Amplificateurs à tubes
Déphaseur cross coupled
Etage déphaseur

Le déphaseur cross coupled n'est pas tellement utilisé dans les montages amateurs, mais on le retrouve dans certaines réalisations commerciales
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Le montage croisé a été inventé par Van Scoyoc, mais il ne le destinait pas spécialement aux amplificateurs audio. Il voulait plutôt construire un amplificateur d'instrumentation qui puisse comparer deux signaux et fournir un signal symmétrique pour commander les plaques d'un oscilloscope.

On ne retrouve pas tellement le montage déphaseur cross coupled dans les circuits réalisés par des hobbyistes, car sa compréhension est moins aisée que les autres montages. Pour un fonctionnement optimal, il est recommandé d'utiliser des tubes avec des caractéristiques différentes. Le nom de cross coupled (branchement croisé) vient du fait que le signal est croisé et envoyé à la fois à la grille d'un tube et à la cathode de l'autre tube.

Le circuit peut être décomposé en un étage à cathode suiveuse (pour avoir une impédance basse) et un étage amplificateur en tension. La cathode suiveuse est nécessaire car l'étage suivant est commandé via sa cathode. L'étage amplificateur de tension est commandé via sa cathode par le signal à l'entrée 1 et sur sa grille par le signal de l'entrée 2. Comme le long tail, le déphaseur cross coupled a deux entrées, on peut utiiser la seconde entrée pour apporter le signal de sortie (contre réaction).

Le premier étage est un amplificateur en courant et on utilisera de préférence des tubes avec une pente élevée comme le ECC82 ou ECC81. Le gain en tension est inférieur à l'unité, mais l'étage est nécessaire pour commander le second étage (amplificateur de tension) par sa cathode. Il faut un courant relativement important (par rapport au courant dans le second tube) pour le commander correctement, prendre par exemple un courant de 5× dans la cathode suiveuse par rapport au courant dans le tube amplificateur en tension.

L'étage déphaseur peut être précédé par un préamplificateur, mais son gain ne doit pas être trop élevé, pour ne pas perdre les bonnes caractéristiques de l'étage déphaseur. Le préampli n'est pas symmétrique et les distortions sont principalement causées par le préamplificateur dès que son amplification devient plus importante. En pratique on utilisera le déphaseur comme premier étage, suivi d'un étage de commande (driver) pour l'étage de puissance.

Pour le second étage du déphaseur croisé on utilise de préférence des triodes avec un gain élevé comme de ECC83 (ou ici aussi un ECC81). Les deux sorties sont symmétriques et ont des caractéristiques identiques (impédance), mais un étage de commande est généralement nécessaire.

Les résistances de cathode peuvent être découplées avec un condensateur électrolytique: cela améliore encore un peu les caractéristiques (amplification plus importante et impédance de sortie plus basse). L'amplification est d'environ 60×, environ la même amplification qu'un étage à cathode commune seul.

En ajoutant un étage à cathode suiveuse on peut réduire l'impédance de sortie, mais de toute façon il faut un étage driver pour commander des tubes de puissance élevée. Ce schéma a de bonnes caractéristiques avec un déphasage pratiquement nul entre les deux sorties car il n'y a qu'un seul condensateur de couplage sur la sortie positive et négative.

Ce montage permet en théorie un couplage direct avec l'étage de puissance, mais la tension cathodique se retrouve augmentée à environ 45V (au minimum) ce qui ne rend pas le montage très efficace. Il est possible d'ajuster la balance statique avec le trimmer.

Nous avons à gauche un amplificateur push pull complet avec un étage d'entrée à montage croisé et un étage de puissance circlotron. Cela ne se voit pas directement, car l'alimentation n'est pas dessinée. Le montage circlotron est décrit via le lien.

L'étage de puissance circlotron à anode commune permet une contre-réaction via R15 et R18. La commande du transformateur se fait avec une impédance relativement basse et les haut parleurs sont bien amortis. Le risque d'oscillations parasites est réduit. C'est caractéristique pour tous les montages circlotron.

