Amplificateurs à tubes
L'étage de puissance
EL84

Avec un étage de puissance équipé de deux lampes EL84 (par canal) on obtient une puissance de plus de 10W.
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La lampe EL84 n'est pas vraiment comparable à la lampe PL84, cette dernière étant comparable à la lampe EL86. Les différences ne se limitent pas à la tension et au courant de chauffage: le tune PL84 est principalement destiné aux montages à plus basse tension (montage SRPP, voir plus loin). Tant qu'on ne demande pas le maximum des tubes, on peut utiliser l'un ou l'autre type (à condition que la tension de chauffage soit compatible: 6.3V pour EL84, 15V pour PL84). Le tube UL84 destiné aux radios sans transfo d'alimentation où tous les filament sont placés en série est comparable au EL84, mais avec une tension de chauffage de 45V. C'est un tube qu'on ne retrouve plus tellement.

Les tubes Pxxx ont un courant de chauffage standardisé à 300mA, les tubes Uxxx ont un courant de chauffage de 100mA. La tension qui apparait aux bornes du filament dépend de la grandeur de la cathode: elle est de 6.3V pour un tube préamplificateur et de 15V pour un tube de puissance. Certains tubes de la série Exxx (ECL80, EF80) ont une tension de chauffage de 6.3V et un courant de 300mA et peuvent donc aussi bien être alimentés en 6.3V (par transfo) ou en 300mA (avec chaine série).

Les trois tubes EL84, PL84, UL84 peuvent fournir la même puissance (la dissipation à l'anode est identique), mais les tubes EL84/UL84 sont destinés à une tension d'alimentation de 300V (courant de plaque de 70mA maximum), tandis que les tubes PL84 et EL86 sont conçus pour une tension d'alimentation d'environ 220V (courant de plaque maximal de 100mA).

Ces tubes qui peuvent être utilisés en montage single ended (un seul tube) fournissent alors une puissance de 4W. Pratiquement toutes les radios des années 1950 et 1960 étaient équipées d'un tube EL84 (ou UL84 si c'était un poste bon marché). La puissance est double en montage push pull en classe A, mais on préfère utiliser ces tubes en classe AB où il peuvent fournir une puissance de plus de 10W.

Le montage à droite est l'exeple typique d'un amplificateur des années 1950, avec une lampe EF86 comme préamplificateur, un tube ECC83 comme déphaseur (sans tenir compte que les deux sorties du déphaseur ne produisent pas exactement la même tension). Le circuit peut être amélioré en plaçant en série avec R10 (100kΩ) une résistance variable de 10kΩ qu'on règlera pour avoir la même tension alternative sur les grilles des deux tubes.

La valeur de la contre-réaction négative prélevée au transfo de sortie doit être adaptée à l'impédance du haut parleur utilisé. En pratique on choisit la résistance de contre-réaction de telle manière que la puissance maximale est obtenue avec le signal à l'entrée maximal. La valeur du condensateur est déterminée avec un générateur de fréquences réglé sur 20kHz. Quand on ajoute le condensateur, la tension de sortie doit se réduire du tiers.

On utilise deux résistances de cathode qui servent à la polarisation des étages finaux. Les tubes de puissance fonctionnent en classe A pour passer en classe AB quand le niveau est élevé (déplacement automatique du point de fonctionnement, un truc qui est très difficile à réaliser avec des transistors, mais qui fonctionne très simplement avec des lampes).

On peut utiliser tout aussi bien une résistance et un condensateur par lampe, ou une résistance et un condensateur pour les deux tubes ensemble (les puristes ne se sont toujours pas décidés). La résistance double est meilleure pour un fonctionnement statique (meilleure stabilisation du point de fonctionnement de chaque tube), tandis qu'une seule résistance et condensateur pour les deux tubes permet un meilleur fonctionnement dynamique (déformation moindre). On se base ici sur le fait que quand le courant dans un tube augmente, il diminue dans l'autre tube. Dans les amplificateurs push pull qui travaillent en vraie classe A, on peut même utiliser une seule résistance pour les deux tubes et éliminer le condensateur.

J'ai adapté le schéma pour avoir le meilleur des deux systèmes: les lampes de puissance ont des résistances séparées (bonne stabilisation du point de fonctionnement), mais pour l'alternatif les deux cathodes sont reliées par un condensateur (meilleur fonctionnement dynamique). La valeur de la résistance de 4.7kΩ n'est pas critique, elle sert principalement à polariser les condensateurs électrolytiques. Comme ils sont montés en série, ils doivent avoir une valeur double (220 ou 250µF).

Le montage "ultra linéaire" (appellé au début "distributed loading") décrit plus loin nécessite un transfo de sortie adapté avec des prises médianes situées à 43% (à compter de la connection médiane branchée à l'alimentation). Cette configuration réduit les déformations et permet une puissance de 11W. Une connection à 20% permet une puissance de 15W avec une tension d'alimentation de 300V.

Pour une utilisation domestique normale un amplificateur avec 4 lampes EL84 suffit amplement. Nos ancètres avaient assez de la puissance fournie par un seul EL84, mais il faut dire qu'ils avaient encore une ouïe normale.

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