The Williamson Amplifier

  

Sve ima svoju povijest. Čak i hi-fi. Danas, u vrijeme izobilja i svih dostupnosti, skloni smo zdravo za gotovo uzimati stvari i doživljavati ih kao da su najnormalnije na svijetu, nikad ni ne pomišljajući da mnoge stvari nekada nisu ni postojale.  Ne bi ih bilo ni danas da nije bilo zaslužnih pojedinaca, vizionara entuzijasta koji su za svoje ideje bili spremni žrtvovati sve, često ni ne znajući kuda će ih njihova ideja odvesti. Visokovjerna reprodukcija glazbe je svoje glavne razvojne korake činila još i prije 2. svjetskog rata, u vrijeme kad termin hi-fi nije bio ni iskovan.

Rana distribucija snimljene glazbe se odvijala posredstvom tadašnjih medija koji su tehnički gledano bili jako nesavršeni. Radiodistribucija se odvijala posredstvom AM tehnologije, uglavnom na srednjem valu, uz prijenosni opseg od 100 – 4500 Hz. Takozvane šelak gramofonske ploče su omogućavale frekvencijski opseg od isto tako nejakih 50 – 8000 Hz. No pojavom nove tehnike snimanja, kao i moderne vinilne gramofonske ploče, opseg se proširio na 20 – 15000 Hz, pa je to ukazalo na potrebu da pojačala postanu sposobna reproducirati kompletan spektar audiofrekvencija.

Nove standarde je postavio škotski inženjer David Theodore Nelson Williamson. Njegovo triodno push-pull pojačalo u A-klasi  dizajnirano je za vrijeme 2. svjetskog rata. Originalno rješenje, objavljeno 1947. godine, postalo je referentni dizajn pojačala tijekom 1950-ih. Od samog početka to je pojačalo dominiralo britanskim i sjevernoameričkim tržištem, a nikad nije bilo tvornički proizvedeno, već su ga izrađivale stotine tisuća amatera po cijelom svijetu. To je bio apsolutni favorit na DIY sceni. I Williamson je imao svog uzora, to je bio Walter Cocking sa svojim pojačalom iz 1934. godine. No Williamsonovo pojačalo je nadmašilo sve dotadašnje dizajne po dotad neviđeno niskim razinama harmoničkog i intermodulacijskog izobličenja, ravnoj frekvencijskoj karakteristici u cijelom čujnom spektru, te izrazito niskim damping-faktorom. Vrijednost izobličenja od 0,1 % Williamsonovog pojačala je postala kriterij za performanse visoke vjernosti koji vrijede i danas, u 21. stoljeću.

Ne treba zaboraviti da su to bili pionirski dani, pa su određene nesavršenosti bile sastavni dio projekta. Williamsonovo pojačalo je bilo osjetljivo na odabir i usklađivanje  pasivnih komponenti kao i elektronki, te je bilo sklono neželjenim oscilacijama na infra i ultrazvučnim frekvencijama. Imati četiri stupnja pojačanja i globalnu negativnu reakciju koja uključuje i izlazni transformator, pa to je u najmanju ruku bio ozbiljan test dizajna. Naravno, sve ima svoju cijenu. Veliko pojačanje i snažna negativna reakcija od 20 dB su donijeli odlične mjerne rezultate, no donijeli su i nestabilnost. Dvije godine kasnije pojavila se malo korigirana verzija koja je poboljšala stabilnost. Ipak, zbog te temeljne mane, kao i visoke cijene potrebnih kvalitetnih komponenti, proizvođači se nikad nisu ni upustili u serijsku proizvodnju Williamsonovog pojačala, u korist puno stabilnijih, jeftinijih i učinkovitijih trostupanjskih ultralinearnih i pentodnih dizajna.

Mada je dijelom slijedio ideje svog prethodnika Cockinga, Williamson je osmislio drugačiji, znatno stroži skup zahtjeva za visokovjernu reprodukciju. Tu prvenstveno spada zanemarivo nelinearno izobličenje u cijelom području snage, na svim frekvencijama od 10 – 20000 Hz. Frekvencijska  karakteristika treba biti linearna u cijelom spomenutom opsegu. Fazna greška unutar čujnog spektra treba biti zanemariva. Dobar tranzijentni odziv se podrazumijeva. Izlazna impedancija treba biti niska, odnosno, damping-faktor treba biti visok. I konačno, izlazna snaga treba biti 15 – 20 W, da zadovolji reprodukciju orkestralne glazbe. Pregledavši dotadašnje konfiguracije pojačala, Williamson se odlučio za triodni push-pull izlazni stupanj u A-klasi, uz primjenu globalne negativne reakcije koja uključuje i izlazni transformator. Naravno, za snažnu negativnu reakciju od najmanje 20 dB trebalo je imati i veliko pojačanje, pa je to razlog zašto je odabrao četiri aktivna stupnja. Prototip pojačala je Williamsonu dokazao da pojačalo s niskim izobličenjima  i jakom negativnom reakcijom doista zvuči superiornije od drugih pojačala. Razlika je bila izražena i kod najboljih dostupnih šelak ploča, unatoč tehničkim ograničenjima ovog formata.

