Ze względu na dosyć wysoką cenę (mimo względnej prostoty) i stosunkowo niewielką moc wyjściową rozwiązanie Williamsona było bardzo rzadko stosowane we wzmacniaczach spotykanych na rynku, natomiast było (i nadal jest) dosyć popularne wśród konstrukcji amatorskich.
Z triodowym stopniem wyjściowym
Wzmacniacz Electrohome PA-100 - to przykład zastosowania klasycznego układu Williamsona z triodowym stopniem wyjściowym. Zastosowane lampy: ECC82, 6SN7 i w stopniu końcowym para KT66, prostownik na 5V4G.
Wzmacniacz Grommes 215-BA - jest zbudowany ba podstawie układu Williamsona z triodowym stopniem wyjściowym uzupełnionego o wtórniki katodowe sterujące lampy końcowe. Zastosowane lampy: trzy 6SN7 i w stopniu końcowym para lamp 807, prostownik na 5U4G.
Ze stopniem końcowym w układzie UL
Czterostopniowa struktura wzmacniacza Williamsona była dosyć często łączona ze stopniem końcowym pracującym w układzie ultra linear. Umożliwiało to osiągnięcie znacznie większej mocy wyjściowej i sprawności niż w układzie z końcówką triodową, przy bardzo dobrych pozostałych parametrach urządzenia. Powstało w ten sposób wiele klasycznych konstrukcji.
Aplikacja zalecana do transformatora Acrosound TO-330. Zastosowano dwie lampy 6SN7 i parę 6550 lub EL34, prostownik na 5V4G.
Wzmacniacz w układzie Williamsona firmy Dynaco. Zastosowano dwie lampy 6SN7 i parę EL34, prostownik na 5V4G.
Przedstawiciel popularnej rodziny wzmacniaczy serii Heathkit W3 i W4. Miały one bardzo podobne rozwiązania konstrukcyjne, w A3 zasilacz był umieszczony na osobnym chassis. Zastosowano dwie lampy 6SN7 i parę 5881, prostownik na 5V4G.
Wzmacniacz Pederson W-50. Zastosowane lampy: dwie ECC82 i w stopniu końcowym para 6550, prostownik na 5V4G.
Podstawowe wady i zalety
Z punktu widzenia konstrukcji amatorskiej układ Williamsona nie ma bardzo istotnych zalet w porównaniu z późniejszymi układami utra linear oraz QUAD, ma mniejszą od nich moc i sprawność, a wszystkie trzy układy umożliwiają budowę urządzeń, których parametry techniczne są na tyle wysokie, że różnice pomiędzy nimi znajdą się poza granicami percepcji słuchu człowieka.
Techniczne zalety układu Williamsona:
- Stosunkowo małe zniekształcenia nieliniowe i intermodulacyjne stopnia wyjściowego.
- Mała oporność wewnętrzna, duża odporność na zmiany impedancji obciążenia. Może to mieć znaczenie przy współczesnych kolumnach głośnikowych, które posiadają skomplikowane zwrotnice i ich impedancja zmienia się mocno w funkcji częstotliwości.
- Stosunkowo łatwy do wykonania transformator. Mimo, że w pierwotnej wersji transformator był wykonany bardzo starannie, to sterowanie z triody o stosunkowo niewielkiej impedancji wewnętrznej stawia przed nim mniejsze wymagania niż sterowanie z pentody, zwłaszcza jeżeli chodzi o indukcyjność uzwojenia pierwotnego. Praca w klasie A powoduje również, że indukcja rozproszenia pomiędzy częściami uzwojenia pierwotnego nie jest parametrem krytycznym.
Wady wzmacniacza Williamsona:
- Niska sprawność energetyczna i moc wyjściowa (na przykład tylko kilkanaście watów z pary lamp EL34).
- Potrzebne duże napięcie sterujące stopień końcowy, co zwiększa zniekształcenia w stopniach sterujących i w znacznej mierze likwiduje zalety stopnia wyjściowego.
Wynikają one głównie z triodowego stopnia końcowego, a nie jest przypadkiem, że w niewielkich i średnich stopniach końcowych wzmacniaczy akustycznych pentody wyparły triody.
Przypisy
- ↑ D.T.N. Williamson, Desing for a High-quality Amplifier. Basic Requirements: Alternative Specifications, Wireless World, April 1947.
- ↑ D.T.N. Williamson, Desing for a High-quality Amplifier. Details of Chosen Circuit and Its Performance, Wireless World, May 1947.
- ↑ F. Langford-Smith, R.H. Aston, The Design of a High Fidelity Amplifier, Radiotronics, No. 128, 1947.
- ↑ D.T.N. Williamson, Design Data: Modifications: Further Notes, Wireless World, August 1949.
- ↑ D.T.N. Williamson, Replys to Queries Raised by Constructors, Wireless World, January 1950.
- ↑ D.T.N. Williamson, Design of Tone Controls And Auxiliary Gramophone Circuits, Wireless World, October And November 1949.
- ↑ D.T.N. Williamson, Modification for High-impedance Pickups and Long-playing records., Wireless World, May 1952.
- ↑ D.T.N. Williamson, Design for the Feeder Radio Units, Wireless World, December 1949.
Bibliografia
- Wszystkie artykuły Williamsona z Wireless World zostały wydane w zbiorczym reprincie przez wydawnictwo Iliffe & Sons w Londynie, dostępnym online w wielu miejscach Internetu, na przykład tu.
- Triode Electronics.
Zobacz też
- Williamsony - klasyczne lampowe wzmacniacze mocy HiFi.