威廉遜(Williamson)功率放大器是 20 世紀 80 年代英國人 D . T . N . Williamson創(chuàng)造性設(shè)計的一種失真度小于0.5%的電子管功放電路,曾在歐洲風行一時。至今很多名牌機仍沿用這一電路。該電路是典型的 AB 類高保真電子管功放,其高保真的奧秘是將高性能的束射四極管 KT66 改為三極管接法。 KT66為英國型號,美國型號為 6L6,國產(chǎn)型號為 6P3P ,三者性能基本相同。該功放共有四級放大,并對高頻段進行階梯補償;低頻段進行參差補償,使整機的頻率響應為5Hz-70kHz,較為平坦,電性能卓越,成為名副其實的高品質(zhì)功放。
威廉遜功放電路原圖發(fā)表在英國“無線電世界” ( Wireless World )雜志上,現(xiàn)以原圖為藍本進行介紹。
電路簡介
1.輸入級與倒相級:該級由V1與V2管擔任,采用高屏壓中放大系數(shù)雙三極管6SN7(6N8P),該管具有線性好、噪聲低的特點。V1為輸入管,V2為倒相管,兩管采用直接耦合方式。這樣既減少了信號傳輸時的頻率失真與相位失真,同時也能提高輸入阻抗,擴大動態(tài)范圍與提高瞬態(tài)響應。V1管陰極還增加了較深的電流負反饋,這樣對加強輸入級的穩(wěn)定性能極為有利。
V2為倒相管,電路為屏陰分割式倒相電路。該電路利用電子管工作時屏極與陰極的輸出電壓相位來實現(xiàn)倒相。該電路的屏極與陰極均接入22kΩ電阻,因其負載阻抗相等,流過屏極與陰極的電流也相等,故V2的屏極與陰極的輸出幅度相等、相位相反的信號電壓,為推 動極和末級提供了倒相信號。
2.推動放大級:仍采用高屏壓中放大系數(shù)雙三極管6SN7(6N8P)擔任。經(jīng)多倒相后的信號由電容耦合至推動管V3與 V4 的柵極。對推動級的基本要求是頻響寬、失真小,能輸出足夠的推動電壓。V3與 V4兩管的屏極電壓均在 200V左右,屏至屏輸出的推動電壓達 70V。為了拓寬頻響,提高保真度,推動放大管的陰極仍加了較深的電流負反饋。
3.功率放大級:推挽功放由一對高性能的束射四極管 KT66、6P3P 、 6L6擔任。由前級輸出的推動電壓信號,輸入到V5與V6管的柵極,由功放管V5與V6進行推挽放大,通過輸出變壓器耦合給喇叭放音。功放管柵極負壓的供給采用自偏壓方式,這樣不但裝置方便,而且也無需調(diào)試。
威廉遜功放最大的創(chuàng)舉是將束射四極管改為三極管接法,其優(yōu)點是屏極輸出的電壓全部反饋到簾柵極,因為是深度的簾柵極反饋,深度的負反饋雖然輸出功率有所降低,但卻大大降低了輸出阻抗,放大器的各項電性能均得到了較完美的改善。
V5、V6功放管簾柵極與屏極間串入的 100Ω電阻,這主要因為 KT66 、 6P3P 、 6L6均為高性能、高互導束射四極管,為了防止功放級產(chǎn)生高頻寄生振蕩而設(shè)置的。
功放級如采用原來束射四極管接法時,其功放管屏至屏的負載阻抗為 6 000 - 8000Ω;而威廉遜放大器將該管改為三極接法,因此功放級屏至屏的負載阻抗大為降低,僅為 2 500-4000Ω,這樣對制作高保真的輸出變壓器帶來了極為有利的條件。威廉遜功放電路設(shè)計雖然出色,但末級推挽輸出變壓器在電路中起著舉足輕重的重要作用。因此自制能否成功,輸出變壓器至為關(guān)鍵。
4.電源供給:該機的高壓整流部分采用 5U4 電子管擔任。
本機的高壓濾波裝置采用了阻流線圈,經(jīng) n 型濾波網(wǎng)絡后得到平穩(wěn)的高壓,這對降低電流內(nèi)阻,提高直流高壓的效率起到了積極的作用。如果采用兩節(jié)扼流圈的雙π濾波電路,電源質(zhì)量會更好。