Известно, что высококачественное, но при этом простое изделие бывает подчас создать труднее, чем сложное, при этом обычно или мешает закостенелое мышление, или мы не особенно и задумываемся над этой проблемой. Тем не менее, поговорка — «все гениальное просто», с каждым днём становиться всё актуальнее. Данный усилитель, несмотря на кажущуюся сложность, является достаточно простым, атлетичным и законченным изделием.
     Следует обратить внимание на то, что фильтр блока питания усилителя рассчитан на эксплуатацию в американской сети, частотой 60Гц. Поскольку особенностью схемы блока питания являться её простота автор статьи Джон Экланд подчеркивает, что всегда найдутся недовольные снобы, которые будут требовать стабилизации анодного напряжения. Необходимо помнить, что использование стабилизатора из-за его низкого КПД на порядок повышает требование к сетевому трансформатору по его мощности, индукции, габаритам и соответственно цене и весу. Блок питания в этой схеме можно несколько улучшить задемпфировав диоды моста последовательными RC цепочками. Эта мера поможет снизить уровень мультипликативной помехи и паразитных колебаний, вызванных отсечкой тока в момент его коммутации диодами. Тем не менее, из-за разделения каналов усиления на моноблоки, использования достаточно высокого анодного напряжения, применения быстродействующих (широкополосных) маслонаполненных конденсаторов фильтра, эффективность данных блоков питания достаточно высока. Для сохранения высоких динамических качеств данной реплики усилителя, не желательно уменьшать напряжение анодов выходных ламп меньше чем 500 Вольт.
     Что касается самой схемы усилителя, то авторами статей 1955г Давидом Хафлером и 2003г Джоном Экландом за основу была взята оригинальная классическая схема усилителя Уильямсона с выходным каскадом на лучевых тетродах КТ66 и опубликованной весною 1947 года, в журнале Wireless World. Поскольку схема это довольно простая и в месте с тем эффективная то соответственно имеет ряд неоспоримых достоинств как в прочем и недостатков.
     Идеология схемы Уильямсона, касается, прежде всего, важного взаимодействия ламп драйвера с лампами выходного каскада, которая заключается в компенсации искажений четных порядков (в основном второй гармоники) лучевых тетродов КТ66, искажениями четных порядков предвыходного каскада (драйвера). Поскольку Кг2 тетродов КТ66 включенных лжетриодами достигает порядка 6% то теоретически подобные же искажения поданные на сетку выходных ламп в противофазе могут скомпенсировать эту нелинейность.
На практике, по разным причинам, анализ которых выходит за рамки статьи, идея компенсации искажений четных порядков выходного каскада в двухтактных усилителях искажениями драйвера мало осуществима или недостаточно эффективна по сравнению с однотактными схемами. Однако, в схеме 1955 года, а также в её современной реплике 2003 года, применено комбинирование этой идеи Уильямсона с не менее революционной и даже гениальной идеей.
     Так по заявке изобретателей Давида Хафлера (David Hafler), Герберта Кероеса (Herbert Keroes), фирме инвестору Acro Products Company патентным отделом США был выдан патент от 7 июня 1955 года за № 2.710.312 на ультралинейные усилители.
Не уменьшая достоинств прочих важных изобретений в области ламповой схемотехники, анализ патентов в этой области техники за более чем полувековой период показывает что, по своему значению, и массовому признанию, ультралинейная схема стала значительным открытием в области звуковоспроизведения. Являясь простой и элегантной по своей сути, эта схема позволила значительно снизить нелинейность тетродов (и пентодов) функционирующих в классе В и АВ снизив её значение до ничтожных величин даже по сравнению с лучшими прямонакальными триодами функционирующих в этих классах усиления. При этом ультралинейная схема сохраняла энергетическую эффективность тетродов или пентодов.

     Наиболее продвинутые образцы ультралинейных трансформаторов были произведены американской фирмой Acro Products Company (торговая марка Acrosound).
Достаточно рассмотреть описанную в патенте конструкцию предложенного Давидом Хафлером и Гербертом Кероесом трансформатора, что бы понять, что способы намотки трансформаторов пригодных для использования в ультралинейных схемах, рекомендованные авторами некоторых Советских учебников, как правило, являлись не лучшим их вариантами.
