O Super Williamson

Quem disse que o Williamsom � um desenho obsoleto? O Professor MennoVan der Veen, uma das maiores autoridades em circuitos valvulados do s�culo XXI nos traz ente ultra moderno circuito baseado nos novos transformadores toroidais da Amplimo. E nos sugere o circuito abaixo. � interessante a abordagem que ele nos faz do tradicional circuito. Em prol da estabilidade m�xima e recupera��o nos transientes fortes, Van der Veen elimina totalmente a realimenta��o negativa externa. Nesta primeira vers�o que logo abaixo demonstramos, vem o autor antes de tudo primar pela simplicidade da topografia geral do circuito. Inclusive sem se importar com resistores casados etc. Com um simples mult�metro faz-se o ajuste do circuito para m�ximo rendimento.

Primeiramente as v�lvulas de sa�da s�o reguladas para 45mA cada uma medindo-se a corrente entre K1 e K2 (abertos) e o terra, pela simples regulagem dos potenci�metros P2 e P3. Uma vez ajustado, colocamos em curto o pino 2 e o pino 7 de B2a e B2b; ajusta-se P1 com sinal musical at� que nada se ou�a no alto-falante mesmo a pleno volume. Abre-se o curto e o amplificador esta calibrado. Mas s� faca isto ap�s uns 15 minutos de funcionamento, pois s� assim as v�lvulas aquecidas estar�o estabilizadas.

Circuito b�sico do amplificador e sua unidade de alimenta��o. Van der Veen pede que o circuito seja apenas montado para uso pr�prio. Sendo vetada qualquer comercializa��o.

Conforme V. observar� no circuito acima, o transformador � do tipo Ultra-linear com dois enrolamentos extras para os catodos das v�lvulas de sa�da. O princ�pio foi originalmente utilizado nos QUAD e Mc Intosh sem serem Ultra-lineares, o que s� foi inventado alguns anos depois.

Este transformador por sinal � bem carinho, pois na sa�da est� todo o problema de um amplificador de pot�ncia uma vez que estamos convertendo de um sinal extremamente d�bil para uma interface eletro-mec�nico ac�stico onde ser� reproduzido o som. Este transformador j� fornece no est�gio toda a realimenta��o necess�ria e por ser tudo no mesmo est�gio o desvio de fase ser� m�nimo com reposta plana at� os 90kHz.

Uma interessante particularidade deste circuito � que o mesmo n�o depende de par�metros de transcondut�ncia ou do fator de amplifica��o das v�lvulas de sa�da, proporcionando um resultado bem uniforme quaisquer que sejam os pares de v�lvulas de sa�da utilizados. Van de Veen em seu livro Modern High-End Valve Amplifiers sugere uma interessante modifica��o para o uso dos transformadores VDV6040PP ou PAT4002 que n�o possuem a realimenta��o por catodo. Eis que aqui o transcrevemos de forma simplificada.

Na figura a seguir vemos os circuitos por realimenta��o por catodo convencional, chamados de Super triodo, (ou Super-Ultra-Linear) apesar de usarem duas v�lvulas pentodo, e logo abaixo sua sugest�o para adapta��o dos transformadores Ultra-lineares em Super-triodo atrav�s da realimenta��o em grade.

A modifica��o foi sugerida para o amplificador UL-40-S2 cuja etapa de sa�da segue em linhas gerais o Wlliamsom que estamos descrevendo. O UL40-S2 usa como transformador de sa�da o modelo VDV6040PP ou o PAT4002 que n�o tem deriva��es para os catodos das v�lvulas de sa�da. Ao introduzirmos esta �nova id�ia�, que aparentemente parecia imposs�vel, e por um custo insignificante, transformamos o amplificador de ultra-linear em Super-triodo. A melhoria do som que o sistema traz considerando o gasto em material e m�o de obra empregada est� na categoria dos Milagres!!

Isto me faz lembrar um mec�nico de autom�veis da velha guarda que dizia: O imposs�vel eu fa�o no ATO! - O Milagre s� demora um pouquinho!

Apesar de Van der Veen sugerir os transformadores toroidais especiais da Amplimo, nada impede que utilizemos transformadores de qualidade reconhecida no circuito sem grandes perdas significativas.

Ao convertermos um pentodo em triodo, simplesmente ligamos a grade G2 � placa .

Desta forma, unificamos a corrente de catodo Ia- pois a voltagem de placa Vak- e de grade G2 Vgk ser�o as mesmas, resultando numa diminui��o da pot�ncia m�xima. As curvas de corrente e tens�o de grade de sinal estar�o mais inclinadas e a v�lvula apresentar� um menor resist�ncia interna. Resultando em melhor amortecimento para os alto-falantes.

