Правда про цирклотрон... вся правда, і нічого, крім правди. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Правда про цирклотрон. Вся правда і нічого, крім правди. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Підсилювачі потужності лампові

Коментарі до статті

Нещодавно на dvdworld.ru розгорілася, не без участі автора, дискусія про безтрансформаторні підсилювачі взагалі, і цирклотрон (circlotron) зокрема. Автор опинився в меншості... більшість же стверджувала колективну точку зору на те, що...

Безтрансформаторні підсилювачі не можуть грати
Безтрансформаторні схеми – "транзисторні"
Що таке цирклотрон? голос із задньої парти: Це і є безтрансформаторний підсилювач?
Ні! У них у всіх "стеблова" топологія
Це новомодний винахід такий. Типу Долбі. Для домкіно зійде
Це клас АБ! цур мене!
Це ж глибока ООС! голос із задньої парти: А без ООС він не буває! все хором: Кююю...
У когось від цирклотрону колонки згоріли.
Взагалі-то, лише двоє з опонентів зізналися, що чули цирклотрон наживо (щоправда, один із названих приладів цирклотроном не був), але воно все одно не грає
Лише один із опонентів сам побудував безтрансформаторний підсилювач (або принаймні спостерігав процес), але залишився ним незадоволений

Ось такі ось твердження, на межі третьої стадії статистики. Давайте розбиратися за пунктами. Спочатку розберемося, що таке цирклотрон і що таке безтрансформаторний підсилювач... особи, які не поступаються принципам, можуть далі не читати.

(Натисніть для збільшення)

В основі цирклотрону - двотактний бруківка силовий каскад, в якому струми джерел живлення перехресно замикаються через навантаження. Результуючий струм навантаження дорівнює різниці струмів двох плечей. Ось так виглядає (саме так) виглядає бюджетний цирклотрон Electro-Voice А20 1956 вихідною потужністю 20 Ватт (вихідної та передвихідної каскади). Аналогічна конструкція на вітчизняних приладах опублікована Радіо, N9, 1963 рік.

(Натисніть для збільшення)

Ну і де тут безтрансформаторний каскад, запитає опонент? А хто йому сказав, що цирклотрон – обов'язково безтрансформаторний? Ну точно не я, то панове опоненти самі вигадали, всі питання до них... А так само і з приводу транзисторної топології.

(Натисніть для збільшення)

Навантаження може бути безпосередньо акустичною системою (як у сучасних цирклотронах Atma-Sphere, Tenor Audio). Можливо - автотрансформаторної (використовується і в заводських конструкціях, і багатьма користувачами "чисто безтрансформаторних" цирклотронів). Можна замкнути навантаження через аноди,

Правда про цирклотрон. Вся правда і нічого, крім правди

а сам цирклотрон зробити однотактним, ось так:

Правда про цирклотрон. Вся правда і нічого, крім правди

Ну? Нічого не нагадує? Ну гаразд, далі говоритимемо тільки про класичний симетричний цирклотрон. З навантаженням у катодах.

Ми вже згадали дату – 1956. Події розвивалися так (шанувальників нових хронологій попереджаю – дати справжні!)

07.06.1951 - Сecil T. Hall подає заявку на патент США, патент 2705285 виданий 29.03.1955
01.03.1954 - Alpha M. Wiggins подає заявку на патент США, патент 2828369 виданий 25.03.1958.
Паралельно, аналогічний патент був зареєстрований у Фінляндії на ім'я Tapio Koykka (виданий 10.11.1954 – абсолютна першість)

Патенти Віггінса та Койкі негайно реалізувалися у промислові вироби під марками Electro-Voice (США) та Voima Radio (Фінляндія). Докладніше історія розповідається на circlotron.tripod.com, звідки ця інформація та отримана автором. Благо, є ще люди на світі, які передають інформацію, взяту не зі стелі, а з патентних бібліотек.

Дійсно, новомодна технологія...

