Circlotron

Circlotron - jeden z układów stopni wyjściowych wzmacniaczy małej częstotliwości - przeciwrównoległy mostek pracujący w układzie wspólnej katody.

Idea Circlotronu z instrukcji obsługi wzmacniacza Electro-Voice A15.

Historia

Nazwa Circlotron pojawiła się jako zastrzeżony znak handlowy firmy Electro-Voice. Zgłoszenie patentowe pochodzi z marca 1954, a jego autorem był pracownik tej firmy Alpha Wiggins. Nie był on jednak pierwszym projektantem Circlotronu, jego koncepcja została już wcześniej trzykrotnie opatentowana: przez Williama Spencera Percivala (patent brytyjski z maja 1937, patent USA z maja 1938 Thermionic Valve Repeating Arrangement) , przez Cecila T. Halla (patent USA Parallel Opposed Power Amplifiers, czerwiec 1951) oraz przez Tapio Köykkä (fińskie patenty 27332 i 29642 zgłoszone odpowiednio w latach 1952 i 1955). Ostatecznie firma Electro-Voice wykupiła patent Halla. W jej materiałach materiałach umieszczano uproszczony schemat stopnia końcowego narysowany w postaci koła, co jest związane z nazwą układu.

W latach 50 i 60 kilka firm podjęło produkcję wzmacniaczy akustycznych o mocy od 15 do 100 watów według koncepcji Circlotronu, oprócz Electro-Voice były to między innymi fiński Voima i Philips (z użyciem fińskiego patentu). Były to układy w pełni symetryczne, transformatorowe, zbudowane na pentodach i tetrodach strumieniowych. Parę podobnych propozycji opublikowano w prasie radioamatorskiej.

Powrót do koncepcji Circlotronu nastąpił na początku lat 80, za sprawą Ralpha Kartena, założyciela firmy Atma-Sphere, która wypuściła konstrukcje beztransformatorowe. Kilka typów takich wzmacniaczy jest na niewielką skalę wytwarzanych do dziś.

Układ klasyczny

Budowa

Układ Circlotronu z patentu Wigginsa (1954).

 

Właściwości

• Lampy pracującego w klasie A są dla sygnału zmiennego połączone równolegle. Zmniejsza to impedancję wyjściową wzmacniacza i konieczną przekładnię transformatora wyjściowego.
• Lampy pracującego w klasie B/AB pracują na przemian na obciążenie, jakie "widzi" jedna lampa w ekwiwalentnym, standardowym układzie przeciwsobnym. Wymagana przekładnia transformatora jest zatem dwukrotnie niższa niż w układzie standardowym.
• Wykonanie transformatora ułatwia i poprawia jego parametry również fakt, że nie płynie w nim składowa stała (nie wymaga szczeliny w rdzeniu) ani prądy anodowe lamp (mniejszy prąd w uzwojeniach).
• W transformatorach pracujących w układzie Circlotron w klasie B i AB nie zachodzi zjawisko "przełączania prądów" charakterystyczne dla typowych układów przeciwsobnych, a powodujące powstanie dodatkowych zniekształceń nieliniowych.
• Circlotron posiada naturalne, lokalne 50% ujemne sprzężenie zwrotne, które implikuje w większości normalnych układów transformatorowych stosowanie odpowiedniego sterowania.
• Circlotron w postaci klasycznej wymaga dwóch, oddzielnych źródeł napięcia zasilania.

Układ beztransformatorowy

• Circlotron w wersji beztransformatorowej (OTL) posiada wyjście symetryczne, a więc żaden z zacisków wyjściowych nie jest na poziomie masy sygnału.

Aplikacje

Układ Circlotron był wykorzystywany stosunkowo rzadko. Wzmacniacze togo typu produkowały firmy Electro-Voice, Voima (Finlandia), Philips, Carad (Belgia), MEL (Niemcy).

Wzmacniacz w układzie Circlotron Electro-Voice A30.

Największą liczbę typów wzmacniaczy w klasycznym układzie Circlotron budowała firma Electro-Voice. Wśród wzmacniaczy zintegrowanych były to: A15CL (stopień końcowy na lampach EL84), A20C (6V6), oraz A20CL (6V6). Wzmacniaczami mocy były: A15 (EL84), A20 (6V6), A30 (dwie wersje, na lampach 6BG6 oraz 1614), A50 (6550), A100 (po dwie lampy 6550 połączone równolegle).  

Konstrukcje niekomercyjne

 

Wzmacniacz w układzie Circlotron z książki A. Witorta.

 

Wzmacniacz w układzie Circlotron z Poradnika Radioelektryka.

   

Wzmacniacz UL z Radio (ZSRR) 9/1990.