Williamson
Terceira parte:
Os pré-amplificadores:
1) Os Williamson
a) A etapa de entrada para fono.
Williamsom desenvolveu um projeto de pré-amplificador completo para seu amplificador que sofreu ao longo do tempo vários aperfeiçoamentos. O primeiro estágio desenvolvido exclusivamente para cápsulas magnéticas contava com duas equalizações no primeiro estágio de amplificação e um filtro passa altas no segundo. Finalmente um seguidor catódico fornecia o sinal em baixa impedância que poderia ser diretamente aplicado ao amplificador de potencia ou à unidade de controle que veremos a seguir. As duas equalizações oferecidas eram para as gravações da Decca e da E.M.I.. Todo o circuito era baseado em três válvulas do tipo EF37. O filtro passa altas atenua sinais abaixo dos 20Hz a razão de 30dB por oitava para evitar ruídos oriundos dos motores dos toca discos.
Circuito original publicado na Wireless World.
Republicação no RCA Radiotron Designers Handbook
Lista de material para a primeira versão com duas equalizações.
Circuito completo revisado para fonocaptor magnético com três níveis de equalização.
Decca, 331/3 e 78rpm.
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Nota: A EF37 é uma EF36 de baixo ruído assim com a 1620 está para a 6J7. A EF86/EF806/6DJ8/6267 as substituem sem necessidade de alteração de valores nos componentes periféricos.
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b) A etapa de controles de tonalidade e filtros de rejeição.
A outra etapa compreendia uma unidade de controle geral para uso no amplificador. Comportava duas entradas: uma para o pré-amplificador magnético anteriormente descrito e outra para sintonizador de rádio. Possuía no primeiro estagio uma unidade para controle de tonalidade de graves e agudos, cada uma delas com chave reversora para reforço ou atenuação. E no segundo estágio um filtro de altas de cinco posições para bloqueio de chiado ou sibilo nas freqüências de 3,000; 4,500; 7,000; 11,000 e full range.
Wireless World versão com filtro de rejeição E realimentação negativa. 1ª parte.
2ª parte do filtro de rejeição E realimentação negativa incluindo fonte de alimentação.
Diagrama completo do pré-amplificador com controle de tonalidade e filtro de rejeição com realimentação negativa. Versão Wireless World.
Diagrama recopiado pela RCA do mesmo circuito acima.
RCA Radiotron Designers Handbook
Lista de componentes – Unidade de controle.
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Curvas de resposta dos filtros nas 5 posições.
Curvas de resposta dos controles de tonalidade. Vide em teoria dos Williamson.
2) A teoria dos Williamson.
Neste segmento analisamos por partes os dois conjuntos de unidades acima descritos. Abaixo o primeiro estágio do pré-amplificador para fono com suas duas equalizações. A terceira figura nos dá a curva de resposta da etapa.
O primeiro estágio para fonocaptor magnético com dois níveis de equalização.
Em seguida o estágio com três equalizações e um circuito alternativo mais complexo usando uma chave de três posições e duas seções.
O primeiro estágio para fonocaptor magnético com três níveis de equalização.
Três níveis de equalização. Circuito alternativo.
Logo abaixo sugestão para modificação para uso em pick-ups magnéticos sem transformador de acoplamento ou para readaptação do mesmo a pick-ups de voltagem constante (de cristal ou cerâmicos).
Circuito completo para fonocaptor Magnético ou cristal/cerâmico sem transformador.
Mais um aperfeiçoamento dedicado a emudecer o amplificador ao trocarmos o disco.
Com o intuito de tornar o amplificador mudo sem ouvirmos qualquer “click” ou “pop” é aqui sugerido um “fader” (desvanecimento do sinal) que emudece o amplificador sem que se perceba que o mesmo está em posição de corte.
O sistema injeta suavemente uma alta tensão no catodo da segunda etapa de áudio do pré-amplificador antes do filtro passa altas, que leva a válvula ao corte não deixando mais passar o sinal proveniente da etapa anterior emudecendo o amplificador.
Aplicação do fading control na 2ª EF37 do amplificador para fonocaptor
Diagrama completo do pré-amplificador para fonocaptor magnético com três níveis de equalização e com o fading control instalado.
Nas figuras acima vemos o filtro passa altas e as curvas de ganho e rotação de fase no ponto da freqüência de corte.
Detalhes do circuito completo dos controles de graves e agudos.
Os potenciômetros vão apenas de zero ao máximo ou de zero ao mínimo de acordo com a posição das chaves Fall/ Rise (Queda e Ascenção). Ao lado diagrama das curvas de resposta.
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Outros pré-amplificadores.
