Petite discussion sur les déphaseurs, qui sont le cœur de tout amplificateur push pull. |
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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. 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?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 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.
Le déphaseur de type paraphase ou long tail donne deux tensions différentes en sortie, par exemple parce que les résistance anodiques ont la même valeur dans un montage long tail. Cela produit des distorsions (principalement des harmoniques paires) qui sont très aimées des guitaristes. Mais je ne sais toujours pas comment reconnaitre qu'il s'agit d'un ampli de guitare? Le déphaseur est un long tail, qui est tout aussi bien utilisé avec les amplificateurs hifi que les amplificateurs de guitare. Le long tail utilise un 6SN7 une triode double qui a un facteur d'amplification faible (µ = 20). Avec une valeur si faible, on a sûrement un signal différent suir les deux sorties car il n'y a pas de correction pour rendre les deux signaux identiques. Les concepteurs utilisent souvent cette méthode pour créer des distorsions, car elles sont harmonieuses (harmoniques paires)
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.
Le concepteur a ajouté un ajustable dans le circuit de la cathode des deux tubes d'attaque pour équilibrer le signal en sortie. Le concepteur s'est en effet rendu compte du taux de distorsion relativement élevé pour un type de circuit qui est pourtant considéré comme un des meilleurs circuits à lampes. La distorsion est de 1.3% pour 17V et de 1.9% pour 25V. 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).
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.
Mais comment se comporte un autre type de déphaseur bien connu, le déphaseur "Mullard", aussi appellé long tail ou déphaseur de Schmidt?
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 |
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