Amplificateurs à tubes
Etage de puissance circlotron: 1: principe
Circlotron

Nous expliquons sur cette première page le principe du montage circlotron. La base, quoi.
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Le montage circlotron est parfois appellé "PPP" ou "Parallel Push Pull" car les deux tubes sont montés en parallèle sur la charge, cela se voit bien sur le schéma de principe ci-dessus. Mais en fait, il ne s'agit généralement pas de fonctionnement en parallèle, puisque la polarisation de stubes est en classe AB (en fonctionnement normal, un seul des deux tubes est en conduction).

Montage anode commune - cathode suiveuse

Le circlotron est un montage assez bizarre. Il part à l'origine d'un montage à anode commune, donc avec l'entrée sur la grille (classique), mais la sortie sur la cathode. Ce type de montage est également appellé cathode suiveuse, parce que la tension sur la cathode suit la tension sur la grille. Le but de ce montage est d'avoir une sortie basse impédance.

La cathode suiveuse à elle seule n'a pas de trop bonnes caractéristiques:

  • le montage de White tente de remédier à ce problème (ce montage est plutôt utilisé pour envoyer du signal sur une longue ligne) tandis que

  • le montage Series regulated Push Pull est une autre solution au problème (ce montage est utilisé pour les étages de puissance, mais il nécessite un haut parleur à relativement haute impédance).

Comme tous les montages à cathode suiveuse, l'impédance de sortie est relativement basse. On peut ainsi utiliser un transformateur avec moins de spires au primaire. L'amplificateur pourra ainsi monter plus haut en fréquence, puisque l'inductance du transfo sera plus faible pour une puissance donnée.

Principe du circlotron

Le circlotron ou Parallel Push Pull nécessite pour un amplificateur mono deux alimentations haute tension. Ces deux alimentations sont totalement flottantes par rapport à la masse (ce n'est donc pas un montage +HT et -HT).

Supposons le cas extrème où un tube est en conduction et l'autre bloqué: nous avons soit la situation 1a, soit la situation 1b. On remarque plusieurs caractéristiques:

  • Les alimentations fournissent du courant (et donc de la puissance) à tour de rôle et peuvent donc être dimensionnées pour la demi-puissance de l'amplificateur.

  • Le bobinage primaire est chaque fois utilisé dans son entièreté: il peut donc avoir une impédance plus basse . Il est parcouru alternativement par un courant dans un sens et puis dans l'autre. Il n'y a pas de courant permanent (voir notes plus loin).

  • Le commun du transfo ne sert que pour référencer la masse. Un transfo avec commun au primaire n'est même pas nécessaire, on peut utiliser deux résistances cathodiques (de valeur élevée) pour déterminer le niveau zéro (c'est nécessaire pour polariser les grilles de commande).
Si un transfo d'amplificateur push pull doit par exemple avoir une impédance de 2 × 2.4kΩ, ici nous pouvons utiliser un transfo avec une impédance de 800Ω. L'impédance plus basse est réalisée par un transfo avec moins de spires et comme il n'y a pas de courant permanent (comme dans un ampli push pull), les spires peuvent être réalisées en fil plus fin.

C'est pour cette raison que le transfo utilisé peut être un transfo typique pour installation à ligne de 100V (exemple de schéma avec transfo 100V). La page contient également un exemple d'amplificateur où on se passe de transformateur de sortie.

Nous avons donc décrit un des avantages principaux de ce type de montage, mais le PPP n'est pas seulement un étage de puissance.

Schéma avec pentodes

Le schéma 2 montre un étage de puissance circlotron. Il utilise trois alimentations: deux alimentations pour la haute tension et une tension de polarisation négative (la fameuse batterie "C" qu'on utilisait dans les postes à lampes d'avant la seconde guerre mondiale). Cette troisième alimentation ne doit pas fournir de puissance, mais il est interessant qu'elle puisse être réglable, et si possible réglable indépendamment pour les deux tubes.

Nous utilisons ici des pentodes, qui ont un facteur d'amplification plus élevé. Il ne faut ici pas utiliser un montage en triode qui produit un gain trop faible (la cathode ne suit pas bien la tension sur la grille). Dans un amplificateur en configuration push pull le montage en triode permet de réduire les déformations (et réduit également la puissance disponible de plus de la moitié). Le montage à cathode suiveuse produit peu de déformations, qu'on ne peut pas réduire par un montage en triode (au contraire!)

Nous avons donc deux pentodes, mais où brancher g2? La grille écran du tube 1 est branchée sur l'alimentation positive du tube 2. Bizarre? Ben non: branché sur sa propre alimentation, on aurait eu un montage en triode qui n'est pas idéal ici. Branché sur l'alimentation de l'autre tube, le signal alternatif correspond au signal alternatif sur la cathode (l'alimentation B2 se comporte comme un gros condensateur relié à la cathode V1). La tension sur g2 varie donc de la même manière que la tension sur la cathode, c'est ce que nous recherchons.

La résistance de g2 a une valeur normale de 100Ω à 1kΩ selon le tube et la tension utilisée. Il s'agit d'une résistance d'arrêt destinée à éliminer les oscillations haute fréquence de certains tubes.

Certains tubes, et particulièrement les tubes qui étaient à l'origine destinés à la déflection horizontale des téléviseurs, nécessitent une tension g2 un peu plus faible: l'alimentation haute tension peut fournir une tension plus faible via une résistance et un condensateur (ne pas éliminer la résistance d'arrêt mais la réduire à 100Ω). Ce montage est montré à l'exemple 2a.

La suite: l'étage de commande et le déphaseur

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