1a) - Pré-amplificador de H. H. Scott mod. 110. Electronics (dezembro de 1947)
Publicado em Circuitos de Áudio Amplificación Julio Rueda.
1b) - Pré-amplificador Scott mod. 111. projeto de R.H. Aston Radiotronics julho/agosto 1948 (protótipo). Este circuito foi testado em varias radio-transmissoras da época para melhora da qualidade das gravações realizadas. Com o uso destes aparelhos, era difícil ao ouvinte reconhecer a diferença entre os programas ao vivo dos reproduzidos em gravação.
RCA Radiotron Designers Handbook
1c) - Pré-amplificador Scott mod. 112B. (1959)
Detalhes em: http://hhscott.com/pdf/112B.pdf
H. H. Scott e E. G. Dyett Jr. sugeriram e produziram um pré-amplificador dinâmico destinado ao corte das freqüências indesejadas, através de portas eletrônicas que deixam passar apenas certas freqüências estando bloqueado para os surtos ou pulsos.
Neste pré-amplificador existem três amplificadores paralelos. O amplificador de todas as freqüências é a 6SQ7 e dois amplificadores de corte rápido (portas) para agudos e graves respectivamente usando duas 6SJ7(ou 6SG7).
O amplificador de todas as freqüências injeta sinal nas portas de agudos, de graves e no amplificador propriamente dito.
As portas por sua vez injetam separadamente sinais agudos e graves em fase invertida na mesma linha de áudio, em amplitudes previamente escolhidas apenas quando este sinal passa de um determinado valor previamente selecionado. Desta forma as portas estão sempre fechadas deixando passar o sinal do amplificador de todas as freqüências, se o disco tiver um defeito tal como uma rachadura, o sinal será muito forte; neste momento as portas se abrem e ele será injetado em oposição de fase na mesma linha de áudio, anulando o ruído indesejável. O princípio usado em forma inversa é a base do conhecido sistema Dolby de redução de ruídos.
2) - Pré-amplificador Heathkit WAP=2.
Heathkit WAP-2 - Especialmente projetado para os Williamson de sua produção. O projeto tem base nos pré-amplificadores SV-1 da RCA http://www.novacon.com.br/audiorcbri.htm.
3) Conrad Johnson PV-2 pre-amplifier.
Moderno pré-amplificador de alta classe. Sem controles de tonalidade.
4) Expansor de Norman C. Pickering Audio Engineering Setembro de 1947.
Este extraordinário expansor, é praticamente isento de deformações por não utilizar válvulas de mu variável, possui tempo de recuperação variável pela chave K do circuito. O choque que serve de carga para as 6CG7/2x6P5 é de 400Hy 15mA e é o mesmo usado no estágio impulsor do amplificador Brook apresentado no capítulo anterior. O choque L1 é destinado a impedir surtos de tensão ao serem acionadas as 6P5. O seu valor e é de 30Hy 30mA. Conforme poderemos verificar, a parte destacada em vermelho pálido, praticamente reproduz o estágio impulsor do amplificador Williamson. A idéia de Pickering era exatamente esta: Dar vida às gravações reproduzidas pelo amplificador substituindo-a de um sistema passivo por um sistema dinâmico que é controlado pelo pequeno amplificador de ½ 12AU7 e 6AQ5.
A 6H6 retifica o sinal e polariza as grades das 6P5, aumentando ou diminuindo a carga no choque L, do sinal que irá ao estágio de saída. O olho mágico 6E5 demonstra visualmente a expansão e compressão do amplificador. A realimentação negativa deve ser omitida neste processo. A chave K seleciona os tempos de ataque da expansão em ½ seg., 1 seg., 2 seg. e 4 ½ seg..
Publicado em Circuitos de Áudio Amplificación Julio Rueda.
5) LUNDAHL –Three mode . Pre-amplifier.
Moderno pré-amplificador de alta classe. Desenvolvido para substituir - A etapa de controles de tonalidade e filtros de rejeição do Williamson original. Três opções de tonalidade ou de timbre:
Cascata, Direto ou Totem. O estágio Cascata deverá ser blindado.
Nota: 12J5;12SN7 ou 6R7 são válvulas equivalentes. As duas primeiras com mu=20; a 6R7 com mu=16. Usar preferencialmente 6N1 ou 6SN7 para todas.
4a) LUNDAHL –Three mode . Fonte de alimentação para dois pré-amplificadores. O choque LL1657/25 é um “swinging choke” 1:1.
=Mais sugestões de pré-amplificadores=
Pré-amplificador minimalista de Tim William.
Pré-amplificador de qualidade baseado no Mullard por Mike Wepoco.
