O Super Williamson

Quem disse que o Williamsom é um desenho obsoleto? O Professor MennoVan der Veen, uma das maiores autoridades em circuitos valvulados do século XXI nos traz ente ultra moderno circuito baseado nos novos transformadores toroidais da Amplimo. E nos sugere o circuito abaixo. É interessante a abordagem que ele nos faz do tradicional circuito. Em prol da estabilidade máxima e recuperação nos transientes fortes, Van der Veen elimina totalmente a realimentação negativa externa. Nesta primeira versão 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 multímetro faz-se o ajuste do circuito para máximo rendimento.

Primeiramente as válvulas de saída são reguladas para 45mA cada uma medindo-se a corrente entre K1 e K2 (abertos) e o terra, pela simples regulagem dos potenciômetros 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 até que nada se ouça no alto-falante mesmo a pleno volume. Abre-se o curto e o amplificador esta calibrado. Mas só faca isto após uns 15 minutos de funcionamento, pois só assim as válvulas aquecidas estarão estabilizadas.

Circuito básico do amplificador e sua unidade de alimentação. Van der Veen pede que o circuito seja apenas montado para uso próprio. Sendo vetada qualquer comercialização.

Conforme V. observará no circuito acima, o transformador é do tipo Ultra-linear com dois enrolamentos extras para os catodos das válvulas de saída. O princípio foi originalmente utilizado nos QUAD e Mc Intosh sem serem Ultra-lineares, o que só foi inventado alguns anos depois.

Este transformador por sinal é bem carinho, pois na saída está todo o problema de um amplificador de potência uma vez que estamos convertendo de um sinal extremamente débil para uma interface eletro-mecânico acústico onde será reproduzido o som. Este transformador já fornece no estágio toda a realimentação necessária e por ser tudo no mesmo estágio o desvio de fase será mínimo com reposta plana até os 90kHz.

Uma interessante particularidade deste circuito é que o mesmo não depende de parâmetros de transcondutância ou do fator de amplificação das válvulas de saída, proporcionando um resultado bem uniforme quaisquer que sejam os pares de válvulas de saída utilizados. Van de Veen em seu livro Modern High-End Valve Amplifiers sugere uma interessante modificação para o uso dos transformadores VDV6040PP ou PAT4002 que não possuem a realimentação por catodo. Eis que aqui o transcrevemos de forma simplificada.

Na figura a seguir vemos os circuitos por realimentação por catodo convencional, chamados de Super triodo, (ou Super-Ultra-Linear) apesar de usarem duas válvulas pentodo, e logo abaixo sua sugestão para adaptação dos transformadores Ultra-lineares em Super-triodo através da realimentação em grade.

A modificação foi sugerida para o amplificador UL-40-S2 cuja etapa de saída segue em linhas gerais o Wlliamsom que estamos descrevendo. O UL40-S2 usa como transformador de saída o modelo VDV6040PP ou o PAT4002 que não tem derivações para os catodos das válvulas de saída. Ao introduzirmos esta “nova idéia”, que aparentemente parecia impossível, 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 mão de obra empregada está na categoria dos Milagres!!

Isto me faz lembrar um mecânico de automóveis da velha guarda que dizia: O impossível eu faço no ATO! - O Milagre só 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 à placa .

Desta forma, unificamos a corrente de catodo Ia- pois a voltagem de placa Vak- e de grade G2 Vgk serão as mesmas, resultando numa diminuição da potência máxima. As curvas de corrente e tensão de grade de sinal estarão mais inclinadas e a válvula apresentará um menor resistência interna. Resultando em melhor amortecimento para os alto-falantes.

Ao observarmos a construção de uma válvula, veremos que a grade G2 está no caminho dos elétrons da mesma forma que a grade de sinal G1, apenas um pouco mais afastada, logo poderemos tomá-la como uma nova grade de sinal com menor influência se comparada a G1. Nesta G2, poderemos, portanto injetar quaisquer tipos de sinais, Realimentação negativa, positiva, ou um outro sinal qualquer. E ali se fará a mistura eletrônica destes; assim funciona o super heterodino, a misturadora de sinais, a amplificação variável e também os Mc Intosh com G2 em realimentação positiva proveniente da placa da válvula complementar.

Na ligação Ultra-linear cada grade G2 de cada válvula recebe 1/3 do sinal da placa dela mesma, pois a derivação do transformador é de 33% . Na ligação triodo ela recebe 100% pois está unida à placa.

A placa fornece o sinal 180º fora de fase em relação a G1. G2 está em fase com a placa, então G2 estará sempre fornecendo realimentação negativa (no circuito convencional U-L). Ao fornecer apenas 33% do sinal, a G2 permanecerá em potencial mais elevado que a placa da mesma válvula e manterá sua propriedade de aceleradora, aumentando a potência de saída e ao mesmo tempo diminuindo a resistência interna.

Tudo isto melhora as características do pentodo mas ainda não igualam a alta qualidade do som do triodo.

A introdução da realimentação por catodo, produz uma realimentação extra necessária a uma maior diminuição da resistência interna da válvula, sem contudo alterar o ponto de funcionamento pentodo da válvula. Apenas nestas condições, o pentodo se equivale ao triodo.