В первоначальном патенте прекрасно просматриваются все тонкости этого ответственейшего узла. Предложенная Давидом Хафлером и Гербертом Кероесом конструкция уникальна и тем, что в ней, как и подобает настоящему элегантному творению, напрочь отсутствуют излишние элементы, например новомодные в то время электростатические экраны, функцию которых успешно выполняют грамотно расположенные вторичные обмотки.
Интересно, и то, что в описании патента уже активно используется термин - HI-FI (высокая верность), а трансформаторы фирмы Acro стали легендарными и в настоящее время неимоверно ценятся на Западном рынке.
     Необходимо помнить, что в приведенной реплике усилителя Уильямсона, из-за низкого собственного уровня второй гармоники в выходном каскаде и наличия повышенного уровня второй гармоники в драйвере, возможна ситуация когда возникнет перекомпенсация искажений выходного каскада, что может негативно отразиться на звучании усилителя. Поэтому повторять данную реплику схемы Уильямсона с выходным ультралинейным каскадом следует весьма осмотрительно. По крайней мере, в ультралинейном варианте схемы Уильямсона представленной здесь, необходимо добиваться оптимальной нелинейности драйвера по второй гармонике. Необходимый уровень второй гармоники драйвера можно задавать, варьируя сопротивления его анодной нагрузки (47кОм). Увеличивая значения анодных сопротивлений можно уменьшить уровень, как второй, так и крайне неприятной на слух – третьей гармоники, при этом, возможно, придется несколько откорректировать значение общего катодного сопротивления (680 Ом) двойного триода драйвера по нужной величине напряжения сеточного смещения.
     Необходимый уровень второй гармоники драйвера зависит от режима выходного ультралинейного каскада и типа примененных в нем ламп. Например, по данным фирмы Tung-Sol, лучевые тетроды 5881(отечественный аналог 6П3С–Е) РР/UL = 43%, Ua = 445В и Raa = 6500 Ом имеют уровень второй гармоники, на максимальной выходной мощности 28Вт, порядка 1%, КТ88 Genelex РР/UL = 40%, Ua = 425В и Raa = 3200 Ом Кг2 =1,5% при выходной мощности 50Вт.

     Согласно зарубежным и отечественным исследованиям влияния величины сопротивления выходного каскада нагруженного реальным громкоговорителем на качество воспроизведения музыкальных программ установлено, что выходное сопротивление усилителя в данной системе должно иметь некое оптимальное конечное значение.
Так по данным опубликованным Норманном Х. Кроухорстом (Norman Crowhurst) в журнале Glass Audio 3/96 приведенное выходное сопротивление РР/UL двухтактного каскада на 5881производства Tung-Sol в классе АВ превосходит сопротивление нагрузки всего лишь в 1,25 раза. Т.е. с помощью неглубокой ООС порядка 6 - 8 дБ, по лучшему звучанию, на слух, можно легко довести выходное сопротивление усилителя до оптимальной величины.
Для справки (из этой же статьи) выходное приведенное сопротивление двухтактного лжетриодного (5881) каскада в классе АВ уже в 1,4 раза больше сопротивления нагрузки, что уже далеко от оптимального значения.
     Выходное приведенное сопротивление триодов в двухтактном каскаде и «чистом» классе А составляет всего 0,3 от сопротивления нагрузки, но уже из-за излишне низкого его значения тоже не является оптимальным.
     Вместе с тем высокое сопротивление триодов в классе АВ по сравнению с классом А косвенно свидетельствует о повышенной нелинейности триодов в АВ и В режимах.
Трансформатор ТО –330 фирмы Acrosound, рекомендованный в статье 1955г, успешно заменяют выходные тороидальные трансформаторы производства ООО «Электро Девайс» ТТВ–250–19РР/3800 с приведенным сопротивлением между анодами в 3800 Ом.
Малораспространенные в странах СНГ лучевые тетроды 6550/КТ88, можно с большим успехом заменить высококачественными отечественными лучевыми тетродами ГУ19-1. Также вполне удачным будет замена 6550/КТ88 на лучевые пентоды ГУ50/LS50. В случае использования лучевых пентодов ГУ50/LS50, необходимо применять выходной тороидальный трансформатор производства ООО «Электро Девайс» ТТВ–300–50РР/4000 с приведенным сопротивлением между анодами в 4000 Ом, и отдельной, гальванически развязанной, ультралинейной обмоткой.
