Правда о цирклотроне. Вся правда, и ничего, кроме правды. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности ламповые

 Комментарии к статье

Не так давно на dvdworld.ru разгорелась, не без участия автора, дискуссия про бестрансформаторные усилители вообще, и цирклотрон (circlotron) в частности. Автор оказался в меньшинстве... большинство же утверждало коллективную точку зрения на то, что...

• Бестрансформаторные усилители играть не могут
• Бестрансформаторные схемы - "транзисторные"
• Что такое цирклотрон? голос с задней парты:Это и есть бестрансформаторный усилитель?
• Нет! У них у всех "стеблевая" топология
• Это новомодное изобретение такое. Типа Долби. Для домкино сойдет
• Это класс АБ! чур меня!
• Это же глубокая ООС! голос с задней парты:А без ООС он не бывает! все хором: Кююю...
• У кого-то от цирклотрона колонки сгорели
• Вообще-то, только двое из оппонентов признались, что слышали цирклотрон вживую (правда, один из названных приборов цирклотроном не являлся), но оно все равно не играет
• Только один из оппонентов сам построил бестрансформаторный усилитель (или, по крайней мере, наблюдал процесс), но остался им недоволен

Вот такие вот утверждения, на грани третьей стадии статистики. Давайте разбираться по пунктам. Для начала разберемся, что такое цирклотрон и что такое бестрансформаторный усилитель... лица, не поступающихся принципами, могут дальше не читать.

(нажмите для увеличения)

В основе цирклотрона - двухтактный мостовой силовой каскад, в котором токи источников питания перекрестно замыкаются через нагрузку. Результирующий ток нагрузки равен разнице токов двух плеч. Вот так выглядит (именно так) выглядит бюджетный цирклотрон Electro-Voice А20 1956 года выходной мощностью 20 Ватт (выходной и предвыходной каскады). Аналогичная конструкция на отечественных приборах опубликована в Радио, N9, 1963 год.

(нажмите для увеличения)

Ну и где же здесь бестрансформаторный каскад, спросит оппонент? A кто ему сказал, что цирклотрон - обязательно бестрансформаторный? Ну точно не я, это господа оппоненты сами выдумали, все вопросы к ним... А равно и по поводу транзисторной топологии.

(нажмите для увеличения)

Нагрузка может быть непосредственно акустической системой (как в современных цирклотронах Atma-Sphere, Tenor Audio). Может быть - автотрансформаторной (используется и в заводских конструкциях, и многими пользователями "чисто бестрансформаторных" цирклотронов). Можно, наконец, замкнуть нагрузку через аноды,

а сам цирклотрон сделать однотактным, вот так:

Ну? Ничего не напоминает? Ну ладно, далее будем говорить только о классическом симметричном цирклотроне. С нагрузкой в катодах.

Мы уже упомянули дату - 1956. События развивались так (поклонников новых хронологий предупреждаю - даты настоящие!)

• 07.06.1951 - Сecil T. Hall подает заявку на патент США, патент 2705285 выдан 29.03.1955
• 01.03.1954 - Alpha M. Wiggins подает заявку на патент США, патент 2828369 выдан 25.03.1958.
• Параллельно, аналогичный патент был зарегистрирован в Финляндии на имя Tapio Koykka (выдан 10.11.1954 - абсолютное первенство)

Патенты Уиггинса и Койкки немедленно реализовались в промышленные изделия под марками Electro-Voice (CША) и Voima Radio (Финляндия). Более подробно история рассказана на circlotron.tripod.com, откуда эта информация и получена автором. Благо, есть еще люди на свете, передающие информацию, взятую не с потолка, а из патентных библиотек...

Действительно, новомодная технология...

Почему схема в свое время не распространилась по всему свету? В изначальном трансформаторно-пентодном варианте ее единственное преимущество перед традиционными пушпулами - низкое выходное сопротивление со стороны катода упрощает конструкцию трансформатора. Все остальные "достоинства" пентодного пушпула - налицо (обязательная ООС, Вильямсоновские каскады, не менее двух пар разделительных емкостей и т.п.). А существенный минус - двойной комплект обмоток, выпрямителей и фильтров - не позволял конкурировать в цене с традиционными конструкциями. Ведь тогда не было хаенда, и борьба шла за каждый доллар, а не число нулей в цене. Квантовый скачок к полностью бестрансформаторной схеме требовал перехода на качественно другой ценовой уровень, тем более при тогдашних комплектующих - напомню, что напряжения в бестрансформаторном усилителе ламповые, а токи - транзисторные, так что стоимость полновесного фильтра питания (10-40 тысяч мкФ * 200В на канал) и сегодня совсем не детская... В общем, не прижилось дитятко. Новая жизнь цирклотрона началась примерно в 1982 году (умер Брежнев, сбили Боинг, разместили Першинг, выпустили Novacron).

