Le tube PCF80 a même été utilisé comme étage de sortie vidéo, la où une amplitude de 100Vpp et une amplificateion linéaire est nécessaire. Le PCF80 a besoin d'une tension de chauffage de 9V.

La triode et la pentode peuvent laisser passer un courant de 10mA: dans l'étage VHF et MF on tente d'utiliser le courant le plus élevé possible pour améliorer le rapport signal/bruit.

C'est un tube qui n'a pas été utilisé comme étage de puissance audio: avec un courant anodique de 10mA continu et une dissipation maximale de 1.7W, c'est peu. Mais il est malgré tout possible de construire un petit ampli avec ce tube pour une puissance de 500mW single ended ou 3W push pull. Regardez pour des exemples les schémas du EF80 qui a été fabriqué en très grandes quantités et qui a été utilisé dans certains postes de radio quand une puissance limitée était suffisante.

Le tube est parfaitement à sa place comme préampli dans un amplificateur pour une puissance de 20W. C'est une puissance qu'une paire de EL84 ne peut pas fournir, et un montage Williamson complet (avec double triode ECC83 et ECC82) est trop complexe pour cette puissance moyenne.

On a un choix étendu de tubes quand on veut atteindre une puissance d'environ 20W: EL34, 6L6, KT66, KT77, EL504/PL504, EL508/PL508. les tubes fonctionnent bien en delà de leur limites et les distorsions sont très faibles.

Le problème c'est l'étage préampli et le déphaseur:

• Le tube ECC83 a un facteur d'amplification élevé (c'est bon comme préampli), mais est un peu faiblard pour commander un tube de puissance surtout en montage cathodyne.
• Le tube ECC82 est idéal comme déphaseur, mais a un gain trop faible comme étage préampli.

Mais une autre possibilité c'est d'utiliser un tube combiné triode-pentode, où on utilise la pentode pour son gain élevé et la triode pour son impédance relativement basse. Les caractéristiques de la triode PCF80 correspondent à celles d'une triode ECC82. Ces tubes ont été produits en très grande quantitées et sont faciles à trouver.

Le circuit à gauche est um amplicicateur complet avec des tubes de puissance 6L6. nous nous limitons ici à la description de l'étage préampli et déphaseur.

La pentode utilise une résistance de valeur élevée pour avoir un gain élevé. La résistance de valeur élevée ne dérange pas, car le déphaseur est couplé directement et a également une impédance d'entrée élevée.

La valeur des condensateurs dans la boucle de contre réaction et sur l'anode de la pentode doivent être déterminés expérimentalement selon le transfo utilisé. Le condensateur sur l'anode de la pentode est pratiquement toujours nécessaire, mais sa valeur peut être très basse.

Le second schéma montre les tensions et les courants, mais en pratique une déviation de 20% des valeurs indiquées est normale.

Le préampli utilise une résistance anodique de valeur plus basse, mais le circuit est fort identique.

Dans certains amplificateurs on peut éliminer le petit condensateur sur l'anode du tube préamplificateur (à triode). Avec une pentode cela n'est pas recommandé à cause de la capacité de mIller qui est très faible.

La pentode du PCF80 est utilisée comme préamplificateur d'un montage SRPP. La pentode a un gain élevé, ce qui permet d'avoir un réglage de la tonalité et une contre réaction complexe: la perte de signal est compensée par l'amplification plus élevée de la pentode.

Le montage SRPP était utilisé dans les téléviseurs haut de gamme car il permettait une qualité sonore plus élevée, mais le montage s'est ensuite démocratisé et on le retrouvera dans pratiquement tous les téléviseurs.

L'étage de puissance se compose de deux PL84, des pentodes conçues pour pouvoir travailler à une tension anodique plus basse. Les pentodes commandent directement deux haut parleurs, sans passer par un transfo

La triode du PCF80 n'est pas utilisée comme étage d'attaque de la pentode supérieure comme dans le montage SRPP d'origine, mais est utilisée pour stabiliser la tension de sortie à la moitié de la tension d'alimentation. Ce concept ne sera plus utilisé par la suite dans les montage commerciaux. On utilisera par la suiten une triode-pentode PCL86 comme tube inférieur et un PL84 comme tube supérieur.

