Alimentation(s)

Puis il faut encore une alimentation supplémentaire, mais celle-ci peut être normale: transfo 10VA 250V alternatif, 350V continu, une dixaine de milli-ampères. Celle-ci va alimenter les deux préamplificateurs. Les schémas d'amplis circlotron historiques et de conception récente publiés sur le net utilisent la tension moyenne des deux alimentations. Cela fonctionne, car quand une des deux tensions augmente, l'autre diminue et la tension moyenne reste relativement constante (utiliser des résistances de valeur élevée et identiques).

Et finalement nous avons la tension de polarisation des étages de puissance. Contrairement à un amplificateur push pull classique, le réglage de la tension de polarisation peut être un peu moins précis (certains montages n'utilisent même pas de réglage de la tension de polarisation). La tension peut être produite par (encore) un bobinage supplémentaire, ou par le redressement par montage tripleur de la tension de chauffage des tubes.

Pour le réglage de la polarisation, prenons comme exemple un amplificateur avec des tubes de puissance EL509. Nous les faisons travailler à 50mA sous 250V (dissipation de 12.5W, donc bien en dessous des limites). La mesure du courant peut se faire avec une résistance anodique de 1Ω. La tension de polarisation est d'environ -25V. Le fonctionnement est symmétrique quand il y a 0V aux bornes primaires du transfo de sortie (différence de tension entre les deux cathodes des tubes de puissance).

Mais ne pourrait-on pas se passer d'alimentation double? Nous reprenons à nouveau notre circuit de base avec les deux courants circulaires indépendants. Nous pouvons prélever le signal pour le haut parleur sur le secondaire (haut parleur basse impédance) ou sur le primaire s'il s'agit d'un haut parleur haute impédance. Remarquez que quand le circuit est bien équilibré et au repos, il ne circule aucun courant dans le transformateur, puisque le courant cyan compense parfaitement le courant magenta.

On peut se passer de double alimentation flottante en utilisant une self induction dans les circuits d'anode (elle va bloquer la composante alternative) et en couplant l'anode avec la cathode de l'autre tube via un condensateur électrolytique. Une valeur de 50µF devrait amplement suffire si nous avons une impédance de transfo de 2 × 2.4kΩ ou plus.

Mais au lieu de deux self inductions, pourquoi ne pas utiliser un transfo avec prise médiane? Nous reprenons le schéma, avec en vert la composante continue et en cyan et magenta la composante alternative. Si le transfo n'a pas de charge au secondaire, il se comporte comme une self-induction de très forte valeur. Avec en plus l'avantage très appréciable qu'il n'y a pas de courant continu qui circule, le courant d'un tube correspond au courant de l'autre tube, mais avec la phase inverse. Il ne faut plus d'entrefer, puisqu'il n'y a plus de risque que le fer n'entre en saturation. L'inductance d'un transfo par rapport à une self est d'un facteur 10 (pour une même taille): une self de 10H a environ la même taille qu'un transfo de 50 + 50H.

Il y a une différence de taille avec le circuit précédent: il y a maintenant un courant permanent qui circule dans le transfo, mais si tout van bien, la somme est nulle et il n'y a pas de magnétisation par le courant permanent.

Ici on voit mieux apparaitre le circuit de principe de la cathode suiveuse.

On peut continuer la simplification et en faire un circuit à cathode suiveuse simple. Pour fournir le sweep élevé il faut nécessairement prévoir un condensateur de bootstrap Cx (qui n'est pas nécessaire dans un vrai circlotron).

Il faut produire la tension au transfo (à la cathode), mais également une tension supplémentaire sur la grille de commande (cette tension supplémentaire correspond simplement à tension d'attaque dans un push pull classique avec transfo à l'anode). Il faut 50Vrms sur le transfo et 40Vrms en plus sur la grille pour commander le tube, donc 90Vrms en tout, ou 255Vpp. Pour y arriver, il faut que la tension de l'étage d'attaque soit de 400V, plus que la tension de l'étage de puissance.

L'étage d'attaque produit autant de distorsions que l'étage de puissance (surtout des harmoniques paires), mais comme il s'agit d'un montage symmétrique ces distorsions sont réduites.

Caractéristiques spécifiques du circlotron

Comme l'impédance du transfo peut être plus basse (moins de tours), sa self-induction est également plus basse: le transfo a une bande passante plus élevée.

Comme transformateur de sortie on peut utiliser un transformateur pour ligne à 100V. Les transformateurs récupérés dans d'anciens amplificateurs à transistors "public address" sont commandés par des transistors (en montage émetteur commun push pull classique). Ils ont une impédance correcte pour être commandés en anode commune.

Le montage circlotron permettait également d'alimenter directement (sans transfo de sortie) des haut parleurs à haute impédance. Actuellement, le circlotron est encore utilisé pour alimenter un casque d'écoute.

Puissance
Le montage permet de plus une puissance élevée avec des tubes de puissance moyenne, le courant de repos pouvant être plus faible qu'avec un montage push pull classique. Dès les puissances moyennes, un des tubes peut être complètement coupé, ce qui améliore le rendement. Contrairement aux amplificateurs push pull classiques, il n'y a pas de risque d'oscillations parasites sur la branche primaire qui est "en l'air", puisque tout le bobinage est utilisé en permanence.

Mais autrement, ce type d'amplificateur hors du commun a besoin d'une alimentation complexe et il y a un risque d'accrochage (boucle de contre réaction capacitive du transfo d'alimentation vers l'étage d'entrée). Plus qu'un amplificateur classique à lampes, un amplificateur PPP nécessite un design extrèmement soigné. C'est un circuit qu'il ne faut pas essayer comme premier montage "pour se lancer dans les tubes".

On retrouve très peu le circuit à alimentation simple, car il nécessite un transfo supplémentaire. Quelques circuits circlotron sont décrits sur cette page. On retrouve souvent des tubes de déflection ligne, ces tubes pouvant fournir un courant important sous une tension relativement basse.