     Кроме описанной здесь схемы Уильямсона существует ещё один альтернативный вариант построения высококачественного двухтактного УМЗЧ. Схема основана на довольно простой и популярный схеме фазоинвертора с разделенной нагрузкой одновременно являющийся предвыходным каскадом (драйвером) для оконечных ламп (рис 3). Начинать опыты с выходным тороидальным трансформатором, который имеет рекордно высокую связь как между первичной и вторичной обмотками, так и половиной первичной обмотки трансформатора в частности, я бы и посоветовали с этой схемы. Схема эта практически аналогична известной схеме УМЗЧ «Прибой» но с заменой ламп 6Н6П на 6Н30П и заменой входного пентода 6Ж32П на половинку Е88СС производства «Тесла» или «Телефункен». Незначительный уровень второй гармоники входного каскада на Е88СС будет гармонично придавать «бархатистость» чрезвычайно прозрачному звучанию УМЗЧ. Советский аналог 6Н23П, применять не рекомендую, из-за низкой повторяемости параметров триодов в партии.
     Приведённое сопротивление лучевых тетродов ГУ19-1/КТ88/6550 (и лучевых пентодов ГУ50/LS50) в ультралинейном режиме (Rаа) для использования со схемой с разделенной нагрузкой, обязательно следует увеличить до 5000-6000 Ом (6000-7000 Ом).
Перечисленные в статье выходные лампы и особенно ГУ-50 могут иметь большой разброс параметров, из-за чего желательно иметь в схеме возможность регулировок токов покоя плеч выходного каскада, с возможностью контроля тока покоя с помощью встроенного в схему амперметра.


     Рекомендации для повторения реплики даны А.Г. Красильниковым,
     electrodevice@yandex.ru

Статьи

Ламповый звук Тайны лампового звука Волшебство лампового звука [1] [2] Когда лампа лучше, чем транзистор [1] [2] Почему вакуумный триод звучит музыкально Схемотехника ламповых усилителей Лампы или транзисторы? Лампы! Однотактный ламповый усилитель для начинающих Двухтактные ламповые усилители Оконечный пушпульный усилитель - схема Уильямсона-Хафлера-Кероеса Рекомендации по повторению реплики схемы Уильямсона-Хафлера-Кероеса Однотактный усилитель с непосредственной связью. Схема Loftin-White [1] [2] Трехламповый усилитель Губина Однотактник на 300В Усилители низкой частоты Расчет каскада с нагрузкой в аноде Однотактный усилитель на лампе 807 [1] [2] Циклотрон. Мощный усилитель с выходными лампами ГУ-50 SE на RB300 Однотактный усилитель мощности на 300В. Модель WE91 для 90-х годов [1] [2] Как улучшить звучание HI-FI системы [1] [2] [3] [4] [5] [6] Лампы и звук: назад, в будущее [1] [2] [3] [4] [5] Однотактный ламповый ... [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] Апгрейд усилителя XD845MKIII [1] [2] "Усилитель" для наушников на SRPP [1] [2] [3] [4] [5] [6] Ламповый High-End [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [...] Обзор журнала Glass Audio за 1998 год [1] [2] Обзор журнала Glass Audio за 1999 год Корректор для винила Компенсированные регуляторы громкости Усилитель НЧ Даешь ONGAKU! Tubesaurus Rex Усилитель НЧ с комбинированной обратной связью Прибор для измерения напряжения накала высоковольтных кенотронов George Ohm живет в Харькове Ревизия однотактного усилителя с межкаскадным трансформатором Усилитель мощности НЧ с высоким КПД Двухканальный усилитель НЧ Усилитель НЧ с клавишным переключателем Радиотрансляционные установки ТУ-50 и ТУ-100 Портативный проигрыватель Усилитель НЧ Усилитель без выходного трансформатора Усилители без выходного трансформатора Лампово-полупроводниковый УМЗЧ Акустика Бытовые акустические системы [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] Там, где живут басы [1] [2] [3] [4] [5] [6] The Onken Enclosure Категории слухового восприятия [1] [2] Три взгляда на акустику помещений [1] [2] Акустика в которой мы живем [1] [2] Акустика офисов Мифы звукоизоляции Акустика отделочных материалов Акустический агрегат с объемным звучанием Акустические свойства домашней мебели Акустические линзы