Réalisation d'un amplificateur Circlotron

Le Circlotron........Tournicoton,  ce n'est pas coton !                   

C'est en 1954, à l'époque ou je ne me souciais guère de tubes, préférant les pâtés de sable, que Monsieur Wiggins de la société Electro Voice, déposa aux Etats Unis, un brevet pour un drôle de montage nommé Circlotron. Dans ces années fécondes, d'autres ont déposé des brevets pour des montages semblables. Nous pourrions donc attribuer à d'autres le mérite de la découverte, mais ne polémiquons pas à ce sujet. Je préfère citer d'autres noms .. N'oublions pas, que les lois régissant les brevets étaient différentes d'un pays à l'autre.   Pour les US, la date de conception, pour d'autres , la date de classement . Bref, on ne peut  parler du Circlotron, sans mentionner tous ces inventeurs ayant déposé un brevet avant notre illustre Wiggins.   Cecil T.Hall 1951  Pensylvanie,  Tapio Köykkä  Finlande 1952 M Shimada Japon 1952 Un certain Philips également.......et puis à mon avis, d'autres encore tombés dans l'oubli... Internet n'existait pas encore....

*************************************************************************************************

Circlotron, mais pourquoi donc ? Oh, mais c'est tout simple ! Il n'y a qu'à regarder la représentation schématique, où le montage est dessiné en...cercle.  Ce montage est aussi connu sous le nom de PPP (Parallèle Push-Pull en bon Français ).  Hé oui, vous l'aurez compris, ici, nous aurons besoin de deux alimentations flottantes, chacune étant reliée par le négatif (dans la majorité des cas) au transformateur de sortie dont le point milieu est référencé à la masse. Oui, mais alors, pourquoi dépenser plus ? Pour de multiples raisons, dont une de taille, celle  de s'affranchir de la conception délicate et souvent très coûteuse de l'indispensable transformateur de sortie. Le Circlotron ne nécessite pas d'étude particulière sur le transformateur de sortie. Certains utilisent même de vulgaires transformateurs d'alimentation secteur à double primaire, et cela fonctionne très bien !

Dans les années 50 , "alimentation continue multiple" , sous-entendait  en sus d'un transformateur spécial, quelques valves de redressement supplémentaires, sans oublier les selfs et les condensateurs...L'usine à gaz !  

Ce montage un peu spécial aux vues de sa conception et performance, était reservé aux milieux professionnels. (Studios d'enregistrement en particulier) c'est d'ailleurs dans un studio en 1975 que j'ai découvert cet amplificateur dont l'écoute m'avais étonné. Mais, à cette époque, nous bennions ce type de matériel pour le remplacer par du solid state et nous trouvions cela formidable...!

Les composants modernes , diodes silicium rapides, condensateurs faible ESR de grande capacité, etc..permettent de s'intéresser de très près à ce montage ingénieux et performant, sans y laisser sa chemise ! Quelques bonnes diodes et une poignée de  condensateurs coûtent bien moins cher qu'un transformateur de sortie....ésotérique ...!

Les alimentations étant flottantes, il vous faut donc prévoir un transformateur d'alimentation un peu spécial. Un peu seulement, car il ne s'agit que de bobiner un enroulement supplémentaire, ce qui n'est absolument pas pénalisant, le prix de cet enroulement ne représentant que quelques Euros, ce qui est négligeable comparé au coût d'un transformateur de sortie PP ou SE réalisé dans les règles de l'art.  En effet, l'impédance étant plus basse (1/4) et le transformateur de sortie n'étant traversé par aucun courant continu,  ce dernier est réduit à sa plus simple expression pour le plus grand plaisir des oreilles, et du portefeuille. Dans un premier temps, pour test,  un transformateur torique d'alimentation à double primaire pourra être utilisé. Par exemple: primaire 2x 115V / secondaire 12V pour un rapport d'impédance d'environ 90, soit 740 ohms / 8 ohms correspondant à push pull de 65550 ou un double push d'EL84. Pour un double push d'El86 ce rapport sera d'environ 40 soit un secondaire de 18V.

