Amplificateurs à tubes
Préamplificateur
Etage de commande

On utilise des tubes spécifiques pour l'étage de commande. Ces tubes doivent avoir une résistance interne assez faible pour pouvoir commander des tubes de puissance qui nécessitent un swing important, mais ils doivent également avoir une marge de blocage élevée.
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Voici les courbes de quelques triodes (et d'une pentode préamplificatrice).

ECC83

Nous commençons par le tube ECC83 qui est souvent utilisé comme tube préamplificateur.

SµUgIaRi
1.5mA/V100-1.2V0.85mA65kΩ

On voit sur le graphique que l'amplificateur à un gain impotant: en modifiant la tension de la grille de 1V, on modifie le courant de 1.5mA, mais surtout la tension anodique de 65V (l'explication du graphique du tube ECC83 est donné ici).

Le tube a une résistance interne élevée: pour arriver à un facteur d'amplification important, il faut une résistance anodique de valeur élevée. La résistance de polarisation de la grille suivante ne peut pas avoir une valeur trop basse, autrement l'amplification du tube est également réduite. De toute façon, le facteur d'amplification µ de 100 est une valeur théorique qui ne peut être approchée qu'avec un montage bootstrap (le tube suivant est une cathode suiveuse).

Ce qu'on voit également sur le graphique, c'est que le tube ne conduit plus quand la tension négative est inférieure à -4V. C'est un tube à pente fixe (sharp cutoff)

Ce qu'on ne voit pas bien sur ce graphique, c'est que le tube amplifie moins et devient moins linéaire pour les basses tensions anodiques (distortions harmoniques paires). C'est causé par les mailles de la grille qui sont très proches les unes des autres. C'est grâce aux mailles très serrées qu'on obtient un facteur d'amplification élevé.

Est ce que cela veut dire qu'on ne peut pas utiliser de tube ECC83 comme commande d'un étage de puissance? Aucun problème pour commander une paire de EL84: ces tubes ont assez d'un sweep limité pour atteindre leur puissance maximale (30V top-top) et la résistance de polarisation de la grille peut être suffisamment élevée pour ne pas absorber trop de puissance.

ECC82

Un tube qui est tout le contraire du précédent. Il est principalement utilisé comme étage de commande des tubes de puissance (par exemple dans un montage Williamson).

SµUgIaRi
3.1mA/V18-3.5V3mA8kΩ

Pour une variation de tension de grille de 1V, on a une variation du courant de 3.1mA, mais une variation de tension de 18V. Les caractéristiques données dans le tableau dépendent évidemment du point de fonctionnement choisi.

Le tube a un fonctionnement linéaire pour une tension de grille de -2 à -10V, il fournit alors un sweep de 90V, ce qui est amplement suffisant pour commander un tube de puissance peu sensible.

C'est un tube à pente variable: avec une tension plus négative, l'amplification du tube diminue, mais il n'est coupé qu'à partir de -20V environ (remote cutoff). Il y a donc une marge de bloquage importante. C'est une caractéristique dont il faut tenir compte quand on utilise l'amplificateur avec une contre réaction énergique: le fonctionnement de l'ampli à puissance très évevée peut faire déplacer le point de fonctionnement des tubes de commande. Si on utilise ici un tube mal adapté, l'ampli peut se bloquer momentanément si on le fait travailler à puissance trop forte (l'explication se trouve sur la page des effets de la contre réaction.

ECC81

Puis on arrive à la triode ECC81, découverte assez récemment par les audiophiles. C'est une triode à l'origine destinée à l'amplification haute fréquence comme tube mélangeur et oscillateur (bande VHF et FM). Elle a connu un regain d'intérêt car son brochage correspond à celui des triodes ECC82 et ECC83 (et c'est pour cela que le tube ECC85 a disparu dans les oubliettes).

SµUgIaRi
5.5mA/V65-1.5V10mA10kΩ

C'est un tube qui se situe entre les deux: il a une amplification en courant très élevée et un gain en tension également élevé. C'est une triode remote cutoff, la tension de blocage est de 10V. D'origine il a été conçu pour travailler avec un courant assez important pour réduire la proportion de bruit de fond, mais il peut très bien fonctionner avec un courant de 1mA.