для громкоговорителей Акустические измерения в практике радиолюбителя Акустический фазоинвертор Акустика студий [1] [2] Полезные советы разработчиков Hi-End Триод против пентода. Что выбрать? [1] [2] SINGLE-ENDED VS PUSH-PULL [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] Одноламповые усилители низкой частоты Как пользоваться характеристиками электронных ламп Многоламповые усилители НЧ на импортных лампах Контактно-резисторный коммутатор входов Как проверять аппаратуру в салоне Что лучше: 4 или 8 Ом акустика? Выходной трансформатор для однотактника. Быть или не быть линейным Простая и быстрая проверка трансформаторов Десять способов усовершенствовать вашу аудиокомнату Испытатель ламп Понижение уровня фона в усилителях Evolution Пять правил рационального питания Трансформаторы в однотактных усилителях Выходные трансформаторы Измерение характеристик выходного трансформатора [1] [2] Однотактный «Magnum» Какая лампа нам нужна Какая лампа нам нужна и будет ли она? Улучшенная конфигурация листов трансформаторной стали Должен ли УМЗЧ иметь малое выходное сопротивление? [1] [2] Звук: интересные наблюдения Вся правда об акустике ProAc Немного теории лампового звука О заметности искажений История лампы 300B Краткая история возникновения Hi-Fi Возможен ли "виниловый ренессанс?" [1] [2] [3] Hi-End: Мифы и реальность [1] [2] Как не заблудиться в кабельных джунглях? Побалуйте свои уши! [1] [2] Ограничение сигнала усилителем – можно ли работать в клиппинге? "Хай-Энд" умер, да здравствует "Хай-Энд"! [1] [2] Блестящие звукозаписи [1] [2] [3] Семь слов об ошибках аудиоэкспертизы Частотные, нелинейные и фазовые искажения Внешние факторы, влияющие на восприятие звука Многоканальный окружающий звук [1] [2] [3] [4] Магнитная запись: мифы и реальность Теория схемотехники и звукотехники Для начинающих. Как работает усилитель [1] [2] Принципы схемотехники электронных ламп [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Хрестоматия радиолюбителя, 1963г. [1] [2] [3] [4] [5] Конструктивный расчет входных и выходных трансформаторов [1] [2] Как работают звуковые трансформаторы Элементарная теория схем с обратной связью [1] [2] [3] Теория звукотехники Двухтактно-параллельный усилитель НЧ Особенности стандартов, описывающих мощность в звукотехнике Отрицательная обратная связь в усилителях Классы усилителей мощности Элементарная теория триода [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] Как работает лучевой тетрод О мощности, ваттах, децибелах... [1] [2] Теория звука [1] [2] [3] [4] Звук и цифровые технологии [1] [2] [3] [4] [5] [6] Проектирование абсолютно устойчивых усилителей [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] Звуковые форматы Описание стандарта MP3 Правильная мощность Начинающим. Радиолампа Высококачественный усилитель низкой частоты Объемный звук [1] [2] [3] Парадоксы электрона Вибратор к гитаре Ламповый авометр Старая и популярная 12АХ7/ЕСС83 Принцип устройства и работы электро-вакуумных приборов Двухэлектродные лампы Трехэлектродные лампы Рабочий режим триода Многоэлектродные и специальные лампы Электронно-лучевые трубки Газоразрядные и индикаторные приборы Фотоэлектронные приборы Собственные шумы электронных ламп Особенности работы электронных ламп на СВЧ Специальные электронные приборы для СВЧ Надежность и испытание электровакуумных приборов Основы схемотехники ламповых усилителей Искажения в усилителях, их измерение, меры по снижению искажений Основные сведения о радиокомпонентах Источники питания Каскады усиления мощности Каскады предварительного усиления Широкополосные усилители Усилительный каскад с катодной нагрузкой [1] [2] Life in Vacuum. EL34 Life in Vacuum. 6H8C, 6H9C Life in Vacuum. SV572 SV6550 6C5C 6C3П/6C4П Двойной триод 6Н3П Пентод 6Ж5П 6П42С / 6П45С Лучевой тетрод 6П1П Пентод 6П14П в оконечном каскаде Двойной триод 6Н14П Кенотрон 1Ц11П Демпферный диод 6Ц10П Что и как мы слышим