Wzmacniacz Williamsona: Różnice pomiędzy wersjami
| Linia 35: | Linia 35: | ||
[[Plik:Heathkit W3-AM.gif|thumb|200px| Wzmacniacz Heathit W3-AM]] | [[Plik:Heathkit W3-AM.gif|thumb|200px| Wzmacniacz Heathit W3-AM]] | ||
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. | 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]] | [[Plik:Pederson W-50.gif|thumb|200px| Schemat wzmacniacza Pederson W-50]] | ||
Wersja z 18:20, 31 lip 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.