Amplificateurs à tubes
Préamplificateur
Premier étage

Nous reprenons ici quelques schémas à triode double (ou pentode double). Ces schémas ont été utilisés quand il faut une impédance de sortie basse.
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Cathode follower de White

Il faut encore mentionner un montage qui est parfois utilisé: le circuit à cathode suiveuse (ou anode commune). Ce montage qui n'emplifie par la tension est utilisé pour réduire l'impédance d'un signal, par exemple pour l'envoyer dans un long cable. Mais le montage à cathode suiveuse n'a pas une impédance constante. Une amélioration a été proposée par un certain White.

Prenons une triode, par exemple la triode supérieure du second montage à droite, on oublie pour l'instant la triode inférieure (toute la partie verte), on la remplace par une simple résistance. La triode reçoit une tension variable sur la grille. Quand la tension monte, le tube conduit plus et son impédance diminue. Quand la tension diminue, le courant dans le tube diminue également et son impédance augmente. Dans le cas extrème, l'impédance est uniquement déterminée par la résistance de charge. Cette impédance variable est indésirable dans certaines situations.

Dès que la charge a une impédance relativement basse (par exemple la grille de commande d'un tube de puissance), le signal envoyé à la grille n'est plus symmétrique: les pics sont corrects, puisque la cathode suit la grille, mais les vallées sont écrasées, puisque c'est uniquement la résistance de la cathode qui tire la charge vers le bas.

Mais dans le montage de White la triode supérieure qui forme notre cathode suiveuse a une résistance d'anode de faible valeur. La tension sur l'anode varie donc légèrement selon le courant qui circule dans le tube, et donc son impédance.

Quand la tension sur la grille de commande diminue, le tube est moins en conduction. La chute de tension sur la résistance d'anode diminue, la tension sur l'anode augmente donc. Cette augmentation de tension est transmise à la grille du tube inférieur qui entre plus en conduction, corrigeant ainsi l'impédance du système.

La partie importante du schéma, c'est la résistance anonyme (résistance d'anode). Elle devra être déterminée à partir des caractéristiques des triodes utilisées (Gm ou transconductance). Ra = 1/Gm. La transconductance d'une triode utilisée comme driver est d'environ 10mA/V ou 10mS (millisiemens) on prendra une résistance d'anode de 100Ω.

Comment en est-on arrivé à cette valeur? Il faut que la réduction du courant dans le tube supérieur soit compensé par une augmentation identique du courant dans le tube inférieur (le courant qui diminue et augmente ne se perd pas: il est utilisé par la charge). Il faut que quand le courant diminue d'un mA dans le tube supérieur, il augmente d'un mA dans le tube inférieur.

Pour faire augmenter le courant d'un mA, il faut augmenter sa tension sur la grille. Mais de combien? On se base sur la transconductance ou l'amplification en courant d'un tube. Une augmentation d'un volt produit par exemple une augmentation de 10mA du courant dans la triode. Comme il nous faut une augmentation de 1mA, il nous faut une augmentation de la tension de 100mV.

Cette augmentation de 100mV, nous devons l'obtenir sur la résistance d'anode. Quand le courant diminue de 1mA, il faut une réduction de la chute de tension de 100mV. Selon la loi d'Ohm, R = U/I, donc R = 100mV/1mA ou 100Ω, cqfd.

Une des caractéristiques de ce type d'amplificateur "push pull" (cathode follower de White ou SRPP), c'est qu'il doit nécessairement fonctionner en classe A. Le courant dans un tube ne peut jamais devenir 0, autrement il perd le controle sur l'autre tube. Le rendement de l'étage ne peut jamais dépasser 50%, la puissance fournie est au mieux identique à la puissance dissipée dans un tube.

Ce type de schéma (surtout le second montage SRPP) est actuellement utilisé pour commander des casques d'écoute (impédance de 300Ω). La puissance délivrée est faible, inférieure à 100mW.

Series Regulated Push Pull

Un circuit qui a également une impédance de sortie très basse est le circuit SRPP ou series regulated push pull. Ce montage n'est normalement pas utilisé comme étage d'entrée, mais pour commander un haut parleur (à résistance élevée). Ce type de circuit est décrit sur la page des étages de sortie.

Un schéma de préamplificateur SRPP est montré sur la page du circuit SIPP.

Les deux circuits permettent d'avoir une impédance relativement basse. Des deux circuits, le montage SRPP est le plus souvent utilisé car il permet une amplification en tension. Ce circuit est généralement utilisé comme amplificateur de puissance pour un casque d'écoute. La triode utilisée est une ECC99 (triode double), il faut un tube par canal. Ce tube est conçu pour un courant de 10 à 18mA (fonctionnement en classe A).

Ce type de montage utilise parfois une alimentation double (par exemple +120V et -120V) car la sortie se trouve à un potentiel moyen.

Nous comparons les deux montages à droite: on utilise à chaque fois une double triode comme étage comparateur pour stabiliser le gain.

Le "S" de SRPP veut tout aussi bien dire Serie que Shunt. En effet, si les tubes sont branchés en série vu de l'alimentation (c'est le réseau cyan), ils sont en parallèle vu de la charge (réseau rouge, où c'est soit le tube supérieur qui augmente la tension à travers la charge, soit le tube inférieur qui réduit la tension à travers la charge).

Dans un montage bien calculé, le courant (alternatif) dans la charge peut être le double du courant d'alimentation. En pratique il ne sera pas le double, car on n'utilise pas les extrèmes de la courbe des tubes.

Les harmoniques paires qui apparaissent dans le tube inférieur sont réduites par les déformations (mais avec phase inversée) identiques dans le tube supérieur.

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