Кстати, о двойном комплекте источников питания. Он практически неизбежен в усилителях мощности, а вот в балансном предусилителе Ральфа Карстена (патент США 6242977) - полноценном цирклотроне с прямым выходом (120В пик-пик, не шутка!) на 600-омную линию - обошлось одним комплектом выпрямителей. Как? не просто, а очень просто... кто не догадался, зайдите в патентную библиотеку, не мне Вас учить. В ламповом оконечнике такое тоже возможно... пара емкостей и пара (лучше - две пары) МДП-транзисторов на хар-роших радиаторах.

Теперь разберемся со стеблями. Сложно сказать, почему в головах оппонентов засели такие ботанические познания (разработчики "стеблей" предпочитали этнографические термины из жизни коренных народов США). Как показал следственный эксперимент, стеблем названа схема Футтермана-Розенблита (практически, в нынешнее время производится только Розенблитовский вариант - первоначальная схема Футтермана оказалась ненадежной и не использовала в должной мере низкое выходное сопротивление со стороны катода). Вот он, стебель, не имеющий ничего общего с цирклотроном.

Cхема Ф-Р уверенно работает только с обратной связью (не менее 12дБ). Без ООС она неработоспособна - выходное сопротивление со стороны катода и анода разное, второй гармоники будет много даже по хаендным стандартам. Вот только предварительных каскадов надо 3, а в цирклотроне достаточно одного.

И, ко всему прочему, предоконечный каскад в схеме Ф-Р видит совершенно разные емкости нагрузки. В цирклотроне же оба плеча симметричны, и проблем с разным сдвигом фаз нет. Килогерц так до сотни.

По постоянному току - и в цирклотроне, и в "стебле" - необходимо два независимых источника смещения выходного каскада. Действительно, при прямом подключении акустики разница в токах плеч замыкается через нее. Но на практике, при максимальном токе плеча в 0.5А (восемь 6Н13С или 4 6С33С на канал) - даже при полном выходе из строя одного плеча через нагрузку потечет ровно пол-амперы. В жизни - добиться разбаланса исправных плеч больше 1/3 тока покоя при исправных лампах не смогут даже самые заслуженные оппоненты и радиогубители. А можно ли убить акустику постоянным током в 100-200 мА? В крайнем случае, если отказало одно плечо, а в другом - сетки сели на землю, тут извините - должны сработать предохранители. Оппоненты, вы знаете, что это такое?

А при автотрансформаторной связи вопрос о постоянке в нагрузке вообще неуместен. При сопротивлении полной обмотки в 1 Ом от каждого катода до земли - ровно половина Ома, а на выходном зажиме - четверть Ома... перемножаем на 0.5А, получаем 125мВ в худшем случае.

Теперь об ООС. Цирклотрон без ООС на традиционных "стабилизаторных" лампах

• Устойчив по постоянному току и напряжению. Лампы 6С33С в режиме с фиксированным смещением, вообще-то, склонны идти вразнос, но это лечится элементарной локальной ООС (через внутреннее сопротивление источника питания). Лампы 6Н13С, 6С19П, 6П45С не требуют каких-либо ухищрений.
• Имеет полосу от 0 до не менее 100 кГц по уровню -1дБ. И устойчив как Медный Всадник. Полоса определяется, в основном, связью с предыдущими каскадами (снизу) и емкостной связью между половинками блока питания (сверху). Разумеется, при трансформаторной или автотрансформаторной связи полоса сужается.
• Имеет в бестрансформаторном включении выходное сопротивление от 10 Ом (8 6Н13С на канал) до 2 Ом (Atma-Sphere MA1, 24 6Н13С на канал). А c автотрансформатором 3:1 - от 1 до 0.3 Ома. Вам и этого много? При 50В на сетках это примерно 15В на выхоже. Вам этого мало?
• Конечно, все зависит от акустики. Если ставить задачу воспроизвести 10Гц на крохотных фазоинверторах - пожалуйста, используйте ООС. А если нет, и сопротивление акустики в СЧ диапазоне не слишком лихорадит - слушайте музыку, помогает...

Первые - трансформаторные - цирклотроны Electro-Voice работали только с ООС. Экономичности ради в них использовались пентоды, причем с перекрестным питанием экранирующих сеток, из них выжимали все, что можно. Современный цирклотрон те же 20Вт снимает не с пары 6П6С, а с восьми 6Н13С. Так что вопрос нелинейных искажений, пресловутой третьей гармоники стоит не на первом Ватте, и даже не на десятом... А, кстати, что произойдет на десятом Ватте с однотактником на трехсотке? Это не ругани ради, это просто чтоб представить разницу в масштабах.

