Amplificateurs à tubes
Préamplificateur
Premier étage

Le premier étage d'un amplificateur augmente l'amplitude du signal (amplification en tension) pour que le signal soit suffisamment fort pour commander les tubes de puissance.
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A gauche, un tube ECC83 en fonctionnement. N'est-il pas beau? Le socquet en métal qui protège la base permet de réduire le bruit de fond parasite.

Sur la page précédente, nous avons fait la liste des différentes sortes de tubes disponibles (diode, triode, pentode,...).

Dès le premier étage, nous avons beaucoup de possibilités. Il y a deux circuits standards avec une triode (ECC83) et avec une pentode (EF86), mais nous avons encore plus de possibilités.

Un amplificateur a une sensibilité d'environ 500mV (tension nécessaire pour obtenir la puissance maximale aux haut parleurs). Le tube de puissance a besoin d'un signal de 10V ou plus pour délivrer cette puissance. C'est au préamplificateur d'amplifier le signal pour commander correctement le tube de puissance.

L'étage d'entrée reçoit généralement un signal de feed-back (contre réaction): le signal à amplifier est appliqué sur la grille et la contre-réaction sur la cathode, via une résistance adaptée. La contre-réaction est globale, elle est prise aux bornes du haut parleur et retourne au préamplificateur.

La contre-réaction diminue l'amplification totale du montage; il faut donc ajouter un étage supplémentaire. On ajoute généralement un étage de commande après l'étage déphaseur (par exemple en montage Williamson).

Nous ne décrivons pas de circuits de controle de tonalité. Certains schémas que je montre plus loin contiennent un controle de tonalité. Le controle de tonalité est placé entre deux triodes amplificatrices (la seconde triode est nécessaire pour compenser la perte de signal), mais on trouve également des controles de tonalité placés dans une boucle de contre-réaction. Il s'agit alors d'une contre-réaction locale agissant sur les triodes, car il est pratiquement impossible de réaliser un controle de tonalité dans une boucle de contre-réaction globale: le circuit devient instable.

Le gain en tension d'un étage est approximativement le produit de la pente S (en mA/V) du tube par la valeur en kΩ de la résistance anodique. La formule n'est valable que pour des valeurs relativement basses de résistances anodiques. Le calcul est valable pour une pentode, le gain étant plus faible pour une triode (influence de la tension de l'anode). En pratique il est encore plus faible (résistance de l'étage suivant, capacités parasites,...). Le gain ainsi calculé n'est d'application que si les résistances de cathode et de grille-écran sont correctement découplées.

  • Triode ECC83
    C'est le montage standard avec une triode (l'autre triode est généralement utilisée comme déphaseur). Un tel circuit produit un gain en tension de 60× au maximum.

  • Penthode EF86
    La pentode a d'abord été utilisée pour amplifier le signal microphonique, mais on peut également l'utiliser dans le premier étage d'un amplificateur hifi s'il faut un gain un peu plus élevé. Une pentode produit un gain en tension d'environ 160×.

  • Montage cascode ECC83
    On peut utiliser les deux triodes en montage cascode pour obtenir à la fois un gain élevé (130×) et un faible bruit de fond.

  • Autres montages multitubes
    Nous décrivons le montage SRPP (series regulated push pull) et le montage à cathode suiveuse de White. Ce sont deux montages qui sont destinés à commander une charge basse impédance, par exemple une paire d'écouteurs.
La plupart des montages prémaplificateurs utilisent des triodes ECC83. Pourtant il existe des dixaines de triodes doubles. Les pentodes préamplificatrices sont décrites ici.

Après l'étage préamplificateur, nous avons l'étage déphaseur qui va produire les signaux déphasés pour commander l'atage final en push pull. Si on utilise un étage final à simple tube (single ended), il ne faut pas d'étage déphaseur.

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