Wzmacniacz Williamsona

Klasyczny wzmacniacz Williamsona

Wzmacniacz Wiliamsona to opisany przez D.T.N. Williamsona w 1947 w Wireless World wysokiej jakości wzmacniacz. 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

Schemat blokowy klasycznego układu Williamsona

Schemat ideowy układu wzmacniacza Williamsona

Wzmacniacz Williamsona składa się z czterech podstawowych bloków funkcjonalnych. Stopień wstępny zbudowany na triodzie jest bezpośrednio sprzężony z odwracaczem fazy pracującym w układzie dzielonego obciążenia. 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.

Cechy charakterystyczne układu Williamsona to:

• Przeciwsobny stopień końcowy na triodach (w oryginale na tetrodach KT66 połączonych w układzie triody) pracujący w klasie A.
• Stopień sterujący w układzie wzmacniacza różnicowego. Takie rozwiązanie zapewnia duże i o dobrej symetrii napięcie sterujące do stopnia końcowego.
• Nadmiarowo zaprojektowany, bardzo duży transformator.

Ze względu na dosyć wysoką cenę 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.

Zalety układu Williamsona:

• Stosunkowo małe zniekształcenia nieliniowe i intermodulacyjne stopnia wyjściowego.
• Mała oporność wewnętrzna, duża odporność na zmiany impedancji obciążenia.
• Stosunkowo łatwy do wykonania transformator.

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 komplikuje stopnie sterujące i w dużej mierze likwiduje zalety stopnia wyjściowego.

Przykłady konstrukcji

Leak TL/12 Point One- wzmacniacz mocy z triodami w stopniu końcowym, ale z prostszym niż w układzie Williamsona stopniem sterującym.