|
De Williamson versterker kan aangezien worden als de standaard versterker van zodra een wat hoger vermogen (en een lage vervorming) nodig is. Het probleem situeert zich in de fasedraaier die de eindtrappen moet aansturen.
- Een cathodyne heeft een goede gelijkloop tussen beide uitgangen, maar kan slechts een spanningszwaai van 10V effectief leveren, en dit is te weinig voor de meeste vermogensbuizen.
- Een long tail schakeling heeft een grotere spanningszwaai, maar de gelijkloop tussen de twee uitgangen is slechter.
Door beide trappen te combineren heeft men de voordelen van beide schakelingen.
- Originele Williamson versterker
- Om de eigenschappen van de toen bestaande versterkers te verbeteren (hoger vermogen en minder vervormingen) moest men een schakeling ontwerpen met een voldoende hoge versterking om een sterke tegenkoppeling mogelijk te maken. Dit is de Williamson versterker, gebaseerd op een bestaand ontwerp, maar met een extra trap om het verlies aan versterking te compenseren.
- De Williamson fase omkeertrap
- De Williamson fase omkeertrap bestaat uit een cathodyne gevolgd door een long tail schakeling (Schmitt omkeertrap). Men heeft zo de voordelen van beide systemen: de goede gelijkloop van de cathodyne en de hoge sweep van de long tail. Door een extra versterkertrap bij te plaatsen na de cathodyne is de versterking hoger.
Door gebruik te maken van een dubbele triode na de fase omkeertrap kan men de eindtrappen aansturen in classe AB2 (waarbij er soms stroom door het stuurrooster van de eindtrap loopt) door de drivertriodes te voeden met een negatieve spanning op de cathode. Daardoor kan men een hoger vermogen uit de eindtrappen halen. Dit zijn verschillende versterkers die in classe AB2 werken.
- Voorbeeld van een Williamsonschakeling
- We bespreken hier specifiek de drivertrap van de eindtrap. De Williamson werd aangepast met een locale tegenkoppeling om de versterker meer stabiel te maken: de locale tegenkoppeling vermindert de algemene versterking (en invloed van de globale tegenkoppeling).
Een voorbeeld van een Williamsonschakeling met een extra driver trap: de Heathkit W-6A.
- Eigen ontwerp
- Enkele eigen ontwerpen, gebaseerd op de Williamson schakeling, maar met PL504 en PL519 buizen. Deze versterkers zijn gebouwd eind jaren 1990. De laatste versie van de schakeling staat rechts. Naast een globale tegenkoppeling heeft de versterker ook een lokale tegenkoppeling van de eindtrap naar de drivertrap (de meeste vervormingen treden hier op). Door de vervorming lokaal te compenseren moet de globale tegenkoppeling minder sterk werken en is de versterker meer stabiel.
- Ultra lineair
- De Williamson schakeling was revolutionair (juist na de tweede wereldoorlog): de bedoeling was een vervorming van minder dan .01% te halen. Een volgende verbetering die een paar jaren later gepromoot wordt is de ultra lineaire schakeling (1951). Deze schakeling waait over naar Europa in de jaren 1960.
De Williamsonversterker heeft een balanseindtrap (push pull). Deze schakeling wordt op volgende bladzijden uitgelegd:
En dan hebben we nog een nogal ongebruikelijke Williamson-versterker. Ik heb er geen aparte pagina aan gewijd, omdat de schakeling niet zo interessant is voor hihi weergave. De gebruikte buizen zijn als volgt:
- 6BL8 = ECF80, een radiofrekwente triode-pentode die hier gebruikt wordt als voorversterker en fasedraaier.
- 12AT7 = ECC81, een dubbele triode gebruikt als drivertrap.
- 6BQ5 = EL84 als eindtrap, geschakeld als triode.
De voorversterker en de cathodyne fase-omkeertrap, evenals de twee driver-triodes, zijn prima. De eindtrap maakt echter gebruik van een paar EL84-buizen die als triodes zijn geschakeld. Het probleem hierbij is dat een triode-configuratie meer vervorming produceert dan een ultralineaire configuratie, terwijl het vermogen lager is (maximaal 5W). Een ander nadeel is dat een triode-configuratie een veel hogere ingangsspanning vereist, vandaar de Williamson-configuratie. Bij een normale pentode- of ultralineaire schakeling had de driver-trap weggelaten kunnen worden.
Een vreemd detail is de instelbare negatieve feedback. Normaal gesproken stel je de negatieve feedback in op een bepaalde waarde om het gewenste vervormingsniveau te bereiken. Hier kan de versterker echter instabiel worden bij bepaalde negatieve feedbackwaarden.
Nog iets om te vermijden in een hifi-versterker is de 500Ω weerstand in de voeding. In een push-pull-versterker neemt de stroom iets toe wanneer de versterker een hoog vermogen levert. De waarde van de weerstand zorgt hier voor een compressie-effect (de hoogspanning neemt af bij vol volume), wat niet gewenst is in een hifi-versterker (maar wel nuttig kan zijn in een gitaarversterker).
|