Prototipovi su impresionirali upravu Marconija, koja je Williamsonu omogućila neograničen pristup testnim resursima tvrtke i predstavila ga ljudima iz Decca Recordsa. Potonji su Williamsonu pružili dragocjen, ekskluzivan testni materijal – uzorke eksperimentalnog Decca ffrr sustava, prvog pravog visokovjernog medija u cijelom Ujedinjenom Kraljevstvu. Te ploče, koje su nadmašivale postojeće medije po kvaliteti zvuka, pomogle su Williamsonu u finom podešavanju njegovih prototipova. Bio je siguran da je sada čvrsto na pravom putu, ali ni Marconi ni njegova matična tvrtka General Electric nisu bili spremni ulagati u masovnu proizvodnju pojačala za civilno tržište. Dizajn nije bio zanimljiv ni pravnicima tvrtke jer nije sadržavao ništa što bi se moglo patentirati. Po njima, Williamson je jednostavno sastavio poznate sklopove i rješenja.

1946. godine je jedan Marconijev distributer, tražeći nove načine promocije elektronke KT 66, primijetio Williamsonovo izvješće iz 1944. godine o njegovim prototipovima pojačala, te ga poslao na objavu časopisu Wireless World. Glavni urednik H. F. Smith je poznavao Williamsona po njegovim ranijim doprinosima te je izravno kontaktirao autora i zatražio detaljan članak napisan posebno za samograditeljsku zajednicu. Williamson je brzo odgovorio, ali je objava, prvotno zakazana za 1946. godinu, odgođena do 1947., a do tada je britanska industrija već izbacila na tržište dva pojačala usporedive kvalitete. Konstruktori Harold Leak i Peter Walker pokušali su komercijalizirati svoje ideje na skromnom britanskom tržištu nakon rata, no njihova su postignuća bila praktički nepoznata izvan Ujedinjenog Kraljevstva. Williamson je učinio suprotno, svoj je dizajn donirao svjetskoj DIY zajednici, čime si je osigurao trajnu popularnost koja traje do današnjih dana.

U kolovozu 1949. godine Williamson je, odgovarajući na pitanja čitatelja, objavio novu verziju svog pojačala. Članak se bavio pitanjima konstrukcije, podešavanja i rješavanje problema, no glavni cilj je bio riješiti probleme stabilnosti prijavljene u pismima čitatelja. Dodani su sklop za kompenzaciju najviših frekvencija te nova ispravljačica koja nije bila dostupna u vrijeme prve verzije, no sklop pojačala je bazično ostao isti. Zbirka članaka koje je Williamson objavio od 1947. do 1950. godine tiskana je kao samostalna brošura od 36 stranica 1952. godine, s drugim izdanjem 1953. Samo Williamsonovo pojačalo, kako je opisano u kolovozu 1949. u časopisu Wireless World, ostalo je nepromijenjeno.

Williamsonovo pojačalo je u podlozi svih modernih cijevnih pojačala. To je tehnički uzor kojeg se ne stide ni najbolji konstruktori današnjice. I u 21. stoljeću još uvijek izaziva pažnju DIY zajednice, ostajući konstantan izazov nebrojenim generacijama. Teško da si uopće možemo predstaviti broj izrađenih primjeraka. Danas, kad sve kupujemo preko interneta i pošiljka nam za par dana stigne u paketomat, teško si je predstaviti da nekada, ako ste nešto htjeli, morali ste si to napraviti sami. A da bi to mogli, netko je to morao ne samo izmisliti, nego i sve informacije učiniti javno dostupnima.

Počeo sam si postavljati pitanje na koje ustvari još ne znam odgovor. Koliko je Williamsonov dizajn interesantan danas, i može li uopće odgovoriti na današnje audiofilske potrebe? Na to pitanje odgovor se može naći samo na jedan način. Dizajn je više nego detaljno opisan, uključujući i potpune, detaljne i jasne upute za izradu izlaznog transformatora, tako da uopće nije upitno da li se danas može proizvesti Williamsonovo pojačalo apsolutno vjerno originalu. Zasada, tek sam na jednoj interesantnoj ideji, no od ideje do realizacije put nije nemoguć. Vidjet ćemo što nosi svijetla budućnost.