Чому схема свого часу не поширилася по всьому світу? У первісному трансформаторно-пентодному варіанті її єдина перевага перед традиційними пушпулами - низький вихідний опір з боку катода спрощує конструкцію трансформатора. Решта " переваги " пентодного пушпула - в наявності (обов'язкова ООС, Вільямсонівські каскади, щонайменше двох пар розділових ємностей тощо.). А суттєвий мінус – подвійний комплект обмоток, випрямлячів та фільтрів – не дозволяв конкурувати в ціні з традиційними конструкціями. Адже тоді не було хаенда, і боротьба точилася за кожен долар, а не кількість нулів у ціні. Квантовий стрибок до повністю безтрансформаторної схеми вимагав переходу на якісно інший ціновий рівень, тим більше при тодішніх комплектуючих - нагадаю, що напруги в безтрансформаторному підсилювачі лампові, а струми - транзисторні, тому вартість повноважного фільтра живлення (10-40 тисяч мкФ * 200В на канал ) і сьогодні зовсім не дитяча ... Загалом, не прижилося дитинко. Нове життя цирклотрону почалося приблизно 1982 року (помер Брежнєв, збили Боїнг, розмістили Першінг, випустили Novacron).

До речі, про подвійний комплект джерел живлення. Він практично неминучий в підсилювачах потужності, а ось у балансному підсилювачі Ральфа Карстена (патент США 6242977) - повноцінному цирклотроні з прямим виходом (120В пік-пік, не жарт!) на 600-омну лінію - обійшлося одним комплектом випрямлячів. Як? не просто, а дуже просто... хто не здогадався, зайдіть до патентної бібліотеки, не мені Вас вчити. У ламповому кінці таке теж можливо ... пара ємностей і пара (краще - дві пари) МДП-транзисторів на гарних радіаторах.

Тепер розберемося зі стеблами. Складно сказати, чому в головах опонентів засіли такі ботанічні знання (розробники "стебел" віддавали перевагу етнографічним термінам з життя корінних народів США). Як показав слідчий експеримент, стеблом названо схему Футтермана-Розенбліта (практично, в даний час виробляється тільки Розенблитовський варіант - первісна схема Футтермана виявилася ненадійною і не використовувала належним чином низький вихідний опір з боку катода). Ось воно, стебло, яке не має нічого спільного з цирклотроном.

Cхема Ф-Р впевнено працює тільки із зворотним зв'язком (не менше 12дБ). Без ООС вона непрацездатна - вихідний опір з боку катода та анода різне, другої гармоніки буде багато навіть за стандартами хаенд. Ось тільки попередніх каскадів треба 3, а в цирклотроні достатньо одного.

І, до того ж, передконечний каскад у схемі Ф-Р бачить зовсім різні ємності навантаження. У цирклотроні ж обидва плечі симетричні, і проблем із різним зрушенням фаз немає. Кілогерц так до сотні.

По постійному струму - і в цирклотроні, і в "стеблі" - необхідно два незалежні джерела усунення вихідного каскаду. Дійсно, при прямому підключенні акустики різниця в струмах плечей замикається через неї. Але на практиці, при максимальному струмі плеча в 0.5А (вісім 6Н13С або 4С6С на канал) - навіть при повному виході з ладу одного плеча через навантаження потече рівно півампери. У житті - досягти розбалансу справних плечей більше 33/1 струму спокою при справних лампах не зможуть навіть найзаслуженіші опоненти та радіозгубники. А чи можна вбити акустику постійним струмом 3-100 мА? У крайньому випадку, якщо відмовило одне плече, а в іншому – сітки сіли на землю, тут вибачте – повинні спрацювати запобіжники. Опоненти, ви знаєте, що таке?

А при автотрансформаторному зв'язку питання про постійне навантаження взагалі недоречне. При опорі повної обмотки в 1 Ом від кожного катода до землі - половина Ома, а на вихідному затиску - чверть Ома... перемножуємо на 0.5А, отримуємо 125мВ в гіршому випадку.

Тепер про ООС. Цирклотрон без ООС на традиційних "стабілізаторних" лампах

Стійкий по постійному струму та напрузі. Лампи 6С33С в режимі з фіксованим зміщенням, взагалі-то, схильні йти врознос, але це лікується елементарною локальною ООС (через внутрішній опір джерела живлення). Лампи 6Н13С, 6С19П, 6П45С не вимагають будь-яких хитрощів.
Має смугу від 0 до щонайменше 100 кГц за рівнем -1дБ. І стійкий як Мідний Вершник. Смуга визначається, в основному, зв'язком з попередніми каскадами (знизу) та ємнісним зв'язком між половинками блоку живлення (зверху). Зрозуміло, що при трансформаторному або автотрансформаторному зв'язку смуга звужується.
Має безтрансформаторному включенні вихідний опір від 10 Ом (8 6Н13С на канал) до 2 Ом (Atma-Sphere MA1, 24 6Н13С на канал). А з автотрансформатором 3:1 – від 1 до 0.3 Ома. Вам і багато цього? При 50В на сітках це приблизно 15В на виході. Вам цього замало?
Звісно, все залежить від акустики. Якщо ставити завдання відтворити 10Гц на крихітних фазоінверторах – будь ласка, використовуйте ООС. А якщо ні, і опір акустики в СЧ діапазоні не надто лихоманить - слухайте музику, допомагає...

