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Nous avons déja parlé de l'étage d'entrée qui amplifie le signal jusqu'à une amplitude d'environ 10V pour commander l'étage de puissance.
Le but de l'étage déphaseur est de fournir deux signaux de phase inverse pour commander l'étage de puissance symmétrique: un signal "pousse" tandis que l'autre "tire, de là le nom "push pull". Un étage déphaseur n'est nécessaire qu'avec un étage de puissance push pull.
Pour que les déformations du signal s'annulent, il faut que les deux signaux aient une amplitude identique. Il y a ici plusieurs montages qu'on peut utiliser.
Amplificateur hifi ou guitare?
Il faut savoir que dans certains magazines, les schémas fournis sont destinés aux amplificateurs de guitare, avec d'autres réglages. La différence n'est pas toujours claire quand on lit le magazine. Les amplificateurs de guitare doivent donner un son particulier, tandis que les amplificateur hifi doivent donner un son le plus neutre possible.
Le son d'un amplificateur est principalement déterminé par l'étage de puissance, et certains schémas ne sont vraiment pas destinés à une amplification de haute fidélité. Mais le tube déphaseur peut également avoir une influence (un exemple est donné sur la page du déphaseur concertina).
Les recherches pour réduire la distortion se sont concentrées sur l'étage final, avec l'utilisation de transfos spéciaux, ce qui fait que la cause des distortions s'est déplacée vers d'autres étages, et notament l'étage déphaseur.
Quel circuit déphaseur choisir?
A droite deux petit circuits déphaseurs comme décrits dans les manuels d'utilisation (avec le dessin typique des résistances dans les années 1950). Un tel type de circuit n'est actuellement plus de mise, alors que les amplificateurs à lampes peuvent maintenant atteindre un taux de distortion de 0.1%. Les montages indiqués à droite peuvent être utilisés pour un amplificateur utilisant des tubes qui ne nécessitent pas un sweep important sur la grille, comme par exemple une paire de EL84 ou 6V6, eventuellement une paire de EL34 si on ne les pousse pas à fond.
Cathodyne avec ECC82
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- Concertina ou cathodyne
L'étage inverseur à triode simple concertina/cathodyne suffit pour commander un petit amplificateur avec des tubes du genre EL84 ou PCL86 (résistance de grille du tube de puissance de 1MΩ). Un tel tube nécessite un signal de 10Veff (30V crête-à-crête) sur la grille de commande pour obtenir la puissance nominale de l'ampli.
| Vb | 300V
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| Ia Ia' | 0.9mA 0.8mA
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| Vo | 20V (d = 1%)
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| Vo/Vi | 11
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Le montage cathodyne peut fournir un signal de 20V effectifs dans un penthode de puissance moyenne. On utilise ici un ECC82 qui a un gain plus faible, mais une impédance plus basse et qui est mieux à sa place pour commander un tube de puissance.
Mullard avec ECC83
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- Long tail ou Mullard
Pour un étage qui utilise des tubes EL34, on donnera la préférence un circuit qui utilise deux triodes long tail ou mullard avec la possibilité de modifier la résistance de charge pour équilibrer les tensions alternatives. Il faut un signal de 25Veff sur g1 pour commande au maximum le tube.
| Vb | 300V
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| Rk | 1kΩ
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| Itot | 1.5mA
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| Vo | 40V (d = 4.5%)
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| Vo/Vi | 60
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Dans cette configuration, le circuit Mullard avec ECC83 produit une amplification importante, mais également une distortion qui n'est actuellement plus acceptable. On utilisera un signal de sortie de maximum 25V. Le circuit mullard standard nécessite une double triode avec un gain important (µ = 100) pour avoir une symmétrie suffisante.
Le montage long tail est également utilisé sous une forme plus moderne dans les amplificateurs opérationnels (circuits intégrés ou circuits batis sur des composants discrets).
Le montage à droite est en fait un floating paraphase, qui combine les avantages du montage long tail avec ceux du paraphase.
