La solution, c'est un montage qui se trouve entre les deux: plus vraiment un montage single ended, mais pas vraiment un push pull symmétrique. Et l'avantage de ce montage, c'est qu'il permet de se passer du transformateur de sortie!

En effet, l'avantage du montage dont je ne vais plus taire le nom (SRPP ou series regulated push pull) est une impédance suffisamment basse pour pouvoir utiliser des haut parleurs adaptés, d'une impédance de 800Ω. Plusieurs circuits sont montrés sur cette page.

Ce montage sera appellé Bi-Ampli dans certains postes de radio Philips (bien que le terme était à l'origine destiné à certains postes de radio avec deux amplificateurs (basses et mid/high)). Pratiquement tous les téléviseurs de Philips utilisent le montage SRPP, ainsi que les marques associées comme ACEC, Novak, SBR...

Dans les téléviseurs on utilise généralement un circuit série pour le chauffage de la cathode, cela permet d'éviter le transformateur d'alimentation. Dans les radios (avec relativement peu de tubes) on utilise une série 100mA (tubes UCC85, UCH81, UF89, UABC80 et UL84) tandis que dans les téléviseurs on utilise une série 300mA avec des tubes comme PCF80, PFL200, PCL805, PCL86, PY88, PL504,...

Ici vite une petite précision avant de continuer: le tube PL84 n'est pas l'équivalent 300mA du tube EL84 bien connu. Le tube PL84 ressemble très fort à son cousin germain, mais il a été optimalisé pour une tension de fonctionnement plus basse et un courant plus élevé. L'équivalent du PL84, c'est en fait le EL86. Les tubes EL86 et PL84 ont une anode plus étroite que le EL84, mais tous ces tubes sont des pentodes classiques. La différence entre le EL84 et EL86/PL84/UL84 est expliquée ici.

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Le PCL86 est un EL86 avec une triode de type EC(C)83 en plus et une dissipation totale moindre (9W au lieu de 12W).

Ce circuit peut fournir une puissance de 4W, environ la même puissance qu'un ampli single ended, mais la puissance dissipée dans les tubes peut être distribuée sur deux pentodes. Par contre la distortion aux puissances moyennes est moindre et on peut se passer d'un transformateur de sortie.

Il est bizarre que Philips n'ait jamais utilisé ce circuit (un circuit de MBLE) qui ne nécessite qu'une triode en plus. On aurait pu remplacer le tube PL84 par un PCL86 et le tour est joué! Le fonctionnement de ce circuit est expliqué sur la page mentionnée, la présence du condensateur électrochimique C8 est très importante!

Ce circuit est basé sur le déphaseur cathodyne pour fournir la tension déphasée pour le tube supérieur. Ce montage amplifie la tension pour la pentode supérieure.

Pour un fonctionnement optimal il faut que la tension de la grille écran soit au même niveau que la tension de l'anode. Pour cela il faut une résistance de valeur très basse (ce sont les deux résistances de grille écran du schéma plus haut). Ces résistances ont une valeur de 5.6kΩ. Quand l'amplificateur travaille à puissance nominale, cela veut dire que 1.8W sont dissipés en pure perte dans chaque résistance. Il ne reste plus que 6.5W pour le haut parleur!

La solution est d'employer des selfs, qui ont une impédance très élevée et une résistance ohmique très basse. Mais on ne va pas utiliser des selfs ordinaires (qui nécessitent un entrefer à cause du courant permanent), mais un petit transfo avec un rapport de 1:1. Le courant inverse dans les deux bobinages annulle le champ magnétique et le transfo peut être très petit.

On peut également se passer de la résistance de cathode du tube supérieur en utilisant un diviseur de tension. Moins on perd de tension sur les résistances cathodiques et plus la puissance disponible au haut parleur est élevée.