Перші – трансформаторні – цирклотрони Electro-Voice працювали тільки з ООС. Економічності заради в них використовувалися пентоди, причому з перехресним живленням сіток, що екранують, з них вичавлювали все, що можна. Сучасний цирклотрон ті ж 20Вт знімає не з пари 6П6С, а з восьми 6Н13С. Тож питання нелінійних спотворень, горезвісної третьої гармоніки стоїть не на першому Ватті, і навіть не на десятому... А, до речі, що станеться на десятому Ватті з однотактником на триста? Це не заради лайки, це просто щоб уявити різницю в масштабах.

Тепер про клас А та АБ. Тут плутаються і невиліковні опоненти, і навіть грамотні люди. Далі – для грамотних! Розглянемо реальний цирклотрон (Мамонт 1), 8 ламп на канал 6Н13С, навантаження 8 Ом. Задамо струм спокою на тріод - 75мА (всього - 1.2А, усунення при цьому близько -60В). За якої вихідної потужності каскад перейде з класу А до класу Б? Обмежимося синусоїдою на вході для простоти прикладу. Моделювання EWB 5.12 досить точно відображає суть процесу.

Традиційна логіка каже – при миттєвому струмі навантаження 0.6А (ефективна напруга на навантаженні 3.4В, потужність – 1.5 Вт) одне плече повністю закриється. 6Вт замало буде. А тепер подивимося, як насправді поводяться струми плечей (збудження 9.2В ефф, вихідне 3.4В ефф):

Правда про цирклотрон. Вся правда і нічого, крім правди

Нічого не закривається! Адже під катодом – не земля та не катодний конденсатор, а половина навантаження! Закону трьох других не забули? Збільшуємо збудження, наближаємося до відсічення.

Правда про цирклотрон. Вся правда і нічого, крім правди

Опа! ось уже можна вмикати секундомір. На сітках - 20В ефф, на навантаженні - 7.3 В ефф, потужність у навантаженні - 6.6Вт. Ось це і є межа класів А-АБ. Тепер збільшимо опір навантаження до 16 Ом при незмінному сітковому збудженні. Форма струму повернеться до класу А (приблизно як на першому графіку), на навантаженні - 10.7В ефф, або практично ті ж 7.0 Вт. Кордон же А-АБ зміститься до 13Вт на виході (14.4 В ефф на навантаженні). Так, схема любить високі опори навантаження, я попереджав. А хто їх не любить.

І жодних проблем із трансформатором у відсіканні. Відсікання в житті, до речі, менш різке ніж на ідеальних моделях - лампа закривається не так охоче.

Ну і, нарешті, як воно звучить? Опоненти, чесно скажіть – який цирклотрон, коли та в якій системі Ви слухали? Мамонт – завжди готовий до Ваших послуг. Приходьте, посваримо разом...

Посилання та подяки

Сучасні цирклотрони Ральфа Карстена atma-sphere.com та otlamp.com
Розбір польотів та топологій на tubecad.com
tenoraudio.com
balanced.com

Публікація: klausmobile.narod.ru

Дивіться інші статті розділу Підсилювачі потужності лампові.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Основний фактор ризику ігроманії 07.05.2024

Комп'ютерні ігри стають все більш популярним видом розваг серед підлітків, але супутній ризик ігрової залежності залишається значною проблемою. Американські вчені провели дослідження, щоб визначити основні фактори, що сприяють виникненню цієї залежності, та запропонувати рекомендації щодо її запобігання. Протягом шести років 385 підлітків були піддані спостереженню, щоб з'ясувати, які фактори можуть привертати до ігрової залежності. Результати показали, що 90% учасників дослідження не схильні до ризику залежності, у той час як 10% стали ігроманами. Виявилося, що ключовим фактором у появі ігрової залежності є низький рівень соціальної поведінки. Підлітки з низьким рівнем просоціальної поведінки не виявляють інтересу до допомоги та підтримки оточуючих, що може призвести до втрати контакту з реальним світом та поглиблення залежності від віртуальної реальності, запропонованої комп'ютерними іграми. На основі цих результатів вчені ...>>

