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.

Le déphaseur détermine également la qualité de l'ampli, beaucoup de montages n'en tiennent pas compte. Le déphaseur doit pouvoir fournir un signal suffisamment fort pour commander les tubes de puissance (si ce n'est pas le cas il faut ajouter un étage "driver"). Le montage cathodyne très simple est destiné aux amplificateurs de faible puissance. D'autres montages existent en différentes versions et toutes les versions ne sont pas adaptée à la haute fidélité. Le montage paraphase de base n'a pas de bonnes caractéristiques, mais le montage à anode suiveuse et la paraphase flottante peuvent être utilisés dans un ampli hifi.

Amplificateur hifi ou guitare?

Les recherches pour réduire la distorsion se sont concentrées sur l'étage final, avec l'utilisation de transfos spéciaux et de montages ultra linéaires, ce qui fait que la cause des distorsions s'est déplacée vers d'autres étages, et notament l'étage déphaseur et surtout l'étage d'attaque, s'il est présent.

Amplificateurs hifi

Pour chaque circuit présenté, on indique le taux de distorsion à 17V effectifs et à 25V effectifs. Il faut 17V de sweep pour un étage de puissance équipé de 6L6 qui fournit 25W et 25V de sweep pour un étage de puissance avec des EL34 pour fournir 50W de puissance. Pour une puissance plus faible, par exemple 10W avec une paire de EL84 ou EL86 un simple déphaseur cathodyne suffit.

Le circuit présenté à gauche utilise une double triode 6SN7 comme étage préamplificateur et comme déphaseur cathodyne, suivi d'un second déphaseur de type long tail (souvent appellé de Schmidt), également avec le même tube. Cet étage commande les tubes de puissance. C'est la même double triode qui produit des distorsions, mais le montage Williamson peut les réduire.

La distorsion provient en grande partie de l'étage d'attaque: si on mesure la distorsion à la sortie du cathodyne on a un taux de distorsion de 0.9% pour 17V et de 1.3% pour 25V. Si on remplace les résistances de fuite de 470kΩ par des résistances de 100kΩ (recommandé pour attaquer des tubes de puissance) on passe à 0.8% et 1.2%. Par contre le facteur d'amplification qui était de 140 passe à environ 18 (le tube 6SN7 a un µ = 20).

Le tube 6SN7 qui est vu par beaucoup comme un des meilleurs tubes, est en fait dépassé techniquement. La première double triode peut être remplacée par un ECC83 à gain élevé et l'étage d'attaque par un ECC81, ECC82 ou 12BH7 (ce dernier tube étant le meilleur choix à cause d'un sweep très élevé).

Le second circuit montre une amélioration du déphaseur Williamson. Tout d'abord on utilise des tubes plus modernes, comme le 12DW7 qui a été conçu spécialement pour les circuits préamplificateurs (préampli en tension et déphaseur cathodyne). Il a été fabriqué pour les jukebox de l'époque, qui étaient monophoniques et utilisaient un cathodyne attaquant directement l'étage de puissance. Il s'agit d'une double triode asymmétrique, dont la première triode correspond à un ECC83 et la seconde triode à un ECC82.

Ce tube très interessant est en vente sous la référence ECC832 chez JJ Electronic. En utilisant une double triode 12DW7 on réduit la diaphonie entre canaux qui pourrait survenir si on utilise un ECC83 pour les deux canaux suivi d'un ECC82 pour les deux canaux.

L'étage d'attaque utilise un 12BH7 qui est une triode un peu plus puissante et qui est mieux à sa place comme tube d'attaque. Mais il y a encore une petite modification: il ne s'agit plus d'un long tail, mais de deux tube qui fonctionnent indépendamment, avec chacun une résistace cathodique propre. La résistance cathodique de valeur élevée réduit le facteur d'amplification du tube, mais surtout réduit les distorsions, qui passent maintenant à 0.5% pour 17V et 0.8% pour 25V.

Personellement je ne suis pas fan des étages d'amplification à résistance cathodique non découplée. Ce truc augmente fortement l'impédance de sortie du tube et donc réduit la bande passante du circuit à cause des capacités parasites dans le tube de puissance (capacité de Miller et autres capacités inter-électrodes).

La linéarité entre les deux sorties dépend maintenant uniquement du rapport de résistance entre la résistance anodique et cathodique du déphaseur cathodyne. On a intérêt à sélectionner manuellement deux résistances pour avoir des valeurs identiques (controlez également la valeur des résistances de fuite de l'étage d'attaque).

Ce type de montage a un autre avantage: il permet l'injection d'une contre réaction locale de l'anode du tube de puissance vers la cathode du tube d'attaque (voir le trait rouge). L'ajout d'une contre réaction locale permet de réduire les distorsions là où elles sont les plus importantes, tout en permettant une réduction de la contre réaction globale, ce qui rend l'ampli plus stable.

Ce montage est donc la version la plus adaptée pour un amplificateur de puissance moyenne à élevée. Les composants Rc et Cc sont destinés à stabiliser l'ampli en réduisant l'amplification pour les fréquences élevées. Ces valeurs dépendent du transfo de sortie utilisé. On peut commencer par R = 15kΩ et C = 82pF. On envoie un signal en crénaux 1kHz à l'ampli pour une amplitude de 25% de l'amplitude maximale et on controle qu'il n'y ait pas d'oscillations parasites.

Pour une puissance plus faible (pour commander un ampli équipé de 6V6, de EL84 ou de EL86) on peut utiliser un déphaseur cathodyne simple, qui a un taux de distorsion de 0.6% pour un signal en sortie de déphaseur de 17V et de 0.8% pour un signal de 25V. Les pentodes européennes ne nécessitent qu'un signal de 10Veff, ce qui permet d'entrevoir un taux de distorsion encore plus faible. La double triode utilisée ici est également une 12DW7.

Mais comment se comporte un autre type de déphaseur bien connu, le déphaseur "Mullard", aussi appellé long tail ou déphaseur de Schmidt?

Pour avoir une symmétrie dans les deux sorties, on utilise souvent une résistance anodique de valeur un peu plus élevée pour la sortie dont la grille est mise à la masse. Mais si on utilise une source de courant à la place de la résistance cathodique commune, on peut utiliser des résistances anodiques de valeur identique, la différence d'amplitude est inférieure à la différence entre deux tubes (même "pairés").

On peut utiliser un transistor BC546C qui peut fonctionner sous 60V et a un gain en courant de minimum 250. On voit ici que le taux de distorsion passe à 0.1% pour une tension de 17V et à 0.2% pour 25V. C'est le déphaseur qui a le taux de distorsion le plus faible de tous les montages courants. Millard avait bien raison de choisir ce type de déphaseur dans ses amplificateurs!

Par contre le gain n'est pas suffisant pour un amplificateur de moyenne puissance (il suffit amplement pour un ampli de 10W) et il faudrait ajouter un étage préamplificateur avec un gain d'environ 5 à 6× (cela dépend également du taux de contre réaction utilisé).

Cet article est basé en grande partie sur la version anglaise: Practical Phase Inverters, The Heart of any Amplifier