On pourrait également réduire la valeur de la résistance inférieure en utilisant une alimentation négative pour le tube inférieur (mais il faut garder une résistance de mesure du courant de 1Ω). Cette tension négative peut être prélevée aux bornes du filament de la triode (26V). La tension est redressée et filtrée. la tension est trop négative (elle doit être de -12V au maximum), mais un pont résistif avec un ajustable règle aisément le problème. Réglez le courant de repos à une valeur maximale de 75mA (idéalement 65mA).

Le transfo qui va adapter l'impédance doit être un transfo avec un rapport 10:1. Le faible rapport de transformation fait que le rendement est meilleur qu'avec un transfo push pull normal (impédance primaire de 4kΩ + 4kΩ ou plus). La bande passante est très élevée sans devoir prendre de mesures particulières. Comme la contre-réaction est prélevée au primaire il ne faut pas de compensation en fréquence (pas de déphasage), mais le transformateur doit être de très bonne qualité.

Il faut un transfo de ligne de sonorisation de 10W (qui a une impédance primaire de 1kΩ). Le facteur d'amortissement est de 10, ce qui est bon pour avoir des basses bien définies.

La puissance qu'on peut obtenir est de 7.5W (d = 0.5%), donc près du double d'un montage SRPP genre Philips. Les tubes sont utilisés avec un courant de 65 à 70mA, donc très près de leurs limites.

Ce circuit est fortement basé sur le circuit d'origine d'utilisation des tubes EL86 pour amplificateurs SRPP. Les deux triodes on perdu leur couplage direct et la commande de la pentode supérieure est un peu différente, mais les deux schémas sont fort identiques.

Le circuit utilise ici aussi un petit transfo 1:1 pour alimenter les grilles écran qui doivent être référencées au potentiel de la cathode. C8 stabilise la tension de la grille écran du tube inférieur et le transfo transmet la composante alternative à la grille écran du tube supérieur (L2 est le pirmaire et L1 le secondaire). La tension sur la grille écran est au potentiel moyen de l'anode pour les deux tubes, ce qui est important pour un fonctionnement correct.

Le point de fonctionnement de l'étage de puissance est déterminé par la contre réaction, qui transmet également la composante continue. C5 est un condensateur de faible valeur pour assurer la stabilité du montage.

EL86 dans un amplificateur push pull

Le tube EL86 peut également être utilisé dans un amplificateur single ended ou push pull, il n'est pas limité au montage SRPP. Grace à cathode plus grande que celle du EL84, le tube peut fournir un courant plus important et il faut que le tube soit vraiment très usé pour qu'il ne puisse plus fournir un courant moyen.

Voici un amplificateur push pull destiné à l'amplification du signal de la guitare (où on recherche particulièrement le "son" des tubes), l'amplificateur n'a pas de contre réaction.

Les tubes de puissance fonctionnent en classe A très près de leur limite, avec une dissipation de 11.6W. La polarisation est par résistance cathodique commune. Les tubes EL86 peuvent fonctionner avec une haute tension de 250V, mais la tension de la grille écran a été limitée à 200V.

La triode inférieure du montage déphaseur long tail a une valeur de 120k, tandis que celle du tube supérieur a une valeur de 100k pour avoir un signal d'amplitude identique sur les deux sorties. Le tube E92CC est un tube destiné à des applications numériques (dans les premiers ordinateurs). Il a un facteur d'amplification élevé (50×) et une pente de 6mA/V (on peut le remplacer par un ECC81).

J'ai fabriqué un petit amplificateur avec des tubes EL86 et la puissance est un peu plus élevée qu'avec des tubes EL84 plus connus.

Mon montage utilise une polarisation négative des tubes de puissance et non pas une polarisation automatique par la résistance cathodique. Cela permet un fonctionnement plus stable à puissance élevée (pas de déplacement du point de fonctionnement, et donc une puissance un peu plus élevée), mais il faut refaire le réglage de la tension de polarisation lors du remplacement des tubes. .