- Paraphase
Le montage paraphase n'est pas tellement utilisé dans les amplificateurs de type "hifi". On le retrouve par contre assez souvent dans les amplificateurs de guitares. Il existe trois variantes de ce montage:
- le montage standard, où on prélève une partie du signal amplifié pour l'envoyer à une triode qui va effectuer le déphasage
- le montage anode suiveuse qui correspond à un circuit ampli opérationnel avec un gain de -1× et
- le montage paraphase flottante qui utilise en plus une résistance cathodique commune (comme un montage mullard).
Ce dernier montage peut se targuer d'avoir des caractéristiques hifi.
Le montage à droite est une paraphase flottante, mais qui utilise une hexode pour le déphasage. L'anode de la tension en phase est la grille écran, la vraie anode est mise à la masse et sert d'écran électrostatique. Le tube ECH42 est en fait une triode-hexode utilisée pour le changement de fréquence dans les postes AM.
- Williamson
Le montage Williamson est un montage qui utilise un étage concertina suivi d'un étage mullard, il ne s'agit donc pas vraiment d'un montage séparé. Il est utilisé pour commander les tubes de puissance qui nécessitent un swing important (déviation de tension) comme les tubes de déflection de ligne (tétrodes à flux dirigé). Le montage Williamson produit un signal qui est plus symmétrique (phase + et -), même quand la charge est complexe.
L'amplificateur Williamson utilise un tel montage, mais le montage williamson comme nous le connaissons a déja été développé par son précécesseur, un certain Cocking.
- Cross coupled
L'étage de déphasage cross coupled (branchement croisé) est un montage peu utilisé dans les schémas amateurs, mais on le retrouve dans certains circuits commerciaux. C'est un circuit qui a de bonnes caractéristiques (peu de déformations, bande de fréquences élevée, incursion de tension élevée) mais qui nécessite deux double triodes de type différent pour bien fonctionner.
Cette page reprend à la fin un récapitulatif des différents montages.
- Push pull sans déphaseur
Le montage SIPP (Self Inverting Push Pull) n'a pas d'étage déphaseur tandis que le montage Simplex est un montage stéréo push pull qui n'utilise que la moitié des tubes d'un amplificateur traditionel (et pas de déphaseur non plus).
Les tubes à émission secondaire peuvent produire le signal déphasé. Ces tubes avaient un gain très élevé, mais avaient un fonctionnement instable et un bruit de fond qui n'est pas compatible avec les amplificateurs modernes. Ces tubes étaient principalement utilisés dans les applications de public address, où une puissance élevée était nécessaire, mais où la qualité sonore importait peu.
Il est possible de remplacer les tubes (triodes) d'un préampli et déphaseur par des transistors (en tout ou en partie). Cela fonctionne très bien et permet par exemple de remplacer une double triode d'un montage Williamson par deux transistors. La qualité sonore est excellente
Un montage cathodyne avec son tube préamplificateur amplifie environ 50× (2 triodes), c'est le schéma sans la partie verte. Un tel montage permet de commander une pentode du genre EL84 (qui nécessite une tension de 10V eff.) avec une tension de 200mV.
Un montage paraphase qui utilise aussi 2 triodes amplifie également 50×, l'amplification étant fournie par la première triode.
Le montage mullard à 3 triodes amplifie environ 200× et est la solution idéale pour commander une paire de EL34 (25Veff).
Le montage Williamson (c'est le schéma complet) permet une amplification de 2000×. Cela permet de commander une tétrode à flux dirigé (40V effectif) avec une tension de 20mV. Le facteur d'amplification est tellement élevé qu'on ajoute généralement une contre-réaction.
La diode anti flashover (en rouge) est décrite sur une autre page.
Nous continuons la visite du musée virtuel avec la page consacrée aux étages de commande. Ils servent à commander les tubes de l'étage de puissance. Ils ne sont nécessaires que si l'amplitude de commande doit être élevée et/ou si la capacité parasite est importante (tubes de déflection).
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