Amplificateurs à tubes
L'étage de puissance
Push pull

L'étage de puissance va commander les haut-parleurs. On utilise généralement la configuration push pull qui permet une puissance plus élevée et permet à la fois de réduire certaines distortions.
-

-

Montage push pull

La configuration symmétrique (push pull) permet de réduire certaines distortions. Les amplificateurs à transistors ont toujours une telle configuration, qui n'est pas absolument nécessaire pour les amplificateurs à lampes. Pour une basse puissance, une configuration single ended peut suffire.

L'étage de puissance peut aussi bien fonctionner en classe A qu'en classe AB. On peut passer d'une classe de fonctionnement à l'autre en modifiant la tension de polarisation. Il est même possible de réaliser un amplificateur qui travaille en classe A aux basses puissances pour passer en classe AB à puissance plus élevée. Le passage d'une classe à l'autre est automatique (auto bias).


Construction d'un ampli de 20W avec un taux de distorsion total inférieur à 0.1% (1955), tubes de puissance EL34


Amplificateur moderne équipé de 4 EL84


Amplificateur moderne avec tubes de puissance EL34, puissance de 2 × 36W

En comparaison des amplificateurs à transistors, nous avons une classe AB1 et AB2. La polarisation statique est identique pour les deux classes, mais en classe AB2 la tension de commande sur la grille est plus importante, ce qui permet à la tension de grille de devenir positive par rapport à la cathode (uniquement pendant les pics).

Certains tubes sont particulièrement destinés à ce type de fonctionnement, comme par exemple le PL504 qui a une forte réserve de puissance (le tube peut délivrer plus de 400mA), mais qui a une dissipation sur l'anode limitée à 16W. Le courant de repos est alors réglé sur 30 à 35mA pour limiter la dissipation dans le tube.

Pour les étages de puissance, on utilise principalement des pentodes, mais elles ont un fonctionnement moins linéaire. Certaines lampes ont encore un creux dans les caractéristiques comme une tétrode.

Il est possible d'utiliser une pentode comme triode en branchant la grille-écran à l'anode, mais cela produit une forte réduction de l'amplification. Un montage en triode nécessite une tension de commande 2× plus élevée et fournit une puissance 4× moindre.

Nous avons jusqu'à présent 4 configurations possibles:

Penthode en classe ATriode en classe A
Penthode en classe ABTriode en classe AB

Chaque configuration nécessite des tubes qui fonctionnent au mieux dans la configuration désirée. Le fonctionnement en classe AB nécessite un montage push pull.

Passons rapidement les caractéristiques en revue:

  • Montage pentode
    • Amplification élevée, forte puissance disponible
    • Déformations qui sont plus difficiles à maitriser, même en configuration symmétrique (push pull)
  • Montage triode
    • Déformations importantes, mais qui peuvent être éliminées plus aisément en montage symmétrique
    • Amplification plus faible, le tube doit recevoir une tension de commande plus importante

  • Classe A
    • Rendement faible, le tube doit être polarisé au milieu de sa ligne de fonctionnement (comme un étage de préamplification ou un étage de puissance à un seul tube)
    • Le courant moyen qui circule dans les tubes est constant, quel que soit le volume. En montage push pull, quand le courant augmente dans un tube, il diminue dans l'autre.
    • Très bonne qualité audio
    • Peut être utilisé dans un montage single ended ou symmétrique (push pull)
  • Classe AB
    • Rendement élevé, le tube est polarisé de telle façon que le courant au repos est faible
    • On utilise généralement une source négative pour la polarisation (pour les puissances plus élevées)
    • Tous les tubes ne fonctionnent pas bien en classe AB, il faut un réglage du courant de repos plus précis.

La classe AB ne peut être utilisée que dans les étages symmétriques (à configuration push pull). En comparaison d'un amplificateur à transistors, le courant au repos est comparativement plus élevé avec un ampli à lampes. Pour vous donner un ordre d'idées, il est de 30mA au repos par tube, pour passer à 120mA à pleine puissance (amplificateur de 30W). Pour un amplificateur à transistors, on a un courant de repos de 10mA qui passe à 2A en pointe (pour une même puissance).

Montage ultra-linéaire (UL)

Mais c'est pas encore terminé en ce qui concerne les configurations possibles. Certains transformateurs de sortie ont une broche intermédiaire qui permettent d'avoir les avantages du montage triode et du montage pentode. La grille écran est branchée à cette broche intermédiaire (et n'est donc plus à un potentiel fixe), mais n'est pas non plus branchée à l'anode (fonctionnement en triode).

En fonctionnement ultra-linéaire (c'est le nom de ce type de branchement) il est recommandé d'utiliser un transformateur de sortie adapté. La broche médiane se trouve généralement à 43% (donc un peu plus du coté de la haute tension) et produit le moins de déformations. Certains transfos ont également une broche à 20% (donc plus près de la haute tension) qui produit la puissance la plus élevée.

Le montage ultra-linéaire peut être utilisé pour les montages single ended et push pull avec pentodes.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's