Mu-follower

Il se compose d'un tube amplificateur V1 qui recoit le signal sur la grille (jusqu'à présent, c'est tout à fait normal). On retrouve le signal amplifié sur l'anode. Nous avons alors une résistance de charge Rl et une seconde triode qui fonctionne en montage anode commune (cathode suiveuse). La cathode suiveuse reçoit la composante alternative via Cg2.

Le signal sur la cathode du tube supérieur suit le signal sur sa grille (c'est pour cela qu'on appelle ce montage cathode suiveuse). Cela veut dire que la tension sur la résistance de charge est pratiquement constante, c'est le principe du bootstrapping. Comme la tension sur la résistnce est pratiquement fixe, la résistance se comporte comme une impédance dynamique pratiquement infinie.

Le tube inférieur voit ainsi non pas une résistance normale, mais une impédance pratiquement infinie. Le gain de la triode inférieure se rapproche ainsi de son facteur d'amplification théorique (µ), de là le nom qui est donné à ce montage, µ-follower.

Le condensateur de cathode Ck1 ne joue en fait aucun rôle, car le tube voit une impédance pratiquement infinie sur son anode. L'amplification du tube inférieur n'est donc pas réduit par sa résistance de cathode. La présence du condensateur permet d'absorber les ronflements et les parasites du secteur apportés par le chauffage du filament.

Passons au schéma pratique qui utilise une double triode ECC81. Cette triode a à la fois un gain élevé (µ = 60 à 70 selon le point de fonctionnement) et une transconductance élevée (3.7 à 6.7mA/V). La transconductance élevée est nécessaire pour donner une basse impédance à la sortie. Le tube ECC83 a un gain très élevé, mais une transconductance trop basse pour être utilisé en cathode suiveuse. De plus, le tube ne fonctionne pas très bien aux tensions relativement basses du montage µ-follower.

Le gain en tension d'un étage amplificateur dépend du rapport entre la résistance anodique et la résistance interne du tube, et évidemment aussi de l'amplification en tension du tube. Plus la résistance anodique est basse, plus le tube voit une charge élevée, et moins il amplifie. Ici, le tube V1 voit une résistance pratiquement infinie, et son facteur d'amplification se rapproche du gain théorique. Nous prenons ici µ = 60, car la tension d'alimentation du tube est relativement basse.

La cathode suiveuse amplifie également la tension, mais d'un facteur de 0.9 environ. Le gain total à la sortie de l'ampli est donc de 54×, mais avec une impédance de sortie plus basse que si on avait utilisé une seule triode. L'amplificateur a en fait une seconde sortie sur l'anode du tube inférieur. Ici, on n'a pas le facteur d'amplification de 0.9, mais d'un autre coté cette sortie est à très haute impédance et toute charge sur cette sortie réduit l'amplification du circuit. Cette sortie n'est donc jamais utilisée en pratique.

Dans la configuration montrée ici, le circuit peut fournir un signal d'amplitude de 30V rms avec une impédance de sortie assez basse d'environ 500Ω. Attention, cela ne veut pas dire que ce circuit peut fournir une puissance de 2.5 watts! Avec le courant dans les tubes fixé à 3mA, la tension alternative en sortie est d'un peu plus d'un volt si la résistance de charge fait effectivement 500Ω.

L'impédance de sortie de 500Ω veut dire que si on branche une charge de 10kΩ le signal en sortie sera diminué de 5%. Sans cathode suiveuse, l'amplitude du signal serait réduite à moins de 50%. Avec cette charge de 10kΩ et une amplitude de 47.5V rms, on peut fournir une puissance de 81mW. Ce circuit est aisi destiné à envoyer du signal sur une longue ligne.

1/3 de la tension d'alimentation se retrouve sur la résistance de charge, ce qui limite le sweep possible. Si on élimine cette résistance, on obtient un montage SRPP qui a toujours une basse impédance. Si on augmente le courant dans les tubes (en utilisant des triodes de puissance ou des pentodes/tétrodes) on peut augmenter la puissance fournie, mais la puissance qui est ainsi disponible est toujours inférieure à la puissance dissipée dans un des tubes.

Ce montage (appellé series regulated push pull) produit plus de distorsions, causées par la réflection de la charge (un haut parleur haute impédance ou une paire d'écouteurs, qui est une impédance complexe). Dans le montage µ-follower, cette charge complexe est isolée du tube amplificateur par la résistance de charge, ici cette résistance a disparu.