=Minhas sugestões=
Pré=amplificador profissional baseado em publicações da RCA.
RCA RC20-16 & RC20-20 http://www.novacon.com.br/audiorcac3.htm
Outros pré-amplificadores podem ser visualizados em:
http://www.novacon.com.br/audiogec1.htm
Abaixo dois prés compactos com apenas uma válvula, capazes de proporcionar bons resultados.
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Para término da seção apresentamos um radio RFS para o Williamson.
W.T. Coking, sugeriu um sintonizador de rádio para o seu amplificador. Williamson promoveu a revisão do circuito. E aqui o temos:
Aqui temos o novo circuito sugerido.
Nas imagens superior e inferior, temos os dados para construção das bobinas.
Aerial=Antena
Coupling= Inter-estágio.
Turns=voltas
Formas de Baquelita ou Acrílico (podem ser de PVC ou papelão plastificado).
Dados para sintonias fixas:
=Enrolamento primário(diretamente conectado à antena)
1/3 do número de voltas no secundário
=Enrolamento primário (até chegar aos 70 Ohms)
Enrolamento secundário; (veja texto)
=Enrolamento primário (2/3 do número de voltas no secundário)
Enrolamento secundário; (veja texto)
Fig 23 as formas são convencionais. Possuem ajuste de ferrite de 8mm .
São bobinadascom fio Litz em 7 a 9 camadas de fio de cobre 45 a 48 s.w.g.
Disposição dos chassis para : Fig24- sintonia por variável; Fig25- para três sintonias fixas.
Gráficos auxiliares para a construção das bobinas.
Dados adicionais para uma estação na banda de ondas longas.
No Brasil só se utiliza a faixa para navegação costeira.
Texto: Dados adicionais construtivos.
Tradução do texto:
Tansformadores de RF: Os dados de enrolamento são feitos para que se possam construir bobinas em formas padrão dispensando o uso de máquinas especiais. O número correto de espiras enrolados nos carretéis, de maneira aleatória se fazem entre as divisões de Paxolin ou cartão, que servem de base e suporte para as beiradas dos enrolamentos.
A tabela dá os dados de enrolamento para transformadores que sejam usados em capacitores de duas seções, com trimmers da ordem de 485pf, para cobertura completa da faixa de 550 a 1550kHz .
Ao usar transformadores individuais, os valores da indutância secundária e da capacitância devem ser tomadas a partir da curva da figura 21 em relação à freqüência de transmissão.
Esta curva foi computada a partir do cálculo L/C (L em uHy C em pF) e é uma aproximação ótima. O número de voltas necessárias para produzir a requerida indutância com as formas e os núcleos de ferrite especificados pode ser obtido pela figura 22.
As dimensões das formas de bobinas e os enrolamentos são demonstrados na figura 23.
Uma vez encontrada a capacitância devemos imaginar que as perdas por capacitância distribuída estarão por volta dos 25pF. Portanto, os valores a serem usados devem ser menores que os indicados por estes cálculos.
Na prática o valor padrão mais próximo deve ser escolhido e o ajuste realizado na indutância da bobina.
A variação da posição do núcleo permitirá uma variação da ordem de 18% para cima ou para baixo do valor da indutância.
Construção. De modo a preservar a estabilidade, certas precauções devem ser observadas ao construir o receptor. A causa mais comum de instabilidade é a presença de capacitância distribuída entre o anodo e a grade de controle de V16 . As válvulas usadas tem uma capacitância placa grade de menos de 0.003pF e o posicionamento dos componentes deve ser feito de modo a não aumentar muito este valor. O projeto baseado neste valor tem um fator de segurança 4. Apesar da válvula ser metalizada, uma blindagem será necessária par reduzir as fugas pela base.
Todos os componentes que vão à grade da válvula devem ser mantidos na parte superior do chassi, enquanto os componentes ligados placa devem ficar abaixo do chassi. Quando componentes da placa e da grade seguinte se encontrarem na parte superior do chassi, como no caso das conexões ao capacitor variável, estes devem ser cuidadosamente blindados da parte dos circuitos de antena. As figuras 24 e 25 sugerem disposições dos componentes para o sistema de variação continua e para sintonia discreta (individual).
O Detector. Para que não haja distorção o detector exige um sinal suficientemente alto, da ordem de 5V r.m.s. O receptor é concebido para operar diretamente na unidade de compensação de tonal que requer um sinal de apenas 200mV de pico. Desta forma tomamos a saída a partir de uma derivação na resistência de carga do detector. Isto reduz fortemente a carga de a.c. no detector e permite manipular altas modulações sem distorção.
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