Усилитель Уильямсона
В 1939 году шестнадцатилетний Тео Уильямсон собрал свой первый двухтактный усилитель. В том же году Уильямсон поступил в Эдинбургский университет, а весной 1943 года, в разгар войны, двадцатилетний Тео провалил экзамен по математике и был отчислен с третьего курса за неуспеваемость. Попытка устроиться в штат секретного , разрабатывавшего радиолокационные станции, обернулась неудачей: главный кадровик института Си Пи Сноу счёл кандидата неспособным к исследовательской работе. Физически слабый, с детства больной туберкулёзом Уильямсон не подлежал призыву в действующую армию, и военные власти подыскали ему работу тестировщика радиоламп в компании . Разработка и производство ламп Уильямсона не привлекали; в апреле 1944 года он перешёл в схемотехническую лабораторию . С ведома заведующего лабораторией Уильямсон в свободное время занимался собственными, любительскими проектами по разработке усилителей и звукоснимателей; здесь в течение 1944 года он и создал усилитель, получивший его имя.
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.