Amplificateurs à tubes
Etage de puissance à circlotron
Circlotron

Le montage de puissance "circlotron" est un montage spécial qui permet une impédance de sortie plus basse. Le type de montage est également appellé PPP ou Paralel Push Pull car les deux tubes agissent en parallèle.
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Le montage circlotron est un montage push pull, mais dont la configuration est différente d'un ampli classique. Le circuit de principe se compose de deux tubes, de deux alimentations et d'une charge.

La charge est branchée entre les deux cathodes, c'est donc une sorte de montage à cathode suiveuse dont l'impédance de sortie est très basse.

En magenta, nous voyons le courant au repos qui circule de l'alimentation au tube 1, à la seconde alimentation et puis au tube 2. Au repos, il n'y a aucun courant qui circule dans le transfo de sortie.

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Nous augmentons la conduction du tube 2. Le courant croît donc dans le tube et dans son alimentation, mais le seul moyen de fermer la boucle, c'est de passer par la charge. Comme il s'agit d'un montage symmétrique, la commande sur la grille du tube 1 réduit sa conduction.

PPP - Parallel Push Pull

Le montage est également appellé PPP ou Parallel Push Pull, mais ce nom n'est pas vraiment correct. La plupart des circuits circlotron travaillenet en classe AB avec un courant de repos très faible. Quand le courant augmente dans le tube 2, il se réduit dans le tube 1 pour même devenir nul. A ce moment, il n'y a que le tube 2 qui fournit du courant et on ne peut donc pas parler de fonctionnement en parallèle. Ce n'est qu'en cas de fonctionnement en vraie classe A que le fonctionnement est "PPP". Je ne vais donc pas trop utiliser le terme parallel push pull, si je l'indique parfois, c'est pour attirer les visiteurs qui introduisent ce terme dans leur moteur de recherche.

Le montage SRPP (series regulated push pull ou shunt regulated push pull) est lui un vrai montage push pull parallèle, puisqu'il y a toujours un courant qu circule dans les deux tubes (fonctionnement en classe A obligatoire). Le montage SRPP a vraiment un fonctionnement parallèle en ce qui concerne la charge, mais il ne s'agit pas d'un montage symmétrique, il n'élimine donc pas les harmoniques paires.

La base du montage circlotron
On vous explique très simplement ce qu'est le montage circlotron: on part d'un montage à cathode suiveuse (anode commune) qui est amélioré. Si les exemples sont donnés avec des triodes, les montages pratiques utilisent des pentodes de puissance.

La commande des tubes de puissance et le déphasage
Comme l'étage de puissance est un montage à cathode suiveuse, il faut une déviation très importante du signal à l'entrée. Mais l'avantage c'est qu'une cathode suiveuse a une impédance d'entrée très grande. L'étage déphaseur peut lui être classique.

Les caractéristiques, avantages et inconvénients du montage circlotron
La caractéristique principale c'est que l'impédance de sortie du circlotron est plus basse que celle d'un ampli traditionnel. Om peut donc éventuellement commander directement des hauts parleurs à haute impédance (ou un casque d'écoute). De plus, il n'y a pas de courant qui circule dans le transfo au repos.

En principe il faut trois alimentations par canal: deux alimentations complètement flottantes pour alimenter les deux tubes de puissance et une alimentation normale pour le préamplificateur. Cette alimentation peut également servir pour l'autre canal, pour un ampli stéréo il faut donc 5 alimentations haute tension. Mais on va voir qu'on peut combiner toutes ces alimentations...

Exemples: montages historiques et circuits de conception récente
Quelques exemples de montages pratiques. A première vue, on croit qu'il s'agit d'un montage extrèmement compliqué, mais quand on y regarde de plus près, c'est un montage assez simple, mais qui utilise beaucoup de trucs et de ficelles de l'électronique. Ce n'est pas un montage à la portée du premier amateur venu.
Le montage circlotron est repris dans une forme plus classique à droite. Comme avec un amplificateur push pull classique, les deux tubes de puissance sont commandés avec un signal inverse, mis contrairement à un amplificateur push pull classique, il faut deux alimentations flottantes.

La sortie peut se faire au secondaire, mais un autotransfo peut également être utilisé, car la sortie des tubes est à basse tension (sur la cathode). L'impédance du transformateur peut ainsi être réduite, ce qui permet une bande passante plus étendue. Ce type de montage a encore d'autres avantages en ce qui concerne le transfo de sortie, mais vous lirez les détails sur les différentes pages.

Le courant de repos des tubes de puissance peut être plus faible, car le montage à cathode suiveuse limite des déformations. Le rendement de l'amplificateur est donc meilleur: il consomme moins à vide (sur la haute tension), et comme le courant de repos (qui est une perte) est plus faible, la puissance effective qu'un tube peut fournir est plus élevée. Le tube de puissance dissipe moins au repos, et peut donc fournir une puissance efficace plus élevée. Si on ne tient pas compte de la puissance de chauffage, le rendement s'approche d'un amplificateur à transistors.

On voit donc deux entrées avec un signal déphasé de 180°, mais quelle est la référence? Où est la masse? Elle se trouve au milieu du bobinage primaire du transfo. Notez qu'il n'y a normalement pas de courant qui passe dans cette prise médiane du transfo (si les tubes sont correctement équilibrés, avec un courant de repos identique). Les circuits qui commandent directement le haut parleur (sans transformateur) n'ont pas de prise médiane.

Le montage circlotron donne un son moins coloré qu'un montage push pull classique, le son se rapproche un peu de celui d'un amplificateur à transistors. La cathode suiveuse à basse impédance limite les distortions typiques des amplificateurs à tubes. Le son reste assez neutre et il n'y a pas tellement de différences entres les tubes. C'est une des raisons pour lesquelles ce type d'amplificateur était souvent pourvu de tubes de déflection ligne (qui ne sont normalement pas prévus pour la haute fidélité).

Ce circuit est l'ancètre de l'étage complémentaire des amplificateurs transistorisés. L'étage de puissance travaille ici aussi en émetteur suiveur pour obtenir une basse impédance de sortie. Ces amplificateurs utilisent une alimentation double (ou un condensateur qui permet de brancher le haut parleur au point médian qui se trouve au repos à 1/2 de la tension d'alimentation). La référence est ici le point médian de l'alimentation.

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