Circlotron

Z Oktoda
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania


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[1]. 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) [2], przez Cecila T. Halla (patent USA Parallel Opposed Power Amplifiers, czerwiec 1951)[3] 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).

Ramiona mostka Circlotronu stanowią dwie lampy (na rysunku obok triody 11 i 12) oraz dwa źródła zasilania (23 i 24 na rysunku). Obciążenie (na rysunku obok transformator) jest włączone w przekątną mostka. Polaryzację wstępną lamp zapewnia źródło 21, choć w praktycznych układach polaryzacja jest częściej umieszczana w obwodzie siatek, a środek uzwojenia pierwotnego jest połączone z masą (w zasadzie odczep transformatora nie jest konieczny, właściwa polaryzacja katod może być osiągnięta za pomocą rezystorów).

W stanie równowagi mostka przez obciążenie nie płynie prąd, nie ma więc składowej stałej w transformatorze. Siatki lamp (13 i 14 na rysunku) są sterowane przez symetryczny sygnał różnicowy otrzymany z odpowiedniego odwracacza fazy.  

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.

[4]  

Wzmacniacz w układzie Circlotron z Poradnika Radioelektryka.

[5]    

Wzmacniacz UL z Radio (ZSRR) 9/1990.

[6]  

Przypisy

  1. Patent USA 2828369
  2. Patent USA 2201345
  3. Patent USA 2705265
  4. Aleksander Witort, Amatorskie wzmacniacze elektroakustyczne, WKŁ, 1970.
  5. Poradnik Radioelektronika, praca zbiorowa, WKiŁ, Warszawa 1972, tom 2.
  6. В. Смирнов, Высококачественный усилитель, Радио, 9, 1960.

Bibliografia