Circlotron - Circlotron

Circlotron zesilovač ventilu je typ zesilovač s využitím symetrického katoda -připojeno most rozložení výstupní fáze. Původní cirklotrony z padesátých let byly použity výstupní transformátory párovat relativně vysoko výstupní impedance z vakuové trubky na nízkou impedanci reproduktory. Circlotronová architektura, snadno škálovatelná, byla nakonec upravena pro provoz bez výstupních transformátorů a dnešní komerčně vyráběné modely cirklotronu jsou bez transformátoru (OTL).

Dějiny

The Circlotron jméno se ukázalo jako ochranná známka z Electro-Voice. Americký patent na cirklotron Vysoce věrný zvukový zesilovač byl podán uživatelem Alfa Wiggins společnosti Electro-Voice 1. března 1954 a udělena 28. března 1958.[1] Jiní vynálezci však podali stejný koncept již dříve:[2]

  • C. T. Hall podáno Paralelní protichůdné výkonové zesilovače 7. června 1951; Americký patent 2 705 265 byl udělen 29. března 1955.
  • Tapio Köykkä podáno 2. září 1952; Finština Patent 27332 udělený 10. listopadu 1954; vylepšená verze byla podána 30. září 1955, finský patent 29642 udělený 10. dubna 1958.

Všechny tyto patenty požadovaly plně vyvážený design spojený s transformátory; komerční transformátorové zesilovače nebyly v tuto chvíli proveditelné kvůli vysokým nákladům na napájení kondenzátory požadované pro návrh OTL (nejméně tisíce mikrofarády na 200 voltů nebo lépe). V letech 1950 až 1960 vyráběla cirklotrony společnost Electro-Voice (osm modelů, 15 až 100 W na kanál), finská Voima a Philips.[2] Tyto inspirovaly další místní výrobce, jako např Carad. Všechny tyto modely používaly výstupní transformátory a paprsková tetroda nebo pentoda trubky (pro zvýšení účinnosti). Podobné amatérské vzory byly zveřejněny v SSSR. Lze pozorovat, že koncový stupeň úspěšného zesilovače McIntosh je také cirkulační, protože speciální vinutí výstupního transformátoru eliminuje jeden ze dvou plovoucích napájecích zdrojů.

Koncept byl vzkříšen v beztransformátorové podobě počátkem 80. let 20. století Ralph Karsten, zakladatel společnosti Atma-Sphere, který zůstává hlavním současným výrobcem cirklotronů. Další OTL cirklotrony vyrobila Tenorový zvuk, Joule Electra a Einstein.

Základní schéma bez transformátorů

Zjednodušený diagram (s vynecháním zkreslení mřížky síť)

Elektrický můstek cirklotronu je tvořen párem párů triody (V1, V2) a dva plovoucí napájecí zdroje ('B baterie '), B1 + a B2 +. Mřížky každé triody jsou poháněny v opačných fázích s vyváženým, symetrickým vstupním signálem; diferenciální proud protéká zátěží reproduktoru a jednoduchá odporová síť s relativně vysokou impedancí, která spojuje plovoucí zdroje se zemí. Trubky jsou obvykle pevné předpětí s externím záporným napájením ('C baterie '); každá strana má obvykle nezávislé nastavení předpětí k vyrovnání malého nesouladu trubice.

Výstupní impedance Z kruhového transformátoru bez transformátoru, kde každý stupeň je jedna trioda s impedance desky z Rstr a napěťový zisk μ je definován vzorcem

[3]

Trubky, které nejlépe vyhovují konceptu cirklotronu, jsou triody určené pro použití v napájecích zdrojích jako sériové regulátory: 6080 /6AS7, 6C33C, 6C19P. Zesilovač s jednou duální triodou 6AS7 na kanál (Rstr = 270 ohmů,[4] μ = 2) bude mít Z asi 67 ohmů - dostačující k řízení většiny sluchátka. Řízení reproduktory vyžaduje paralelní výstupní trubice a v praxi nejsou V1 a V2 jednotlivé triody, ale masivní banky paralelních triod. Jednoduché OTL zesilovače, například Atma-Sphere M-60, používají 8 dvojitých triod 6AS7 typ na kanál; každý nepřetržitě rozptyluje v průměru 30 wattů. Bez zpětné vazby vede toto uspořádání k výstupní impedanci 6–8 ohmů. Lze jej dále snížit globálním použitím negativní zpětná vazba nebo paralelizovat více výstupních elektronek. Extrémně využívá zesilovač Atma-Sphere MA-2 20 elektronek 6AS7 na kanál s nepřetržitou spotřebou energie 600 wattů na kanál (800 wattů při maximálním jmenovitém výkonu 220 wattů nebo maximální účinnost 27%).

Výhody a nevýhody

Vnímaná věrnost (kvalita) reprodukce zvuku je těžko měřitelné, subjektivní měřítko, které by mělo být ponecháno na vkusu každého jednotlivého posluchače. Kromě věrnosti zvuku mají cirklotronové OTL určité výhody oproti asymetrickým OTL (tj. Futterman zesilovač ) a konvenční zesilovače spojené s transformátory:

  • Škálovatelnost. Stejný základní design lze snadno zvětšit nebo zmenšit přidáním (odebráním) výstupních zkumavek.
  • Bezpečnost reproduktoru. I když banka V1 nebo V2 zcela selže, stejnosměrný proud prostřednictvím řečníka je omezena na nedestruktivní hodnoty.
  • Spolehlivost. Poruchu jedné triody (nebo trubice s dvojitou triodou) lze vyrovnat opětovným předpětím zesilovače; bude pokračovat v provozu, i když se sníženým maximálním výkonem a se zvýšeným zkreslením rovnoměrného řádu způsobeným asymetrií koncového stupně.
  • Lineární frekvenční odezva a rychlá přechodná manipulace. Absence výstupního transformátoru a globální negativní zpětná vazba rozšiřuje plnou výkonovou frekvenční odezvu na stovky kilohertz. Na spodním konci frekvenční stupnice je basová odezva omezena kapacitou napájecího zdroje a obvodem budiče a lze ji snadno rozšířit pod 1 hertz.

Tyto výhody jsou za cenu vysoké spotřeby energie a současného generování tepla: minimální stereofonní výkonový zesilovač (Atma-Sphere S-30) nepřetržitě rozptyluje 400 wattů, zatímco praktická nízkoimpedanční stereo nastavení dosahují 1 kilowattu, což je výkon malého elektrický ohřívač.

Circlotrony, na rozdíl od minimalistických zesilovačů s jedním koncem, musí používat poměrně složité vyvážené vstupní a budicí stupně dodávající alespoň 100 V špičkové napětí a schopný řídit relativně vysoké kapacitní zátěže (kvůli počtu paralelně zapojených výkonových triod a souvisejícímu dlouhému zapojení). První požadavek je obvykle vyřešen pomocí a dlouhoocasý cascode stupeň (2 nebo 3 dvojité triody), druhý - se dvěma stoupenci katody vložen mezi stupeň řidiče a výkonový stupeň. Oba vyžadují bipolární napájecí zdroj, nezávislý na napájecích zdrojích výkonového stupně, s napájením vytvořeným před spuštěním napájecího zdroje.

Reference

  1. ^ US patent 2828369
  2. ^ A b circlotron.tripod.com
  3. ^ Podívejte se na srovnání topologií OTL a jejich výstupních impedancí Tube Lovers Anonymous
  4. ^ Aktuální Rp v paralelním nastavení může být kvůli konzervativnímu předpětí ještě vyšší

externí odkazy