Pour l'alimentation, il serait préférable mais non obligatoire d'utiliser deux transformateurs séparés pour chaque partie nommée arbitrairement A et B. Le R-Core est ici recommandé du fait que l'on pourra bobiner sur les carcasses opposées les enroulements nécessitant un faible couplage.

Nous ne nous attarderons pas  sur le sujet, d'autres, beaucoup plus érudits , l'ont fait avant moi  et je vous invite à les lire soit en cherchant sur le net, soit en suivant les quelques liens que je vous recommande. Vous pouvez trouver beaucoup d'informations principalement en langue Anglaise.

Nous pouvons, tout de même parler ici  des avantages du Circlotron (PPP) sans citer les inconvénients des autres montages, le but n'étant pas de polémiquer.

(1) Le courant circule dans l'ensemble de l'enroulement du primaire. Ce courant étant réellement alternatif, il n'est pas nécessaire de prévoir un entrefer. Utilisation possible d'un circuit fermé (transformateur torique ou R-Core) avec tous les avantages liés à ce type de circuits magnétique. Possibilité de réaliser le noyau en tôle très fine de grade Audio M4X / HIB ou mieux, en métal amorphe de 23/100 ce qu'il est impossible de réaliser en tôle découpée (EI). Ce métal amorphe dont nous reparlerons est du type 2605SA1 ba .

(2) Les tubes sont montés d'un point de vue alternatif, en parallèle,  la résistance interne d'un tel circuit tombe donc au quart de la valeur d'origine. La conception du transformateur devient plus simple. Son facteur de conversion  étant plus faible, les effets de l'inductivité parasite et  la capacité des enroulements deviennent moins importantes , d'où une meilleure réponse en fréquence. Pour les modèles étudiés ici, la conception du transformateur se simplifie encore du fait que nous utilisons quatre tubes par branche ( rail ) et voyons donc la charge divisée encore par quatre (1/16), soit pour 2 x 4 tubes de 5000 ohms, environ 312 ohms !

(3) Supporte sans broncher le fonctionnement à vide et le court-circuit.

Certains avanceront le rendement moyen du PPP .. Que cela représente t-il face à tous les avantages !

Dans le Circlotron........tout est bon ! 

Les modèles présentés ici, sont des "Circlotron" pouvant recevoir tous les types de tubes de puissance EL84/ EL86 ou 6AQ5/EL90, 6BW6, 6GK6 et mêmeECL82/6BM8 .

Un simple push tout octal est également prévu au programme. Un beau push de 6550 EH drivé par de bonnes 6SN7 !  Pour ceux , intéressés par ces réalisations, les divers circuits imprimés seront proposées à prix coûtant.  Des pages spécifiques pour ces cartes sont présentées sur ce site.

Sur tous les modèles, (sauf le PPP 6550) possibilité de réduire le nombre de tubes pour par exemple disposer d'une puissance moindre. Ecoute discrète ou partie HF de bi amplification.pour ceux ne désirant pas utiliser de SE pour cette partie. Un quadruple push en deux cartes est en développement. Les dimensions de la carte d'origine restent inchangées, mais la carte ne supporte que la partie "Puissance" La partie "Driver" se trouve sur une deuxième carte.

***************************************************************************************************

Ce principe peut également être adopté pour un amplificateur à transistors, ou hybride. Une étude d'Hybride triple push-pull de MosFet est d'ailleurs présentée ici. Parmi les nombreux avantages du Circlotron à transistors, il en est un de taille, c'est celui d'utiliser des transistors de même canal, N ou P permettant ainsi de disposer de composants identiques sur les deux rails, avec la possibilité de trier les semi conducteurs et de prétendre à un équilibrage quasi parfait , ce qui, malgré la qualité des semi-conducteurs, est impossible à obtenir avec des composants complémentaires. D'autre part, il est très aisé de monter en puissance. Nous ne parlerons pas de coût pour l'alimentation, celle prévue pour un étage complémentaire classique comporte également deux blocs. Il suffit simplement que ces deux blocs soient isolés pour pouvoir croiser les alimentations. Pas de redresseur commun, mais un pont par bloc, ce qui se fait habituellement sur des montages sérieux. Pas de surcoût donc, pour l'alimentation !