Le montage utilise une double triode ECC82 comme cathode suiveuse (étage d'entrée) suivi d'un ECC83 comme étage amplificateur de tension et un 12BH7 comme étage de commande des tubes de puissance. Ce dernier tube a un brochage compatible avec les tubes de la série ECC81..ECC83. Le tube 12BH7 a un faible facteur d'amplification (µ = 17) comme le ECC82 mais une pente relativement élevée avec S = 3.1mA/V. Ce tube peut être utilisé comme étage de puissance dans un petit amplificateur (5W). Un seul tube (avec un préampli et déphaseur concertina) suffit pour réaliser un ampli complet (un canal).

P2 permet de réaliser la balance statique du montage croisé, P3 celle de l'étage de commande. On règle le courant dans les tubes de puissance avec P1 et P4.

Il y a encore un schéma de déphaseur cross coupled sur la page des déphaseurs à tube à émission secondaire. On voit que la seconde triode du premier étage n'est pas nécessaire (elle ne remplit aucune fonction utile). Le tube à émission secondaire est utilisé dans ce schéma pour son gain très élevé, pas pour sa faculté de produire un signal déphasé.

Maintenant que nous avons parlé de tous les types de déphaseurs, voici un petit récapitulatif...
Notez qu'il y a encore d'autres montages, mais ils sont encore moins utilisés et il vaut mieux se baser sur ces montages qui ont fait leur preuves et qui ne nécessitent pas d'artifices particuliers.
Concertina, cathodyne
Ce circuit tout simple a de bonnes caractéristiques (meilleures qu'un circuit si simple laisserait présager), avec une différence en amplitude sur les deux sorties qui n'est déterminée que par les résistances de charge.

Le montage est particulièrement asymmétrique en ce qui concerne les impédances de sortie et le bel équilibre peut être brisé dès que des tubes d'une puissance plus élevée doivent être commandés.

Le sweep (déviation en tension) est la plus faible de tous les montages car le signal est prélevé à la fois à la cathode et à l'anode.

Le déphasage entre les sorties est très faible, car une seule triode est utilisée: on utilise le même nombre de triodes pour les deux phases.

Ce montage est bien adapté pour les petits amplificateurs qui utilisent des tubes de puissance EL84.

Long tail, schmitt
C'est un montage avec deux entrées, la seconde entrée est mise à la masse pour l'alternatif ou est utilisée pour injecter le signal de contre-réaction.

L'étage produit une légère amplification et l'impédance des deux étages est identique. L'impédance d'un tel montage est plus élevée que celle d'un montage simple

Il y a toujours une différence d'amplitude entre les deux sorties. Il s'agit d'un amplificateur différentiel, qui doit avoir une différence à amplifier. La différence est moindre quand on utilise des tubes à gain élevé.

Le rapport des résistances d'anode et de cathode détermine en partie l'assymétrie et on utilise une résistance cathodique de valeur élevée, parfois avec une alimentation négative pour réduire la chute de tension. Par contre une résistance cathodique de valeur élevée réduit le gain de l'ensemble et augmente l'impédance du circuit anodique. Comme dans toutes les choses de la vie, il s'agit ici aussi d'un compromis à faire.

On peut réduire la différence en mettant sur la sortie 1 (celle qui reçoit le signal à amplifier) un diviseur résistif avec trimmer qui fournit une tension de 90 à 100%. Ne pas jouer avec la valeur des résistances, cela provoque une asymmétrie et augmente légèrement les distortions.

Ce montage permet de nombreuses modifications.

Williamson
C'est une combinaison d'un concertina suivi d'un long tail. Ce montage combine les avantages des deux systèmes: une sortie symmétrique (amplitude et impédance), une déviation importante et une distortion très faible. Le montage est utilisé pour commander directement des tubes qui nécessitent un sweep et une puissance de commande plus élevée, comme les tubes EL34.

Paraphase
C'est le seul montage où les cathodes sont mises à la masse pour la composante alternative. Ce montage est également appellé anode suiveuse car le gain de l'étage inverseur est fixé à -1×.

Le paraphase permet une déviation importante car les cathodes sont mises à la masse. Le montage peut être réalisé de différentes manières, avec le montage floating paraphase qui reprend certaines caractéristiques du montage long tail.

L'étage préampli et l'étage déphaseur sont réalisés avec une triode double pour avoir des caractéristiques identiques sur les deux sorties.

Cross coupled
Ce montage est linéaire, a une amplification élevée et une impédance identique sur les deux sorties. Comme avec un montage long tail, l'impédance de sortie est plus élevée qu'avec un ampli simple.
Vous pouvez accéder directement à la page index des montages déphaseurs ici.

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