Mon circuit de test optimalisé

Le facteur d'amplification est d'environ 650× avec résistance cathodique découplée, ce qui est beaucoup pour la plupart des applications. Sans ce condensateur le facteur d'amplification est de 125× ce qui est plus pratique. La contre réaction globale peut aboutir sur la cathode. En prévoyant un découplage réduit on peut adapter le facteur d'amplification. Les tensions alternatives en magenta sont mesurées avec la ligne feedback non reliée.

Le signal en sortie est de 14.5Veff avec une tension d'alimentation de 272V, ce qui est presque le maximum qui peut être obtenu avec un montage cathodyne. Le signal en sortie est de 18.5Veff (50Vpp) avec une tension d'alimentation de 350V. L'impédance de sortie est par contre très basse à cause des deux résistances de charge de faible valeur. L'amplitude de 40Vpp est suffisante pour commander la plupart des tubes, mais l'amplitude est un peu trop faible pour obtenir la puissance maximale d'une paire de EL34, KT77 ou EL509 (c'est le cas avec tous les déphaseurs cathodyne).

Le petit condensateur de 15pF est toujours nécessaire, même s'il n'y a pas de contre réaction. La valeur est très faible et l'influence sur la bande passante est limitée, comme le montrent les images d'oscilloscope.

Encore un dernier circuit qui utilise un PCF80 comme préampli. C'est un schéma qui n'utilise que des tubes de télévision, qui a cette époque étaient produits par de nombreux fabricants et étaient donc relativement bon marché en comparaison des tubes spécifiquement "audio" comme le ECC83 et EL34.

Les mesures ont été effectuées avec le schéma qui est montré, mais sans contre réaction branchée.

La première image d'oscilloscope est prise avec un signal à l'entrée de 150mV et un signal de sortie de 35Vpp, ceci était avant l'optimalisation des résistances de la grille écran. On voit que la linéarité est très bonne (signal de 440Hz).

La seconde mesure est faite avec un signal en triangle. Ce n'est pas un signal qui est utilisé pour des mesures (il ne donne aucune information concrète), mais qui permet de se rendre compte directement du fonctionnement de l'ampli car s'il y a des distorsions, elles sont très apparentes. La fréquence est de 10kHz et les pics légèrement applatis sont normaux.

La troisième image est avec un signal en crénaux à une fréquence de 10kHz, utilisée pour apprécier le fonctionnement de l'étage aux fréquences élevées. Le signal en sortie suit bien le signal à l'entrée (aussi bien les flancs positifs que négatifs) et il n'y a pas d'oscillations parasites. Difficile de faire mieux en fait! La légère courbe est normale (causée par le condensateur de 15pF), c'est une indication que la bande passante est limitée vers le haut à 50kHz. Comment déterminer la bande passante d'un ampli en se basant sur des signaux en crénaux est expliqué ici.

J'ai comparé ce circuit avec un PCF80 à un déphaseur cathodyne à transistors. Le montage à transistors peut fournir un signal plus important car la tension de saturation d'un transistor est plus faible. Un transistor fonctionne encore parfaitement avec une tension entre émetteur et collecteur de 10V, ce qui n'est pas le cas avec des lampes.

Il est possible de commander pratiquement tous les tubes de puissance avec un montage cathodyne à transistors, sauf les tubes EL509/PL519 qui ont besoin d'une tension de commande de 40V. Avec un déphaseur cathodyne à lampes il n'est possible de commander directement que des tubes moins puissants (EL84, 6V6, EL508,...).

L'amplification en tension de donne aucune information en ce qui concerne le gain effectif, car les deux montages sont conçus pour avoir un signal de contre réaction. La résistance cathodique n'est pas découplée. L'amplitude maximale du signal en sortie avant que les distorsions n'apparaissent n'est pas influencée par la contre réaction.

La forme du signal en sortie avec un signal en crénaux 10kHz est parfaite avec un cathodyne à lampes. Le montage à transistors produit un léger overshoot, mais les distorsions les plus importantes apparaissent à l'étage de puissance et au transformateur de sortie. La très faible distorsion du montage à transistors disparait en comparaison des distorsions de l'étage de puissance.

Une autre application du PCF80 est la commande en mode enhanced triode du PL508. La pentode est ici aussi le préampli et la triode commande la grille écran (plus d'explications via le lien).