Le tube est généralement employé en remplacement du ECC82. Mais quel tube utiliser à quel endroit?

  • Il amplifie plus par rapport à un ECC82 et est idéalement utilisé dans un montage à cathode suiveuse. Grâce à son amplification plus élevée, la cathode suit mieux la grille. Il n'y a pas de doute à avoir, le tube idéal pour une cathode suiveuse (et toutes ses versions dérivées) c'est le ECC81.

  • Il a par contre une marge de blocage moindre et sera de préférence utilisé comme étage de commande d'un ampli dont la contre réaction n'est pas trop forte.

  • Dès que l'amplitude du signal peut devenir très élevée il vaut mieux utiliser un tube ECC82 qui est plus linéaire aux grandes amplitudes. Il s'agit ici de commander des tubes de déflection ligne qui sont moins sensibles et nécessitent un signal plus important sur leur grille de commande.

ECC88

Un tube conçu comme préamplificateur HF en montage cathodyne (bande VHF et FM)


ECC88


ECC99



EF86

Le tube est construi avec des tolérances très strictes et une grille cadre (frame grid). La tension d'alimentation maximale est de 150V par triode (la tension de secteur redressée sur les triodes en série). La triode a un gain énorme grâce aux spires de la grille qui sont placées très près de la cathode. Pour stabiliser le courant anodique, on utilise une résistance cathodique et on met la grille du tube à +5V dans les tuners.

SµUgIaRi
12.5mA/V33-1.3V15mA

Dans les applications audio le tube est généralement utilisé avec une tension anodique de 90V pour ne pas dépasser la dissipation maximale. Le tube est utilisé comme amplificateur pour casque d'écoute.

La grille cadre et une application hifi ne font généralement pas bon ménage. Le tube est rapidement saturé à cause de sa forte amplification. Le tube est hors conduction avec une tension de grille de -5V et une haute tension de 150V.

ECC99

Une triode bien connue des amateurs, elle est de fabrication récente et utilise une nomenclature qui ne correspond pas (le premier 9 indique un tube noval 7 pins).

SµUgIaRi
9.5mA/V22-4V18mA2.3kΩ

C'est un tube qui se situe entre le ECC82 et ECC81. Il est principalement destiné à commander des triodes de puissance qui ont besoin d'un sweep très élevé. C'est un tube qui a été développé pour avoir une courbe très linéaire. Il peut commander une paire d'écouteurs (single ended) ou des etites enceintes en mode push pull.

Nous avons gardé une pentode préamplificatrice pour comparer.

EF86

Ce qu'on remarque directement, c'est que les courbes sont pratiquement horizontales. Cela veut dire que la tension anodique n'influence que peu sur le courant anodique. Entre 100 et 300V de tension anodique, le courant reste pratiquement constant à 1.4mA pour une tension de polarisation de -3V.

Ce tube était principalement utilisé comme préamplificateur microphonique. Le filament est torsadé pour réduire le ronflement 50Hz (influence du champ magnétique créé par le courant de chauffage) et laa grille est bien maintenue en place pour éviter l'effet microphonique (captation des vibrations).

Comme on a toujours dit que les pentodes produisent plus de bruit qu'une triode, les puristes refusent d'utiliser un tel tube en préamplificateur. L'alternative est un montage cascode.

Pour quantifier l'amplification d'une pentode, on utilise souvent la valeur µg2g1. C'est la différence d'amplification d'un signal alternatif apporté sur la grille de controle par rapport au signal apporté sur la grille écran. C'est une valeur qui a peu d'intérêt en pratique, mais elle donne une idée de l'amplification. Le facteur µg2g1 est de 60 pour une pentode à forte amplification (EF184, pentode à grille cadre), de 19 pour une pentode de puissance et de 8 pour une tétrode de déflection (PL508).

C'est tout à fait normal que les tétrodes à flux dirigé ont un facteur µg2g1 plus faible: les spires de la grille écran se trouvent dans le prolongement de celles de la grille de controle, ce qui fait qu'on peut également utiliser cette grille pour controler le flux d'électrons (il faut simplement une tension alternative 8× plus importante).

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