Se considerarmos as medidas, após as adaptações da “Super triode with control grid feed back” teremos:

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

Ao retirarmos a adaptação de realimentação em grade de controle G1, o Ultra-Linear soava empastado.

A característica dinâmica (potência de saída) do Ultra-Linear é boa, mas em ligação

Mas……., sempre existe um “porém”. Qualquer vantagem num ponto lhe traz uma desvantagem em outro. Qual a desvantagem? A freqüência de resposta torna-se um pouco restrita. Antes tínhamos resposta em –3dB

em 80kHz, agora teremos –3dB em 40kHz. Se usássemos o Super-Triode original com derivação para catodo não teríamos esta desvantagem. O fato é que os resistores de 82K nas grades das válvulas de saída formam naturalmente um filtro passa baixos. Os capacitores de 100pF melhoram um pouquinho, mas não podem ser aumentados sob pena de alterarmos a curva de resposta do amplificador. Mas vejamos: –3dB em 40kHz? Os melhores CD são restritos a apenas 22kHz. - Vamos deixar esta “desvantagem” de lado antes que um outro “aperfeiçoamento” crie mais problemas.

Os resistores de 82k, R25 e R26 poderão ser substituídos pelas “gambiarras” formadas por P4(P5) e R27(R28) para uma ligeira melhora na resposta de alta freqüência. O ouvido dirá o ponto ótimo.

Como não podia deixar de ser nosso autor Van der Veen, seguindo nosso mestre Williamson, também criou um pré-amplificador moderno para este amplificador. Como no Williamson, nosso pré-amplificador tem também seis válvulas só que é estereofônico.

Todo o pré é montado em três módulos para cada canal e uma única fonte de alimentação para ambos.

R11 e C10 dependerão da recomendação do fabricante da cápsula utilizada. (C10=ao redor de 120pF)

R16=180k; R17=0 corresponde à curva RIAA. Outras curvas exigirão novos resistores e capacitores em suas ligações.

A figura acima propõe novos filtros corretores respectivamente para Fita magnética 7 ½”, discos de 78 e antigos micro sulcos. Os pontos vermelho, verde e amarelo, são ligados aos mesmos pontos do circuito após a remoção de R16 e R17.

Estágio LINE= amplificador de linha. Resposta plana para todas as entradas.

O ganho do estágio MD é de aproximadamente 41dB, com o estágio LINE atingiremos perto de 60dB.

Rapidamente falando, este estágio tem-se tornado popular entre os construtores de equipamentos valvulados. Sua grande vantagem é a baixa distorção que proporciona. Em princípio o triodo inferior recebe o sinal de áudio enquanto o superior faz a função do tradicional resistor de carga. Ao receber o sinal, o triodo inferior reage passando este sinal ao triodo superior. O sinal é sempre transmitido através do catodo do triodo superior.

O circuito é um push pull que trabalha em classe A. A classe A é condição “sine qua non” para o perfeito funcionamento do “SRPP”. Ao variar a resistência interna do triodo inferior, altera-se a polarização do triodo superior, variando a resistência do triodo superior em sentido inverso. Desta forma, a corrente total no ramal é a mesma da corrente do conjunto em repouso, variando apenas a tensão de transferência. A transferência de tensão (ganho) é portanto maior do que se houvesse um simples resistor de carga, quando haveria também uma variação da corrente no ramal. Aqui está caracterizado o push pull e o porque de sua menor deformação.

A fonte de alimentação do MCML05 original é muito especial. O filamento começa em 0 Volt e lentamente (em três estágios) aumenta durante 15 segundos até a voltagem máxima. A alta voltagem opera de maneira semelhante levando 30 segundos para atingir o valor final. Isto previne surtos de tensão que poderiam danificar as pré-amplificadoras. O circuito original utiliza dois CI 555 trabalhando como relógios.

Na minuteria que sugerimos utilizamos a carga de um capacitor para cada função. Os filamentos recebem carga variável a partir resistores e SCRs e a alta tensão é operada por um relé.

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 alimentação acima mostra os pontos de ligação do timer (relógio de espera).

Abaixo o circuito dos timers: São dois circuitos praticamente idênticos com dois NE ou LM 555. Os potenciômetros de 1M controlam o tempo e partida. É preciso evitar capacitâncias estanhas nos pinos 2 dos referidos circuitos integrados para evitar que o mesmo parta sozinho. Ambos 555 são alimentados pela derivação dos filamentos que fornece corrente contínua de 9 V. O timer dos filamentos operam dois SCR que fornecem corrente gradativa aos filamentos das válvulas. O timer da alta tensão opera um relé miniatura de 9V que a conecta após 30 segundos, quando as válvulas já se encontram aquecidas.

O módulo do timer é ligados respectivamente nos pontos + e – marcados no diagrama da fonte acima. O ponto “J” fornece a continuidade de alimentação para os filamentos e o relé é conectado nos pontos “A” e “B” em ambos diagramas.

Este refinamento é apenas uma sofisticação que demonstramos simplesmente por seguirmos a filosofia do circuito original. A nosso ver, totalmente dispensável, mesmo num produto de qualidade.

O tempo de retardo de cada uma das unidades dependerá exclusivamente dos valores ajustados nos potenciômetos 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 versão japonesa do Williamson com inversor cruzado. Este inversor proporciona idênticas impedâncias e níveis de sinal de saída nos dois lados do push pull.