Теперь о классе А и АБ. Тут путаются и неизлечимые оппоненты, и даже вполне грамотные люди. Дальше - для грамотных! Рассмотрим реальный цирклотрон (Мамонт 1), 8 ламп 6Н13С на канал, нагрузка 8 Ом. Зададим ток покоя на триод - 75мА (всего - 1.2А, смещение при этом около -60В). При какой выходной мощности каскад перейдет из класса А в класс Б? Ограничимся синусоидой на входе для простоты примера. Моделирование в EWB 5.12 достаточно точно отражает суть процесса.

Традиционная логика говорит - при мгновенном токе нагрузки 0.6А (эффективное напряжение на нагрузке 3.4В, мощность - 1.5 Вт) одно плечо полностью закроется. 6Вт маловато будет. А теперь посмотрим, как на самом деле ведут себя токи плеч (возбуждение 9.2В эфф, выходное 3.4В эфф):

Ничего не закрывается! Ведь под катодом - не земля и не катодный конденсатор, а половина нагрузки! Закон трех вторых не забыли? Увеличиваем возбуждение, приближаемся к отсечке.

Опа! вот уже можно включать секундомер. На сетках - 20В эфф, на нагрузке - 7.3 В эфф, мощность в нагрузке - 6.6Вт. Вот это примерно и есть граница классов А-АБ. Теперь увеличим сопротивление нагрузки до 16 Ом при неизменном сеточном возбуждении. Форма тока вернется в класс А (примерно как на первом графике), на нагрузке - 10.7В эфф, или практически те же 7.0 Вт. Граница же А-АБ сместится к 13Вт на выходе (14.4 В эфф на нагрузке). Да, схема любит высокие сопротивления нагрузки, я предупреждал. А кто их не любит..

И никаких проблем с трансформатором в отсечке. Отсечка в жизни, кстати, менее резкая чем на идеальных моделях - лампа закрывается не так охотно.

Ну и наконец, как оно звучит? Оппоненты, честно скажите - какой цирклотрон, когда и в какой системе Вы слушали? Мамонт - всегда готов к Вашим услугам. Приходите, поругаем вместе...

Ccылки и благодарности

• Современные цирклотроны Ральфа Карстена atma-sphere.com и otlamp.com
• Разбор полетов и топологий на tubecad.com
• tenoraudio.com
• balanced.com

Публикация: klausmobile.narod.ru

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности ламповые.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива 84-дюймовый дисплей NEC MultiSync X841UHD с разрешением 3840x2160 пикселей 23.11.2014 Компания NEC обозначила новый ориентир на рынке дисплеев, представив модель MultiSync X841UHD. Экран NEC MultiSync X841UHD размером в 84 дюйма (213 см) имеет разрешение 3840x2160 пикселей, в четыре раза больше разрешения Full HD. При подключении по интерфейсу DisplayPort дисплей поддерживает максимальное разрешение с кадровой частотой 60 Гц. По словам производителя, дисплей подходит для работы в диспетчерских, центрах управления производственными процессами, конференц-залах, студиях интерактивного дизайна, а также в составе систем САПР и в качестве информационных табло в общественных местах. Режим Multi-Picture Mode позволяет выводить на экран одновременно до четырех независимых изображений. При этом любое из этих четырех изображений можно перемещать по экрану, поворачивать, масштабировать. В X841UHD используется панель типа S-IPS и светодиодная подсветка. Максимальная яркость составляет 500 кд/м2, контрастность - 1400:1, время отклика - 12 мс. В мониторе используется 10-разрядное представление цветов. Оснащение устройства включает два громкоговорителя мощностью по 10 Вт, один вход DisplayPort, два входа DVI-D и четыре входа HDMI, а также два аналоговых звуковых входа. Для удаленного управления служат порты RS-232, Ethernet 100 Мбит/c и инфракрасный порт для пульта ДУ.

Другие интересные новости:

▪ Гаджет для коррекции осанки

▪ Солнце опресняет воду

▪ Антибиотики в реке

▪ Поезда вместо самолетов

▪ Портативный принтер LG Pocket Printer (PD261)

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радио - начинающим. Подборка статей

▪ статья Флеминг Александр. Биография ученого

▪ статья Почему Шуберт не завершил Неоконченную симфонию? Подробный ответ

▪ статья Технолог-гидротехник. Должностная инструкция

▪ статья Электронная кость. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Твой первый приемник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025