Ao observarmos a constru��o de uma v�lvula, veremos que a grade G2 est� no caminho dos el�trons da mesma forma que a grade de sinal G1, apenas um pouco mais afastada, logo poderemos tom�-la como uma nova grade de sinal com menor influ�ncia se comparada a G1. Nesta G2, poderemos, portanto injetar quaisquer tipos de sinais, Realimenta��o negativa, positiva, ou um outro sinal qualquer. E ali se far� a mistura eletr�nica destes; assim funciona o super heterodino, a misturadora de sinais, a amplifica��o vari�vel e tamb�m os Mc Intosh com G2 em realimenta��o positiva proveniente da placa da v�lvula complementar.

Na liga��o Ultra-linear cada grade G2 de cada v�lvula recebe 1/3 do sinal da placa dela mesma, pois a deriva��o do transformador � de 33% . Na liga��o triodo ela recebe 100% pois est� unida � placa.

A placa fornece o sinal 180� fora de fase em rela��o a G1. G2 est� em fase com a placa, ent�o G2 estar� sempre fornecendo realimenta��o negativa (no circuito convencional U-L). Ao fornecer apenas 33% do sinal, a G2 permanecer� em potencial mais elevado que a placa da mesma v�lvula e manter� sua propriedade de aceleradora, aumentando a pot�ncia de sa�da e ao mesmo tempo diminuindo a resist�ncia interna.

Tudo isto melhora as caracter�sticas do pentodo mas ainda n�o igualam a alta qualidade do som do triodo.

A introdu��o da realimenta��o por catodo, produz uma realimenta��o extra necess�ria a uma maior diminui��o da resist�ncia interna da v�lvula, sem contudo alterar o ponto de funcionamento pentodo da v�lvula. Apenas nestas condi��es, o pentodo se equivale ao triodo.

Se considerarmos as medidas, ap�s as adapta��es da �Super triode with control grid feed back� teremos:

Som limpo com bastante profundidade e resolu��o detalhada para todos os sons de voz ou instrumento.

Ao retirarmos a adapta��o de realimenta��o em grade de controle G1, o Ultra-Linear soava empastado.

A caracter�stica din�mica (pot�ncia de sa�da) do Ultra-Linear � boa, mas em liga��o

Mas��., sempre existe um �por�m�. Qualquer vantagem num ponto lhe traz uma desvantagem em outro. Qual a desvantagem? A freq��ncia de resposta torna-se um pouco restrita. Antes t�nhamos resposta em �3dB

em 80kHz, agora teremos �3dB em 40kHz. Se us�ssemos o Super-Triode original com deriva��o para catodo n�o ter�amos esta desvantagem. O fato � que os resistores de 82K nas grades das v�lvulas de sa�da formam naturalmente um filtro passa baixos. Os capacitores de 100pF melhoram um pouquinho, mas n�o podem ser aumentados sob pena de alterarmos a curva de resposta do amplificador. Mas vejamos: �3dB em 40kHz? Os melhores CD s�o restritos a apenas 22kHz. - Vamos deixar esta �desvantagem� de lado antes que um outro �aperfei�oamento� crie mais problemas.

Os resistores de 82k, R25 e R26 poder�o ser substitu�dos pelas �gambiarras� formadas por P4(P5) e R27(R28) para uma ligeira melhora na resposta de alta freq��ncia. O ouvido dir� o ponto �timo.

Como n�o podia deixar de ser nosso autor Van der Veen, seguindo nosso mestre Williamson, tamb�m criou um pr�-amplificador moderno para este amplificador. Como no Williamson, nosso pr�-amplificador tem tamb�m seis v�lvulas s� que � estereof�nico.

Todo o pr� � montado em tr�s m�dulos para cada canal e uma �nica fonte de alimenta��o para ambos.

R11 e C10 depender�o da recomenda��o do fabricante da c�psula utilizada. (C10=ao redor de 120pF)

R16=180k; R17=0 corresponde � curva RIAA. Outras curvas exigir�o novos resistores e capacitores em suas liga��es.

A figura acima prop�e novos filtros corretores respectivamente para Fita magn�tica 7 ��, discos de 78 e antigos micro sulcos. Os pontos vermelho, verde e amarelo, s�o ligados aos mesmos pontos do circuito ap�s a remo��o de R16 e R17.

Est�gio LINE= amplificador de linha. Resposta plana para todas as entradas.

O ganho do est�gio MD � de aproximadamente 41dB, com o est�gio LINE atingiremos perto de 60dB.

