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L'amplificateur Williamson peut être considéré comme la configuration standard dès qu'une puissance élevée (et un faible taux de distorsion) est demandé. Le problème des amplificateurs se situe au déphaseur qui doit attaquer l'étage de puissance:
- Le cathodyne a deux sorties bien symmétriques mais ne peut produire qu'un signal de 10V effectifs au maximum, et c'est une valeur trop faible pour la plupart des tubes de puissance.
- Un montage long tail permet un sweep du signal de sortie plus important, mais la symmétrie entre les deux sorties est moindre.
En combinant les deux montages, on obtient un circuit qui a les avantages des deux montages.
- Amplificateur Williamson original
- Pour améliorer les caractéristiques des amplificateurs de l'époque (une puissance plus élevée avec un taux de distorsions moindre) il faut réaliser un ampli avec une amplification suffisamment élevée pour pouvoir appliquer une contre réaction énergique.
L'amplificateur Williamson est basé sur un montage existant, auquel on a ajouté un étage préamplificateur pour compenser la réduction de l'amplification.
Quelques années après le lancement de l'ampli Williamson, on voit apparaitre un autre montage qui va améliorer les caractéristiques de l'ampli: le montage ultra linéaire.
- Le déphaseur Williamson
- Le déphaseur Williamson se compose d'un cathodyne suivi d'un long tail. C'est ce type de déphaseur combiné qui procure le meilleur résultat et peut être utilisé avec des amplificateurs d'une puissance de 100W et plus.
Si on utilise une double triode après le déphaseur, on peut commander l'étage de puissance en classe A2 ou AB2 qui permet une puissance encore plus élevée. Dans ce montage ce sont les triodes de commande qui déterminent le courant de repos des étages de puissance. Quelques exemples d'amplificateurs travaillant en classe A(B)2.
- Montage propre
- Quelques montages que j'ai réalisé dans les années 1990. Le montage est basé sur des tubes PL504 et PL519. Le dernier circuit de la page, le plus abouti se trouve à droite. En plus de la contre réaction globale, il utilise une contre réaction locale entre chaque tube de puissance et son tube drive correspondant. Cela permet de limiter les distorsions là où elles sont les plus fortes. La contre réaction globale peut être plus faible ce qui améliore la stabilité de l'ampli.
- Etage d'attaque
- L'étage d'attaque suit le déphaseur cathodyne. Il s'agit d'un comparateur long tail. Cette page montre une amélioration qui améliore la stabilité de l'ampli en ajoutant une contre réaction locale.
L'étage de puissance d'un amplificateur Williamson est un push pull parallèle classique qui est décrit sur plusieurs pages:
Et puis un amplificateur Williamson un peu bizarre. Je ne lui ai pas donné une page séparée car il ne mérite pas qu'on s'y attarde trop. Les tubes employés sont les suivants:
- 6BL8 = ECF80, une triode-pentode préamplificatrice ici utilisée comme étage préampli et déphaseur
- 12AT7 = ECC81, une double triode utilisée comme étage d'attaque
- 6BQ5 = EL84 comme étage push pull branché en triode
L'étage préampli et déphaseur cathodyne ainsi que les deux triodes d'attaque sont correctes. Mais l'étage de puissance utilise une paire de EL84 branchées en triodes. Le problème ici est qu'un montage en triode produit plus de distorsions qu'un montage ultra linéaire tout en produisant une puissance moindre (maximum 5W). Un autre inconvénient c'est qu'un montage triode nécessite une tension d'attaque beaucoup plus importante, de là le montage Williamson. Dans un branchement pentode ou ultra linéaire on aurait pu se passer de l'étage d'attaque.
Un truc bizarre est la contre réaction réglable. Normalement on règle la contre réaction sur une certaine valeur pour avoir le taux de distorsion que l'on désire. Ici, l'amplificateur peut devenir instable à certaines valeurs de contre réaction.
Une autre chose à éviter dans un amplificateur hifi c'est la résistance de 500Ω dans l'alimentation. Dans un amplificateur push pull le courant augmente un peu quand l'ampli débite une puissance élevée. Ici la valeur de la résistance ajoute un effet de compresseur (la haute tension diminue à plein volume), ce qui n'est pas recherché dans un ampli hifi (mais qui peut être souhaitable dans un ampli de guitare).
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