Усилитель Уильямсона
Усили́тель Уи́льямсона — двухтактный четырёхкаскадный ламповый усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ), разработанный в годы Второй мировой войны Тео Уильямсоном. При скромной выходной мощности в 15 Вт и низком, даже по меркам ламповой аппаратуры, коэффициенте полезного действия усилитель Уильямсона отличался от конкурировавших УМЗЧ низким уровнем нелинейных и интермодуляционных искажений, равномерной амплитудно-частотной характеристикой во всём диапазоне звуковых частот и эффективным демпфированием резонансов акустических систем. Конструкция, опубликованная в 1947 году и предназначенная для самостоятельного повторения радиолюбителями, задала стандарт высококачественного воспроизведения звука и стала образцом ламповой схемотехники конца 1940-х и 1950-х годов.
Усилитель Уильямсона
В области низких частот амплитудно-частотная характеристика усилителя с разомкнутой цепью ООС формируется тремя фильтрами верхних частот (ФВЧ). Первый и второй ФВЧ — классические RC-фильтры на межкаскадных конденсаторах — в авторском варианте имели одинаковые частоты среза в 6 Гц; третий ФВЧ, образованный внутренними сопротивлениями выходных ламп (2…2,5 кОм) и индуктивностью первичной обмотки трансформатора (100 Гн), в состоянии покоя имел частоту среза около 3 Гц. При выбранной Уильямсоном глубине обратной связи такая комбинация трёх ФВЧ с близкими частотами среза неустойчива; для её стабилизации Уильямсон ввёл в анодные цепи первого и второго каскада RC-цепи частотной коррекции с постоянными времени порядка 200 мс, по совместительству служившие развязывающими фильтрами питания. Дополнительную стабилизацию обеспечивала нелинейность выходного трансформатора: по мере роста переменного тока в первичной обмотке её эффективная индуктивность возрастала, а постоянная времени выходного LR-фильтра увеличивалась. Авторский вариант Уильямсона был устойчив, но его запас устойчивости был слишком мал — поэтому и самодельщики, и производители серийных усилителей неминуемо сталкивались с самовозбуждением. Простейшим решением проблемы — при условии использования высококачественного выходного трансформатора — было разнесение частот среза межкаскадных фильтров, например, в «ультралинейном Уильямсоне» Хафлера и Кероса (1952 год) они составляли 1,3 и 6 Гц.