Rapidamente falando, este est�gio tem-se tornado popular entre os construtores de equipamentos valvulados. Sua grande vantagem � a baixa distor��o que proporciona. Em princ�pio o triodo inferior recebe o sinal de �udio enquanto o superior faz a fun��o do tradicional resistor de carga. Ao receber o sinal, o triodo inferior reage passando este sinal ao triodo superior. O sinal � sempre transmitido atrav�s do catodo do triodo superior.

O circuito � um push pull que trabalha em classe A. A classe A � condi��o �sine qua non� para o perfeito funcionamento do �SRPP�. Ao variar a resist�ncia interna do triodo inferior, altera-se a polariza��o do triodo superior, variando a resist�ncia do triodo superior em sentido inverso. Desta forma, a corrente total no ramal � a mesma da corrente do conjunto em repouso, variando apenas a tens�o de transfer�ncia. A transfer�ncia de tens�o (ganho) � portanto maior do que se houvesse um simples resistor de carga, quando haveria tamb�m uma varia��o da corrente no ramal. Aqui est� caracterizado o push pull e o porque de sua menor deforma��o.

A fonte de alimenta��o do MCML05 original � muito especial. O filamento come�a em 0 Volt e lentamente (em tr�s est�gios) aumenta durante 15 segundos at� a voltagem m�xima. A alta voltagem opera de maneira semelhante levando 30 segundos para atingir o valor final. Isto previne surtos de tens�o que poderiam danificar as pr�-amplificadoras. O circuito original utiliza dois CI 555 trabalhando como rel�gios.

Na minuteria que sugerimos utilizamos a carga de um capacitor para cada fun��o. Os filamentos recebem carga vari�vel a partir resistores e SCRs e a alta tens�o � operada por um rel�.

MCML05	Valve pre amp
Design	Menno van der Veen
Manufacturing	Amplimo b.v.
Inputs	4 x line; phono: MM-MC selectable
Line-input	100 kOhm; 250 mVrms nominal; 10Vrms maximal
MM-input	47 kOhm; 4,7 mVrms RIAA within 0,1 dB
MM-headroom	+ 45 dB @ 20 Hz + 47 dB @ 1 kHz + 33 dB @ 20 kHz
MC-input	470 Ohm (selectable) 0,47 mVrms
-3dB Frequency range	1,6 Hz to 71 kHz(min) to 360 kHz (max); depends on volume setting
Output	3,5 kOhm; 1 Vrms nominal 11,3 Vrms max in 100 kOhm 6 Vrms max in 10 kOhm
Output record	250 mVrms nominal or selected source level
Hum-Noise	-128 dBV (C-curve)
Headphone	100 mW in 30 Ohm
Valves	4 x ECC82; 2 x ECC81
Mains	180-240 V @50/60 Hz 90-120 V @ 50/60 Hz

A fonte de alimenta��o acima mostra os pontos de liga��o do timer (rel�gio de espera).

Abaixo o circuito dos timers: S�o dois circuitos praticamente id�nticos com dois NE ou LM 555. Os potenci�metros de 1M controlam o tempo e partida. � preciso evitar capacit�ncias estanhas nos pinos 2 dos referidos circuitos integrados para evitar que o mesmo parta sozinho. Ambos 555 s�o alimentados pela deriva��o dos filamentos que fornece corrente cont�nua de 9 V. O timer dos filamentos operam dois SCR que fornecem corrente gradativa aos filamentos das v�lvulas. O timer da alta tens�o opera um rel� miniatura de 9V que a conecta ap�s 30 segundos, quando as v�lvulas j� se encontram aquecidas.

O m�dulo do timer � ligados respectivamente nos pontos + e � marcados no diagrama da fonte acima. O ponto �J� fornece a continuidade de alimenta��o para os filamentos e o rel� � conectado nos pontos �A� e �B� em ambos diagramas.

Este refinamento � apenas uma sofistica��o que demonstramos simplesmente por seguirmos a filosofia do circuito original. A nosso ver, totalmente dispens�vel, mesmo num produto de qualidade.

A seguir especifica��es f�sicas do LM555 e o diagrama interno do mesmo..

O tempo de retardo de cada uma das unidades depender� exclusivamente dos valores ajustados nos potenci�metos de 1M e dos valores dos capacitores ligados entre os pinos 6 e 7 do CI e o barramento negativo.

Finalizando o artigo apresentamos uma vers�o japonesa do Williamson com inversor cruzado. Este inversor proporciona id�nticas imped�ncias e n�veis de sinal de sa�da nos dois lados do push pull.