Шум транспорту затримує зростання пташенят 06.05.2024

Звуки, що оточують нас у сучасних містах, стають дедалі пронизливішими. Однак мало хто замислюється про те, як цей шум впливає на тваринний світ, особливо на таких ніжних створінь, як пташенята, які ще не вилупилися з яєць. Недавні дослідження проливають світло на цю проблему, вказуючи на серйозні наслідки для їхнього розвитку та виживання. Вчені виявили, що вплив транспортного шуму на пташенят зебрового діамантника може призвести до серйозних порушень у розвитку. Експерименти показали, що шумова забрудненість може суттєво затримувати їх вилуплення, а ті пташенята, які все ж таки з'являються на світ, стикаються з низкою здоровотворних проблем. Дослідники також виявили, що негативні наслідки шумового забруднення сягають і дорослого віку птахів. Зменшення шансів на розмноження та зниження плодючості говорять про довгострокові наслідки, які транспортний шум чинить на тваринний світ. Результати дослідження наголошують на необхідності ...>>

Випадкова новина з Архіву

Життя у метані 07.03.2015

Хіміки показали, що на супутнику Сатурна - Титані можуть бути структури, подібні до клітинних мембран живих організмів. Щоправда, існувати вони можуть лише в рідкому метані за вкрай низької температури.

У сонячній системі Земля - єдина планета, де є вода в придатній для життя рідкій формі. Замерзла вода є не тільки на Землі, вона є на тих же кометах, але вони, на жаль, підходять хіба що для заморозки. Але для життя в нашому, нехай і більш загальному розумінні, необхідне рідке середовище. Тоді виникає питання – якщо не на Землі, то де?

Цілком можливо, що на Марсі були моря та океани, але зараз поверхня нашого найближчого планетарного сусіда суха, і по ній успішно подорожує марсохід Curiosity. Меркурій, Венера, Юпітер та Сатурн теж не надто обнадіюють у плані водних поверхонь. Однак астрономи виявили, що в останнього є супутник, Титан, і на ньому знаходяться моря. Загвоздка в тому, що ці моря складаються з рідких вуглеводнів, у тому числі метану і етану, до того ж з температурою під -180оС.

Цей факт не збентежив хіміків з Корнельського університету, і вони вирішили подивитися, які хімічні структури можуть існувати в таких умовах. Як відправну точку вони взяли той самий ліпідний бішар, з якого на Землі складаються клітинні мембрани. Дослідники не намагалися знайти земну форму біологічної матерії, яка б вижити у холодних морях Титана. Завдання полягало в тому, щоб знайти таку структуру, яка в рідкому метані виконувала ті ж функції, що клітинна мембрана у воді.

Дослідники провели комп'ютерні розрахунки, в яких вони змоделювали поведінку різних речовин у рідкому метані і з подивом виявили, що проста молекула акрилонітрилу виявилася здатною утворювати мембраноподібні структури. Молекули збиралися в подвійні шари, орієнтуючи полярні нітрильні групи всередину, а вуглеводневий хвіст виставляючи назовні. Подібні структури, схожі розміром із невеликими земними вірусами, виявилися цілком стійкими, а отже, є ймовірність, що в рідкому метані можуть існувати дуже цікаві об'єкти.

Зрозуміло, не можна говорити про те, що в метанових морях Титана плавають деякі акрилонітрилові монстри, але задуматися про те, що таке життя і де його можна знайти, можливо, і варто. Якщо для земних організмів так необхідна вода, то, можливо, для інших форм так само життєво необхідний якийсь рідкий вуглеводень.

Інші цікаві новини:

▪ Створено найвищу ракету

▪ Безпілотний винищувач із штучним інтелектом від Boeing

▪ Довгожителі відрізняються кишковими мікробами

▪ Томат виробляє вітамін D

▪ Самураї чистили зуби

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Складання кубика Рубіка. Добірка статей

▪ стаття Поль Сезанн. Знамениті афоризми

▪ стаття На скільки островів розташована Венеція? Детальна відповідь

▪ стаття Лікар-педіатр. Посадова інструкція