Amplificateurs à tubes
Autopsie de lampes
PFL200

Voili l'autopsie d'une lampe PFL200, une lampe utilisée comme amplificateur vidéo dans les téléviseurs Philips
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Le tube PFL200 était utilisé exclusivement comme amplificateur vidéo dans les téléviseurs Philips monochomes. Vers la fin des téléviseurs noir et blanc ce tube a remplacé tous les autres tubes qui avaient été utilisés avant: EF80, ECL80, PL83, PCL84.

Le tube est une combinaison spéciale, une pentode pour la partie préamplificatrice et une tétrode à faisceaux dirigés pour la partie puissance (attaque du tube image sur sa cathode).

On voit bien que la partie pentode est effectivement une pentode: il y a 3 supports de grilles.

Les grilles sont placées très près les unes des autres et il est donc normal que ce tube est prévu pour une tension d'alimentation de 250V maximum. La forme de l'anode (courbée) est typique d'une pentode.



Vue d'en bas du tube avec à gauche la pentode et à droite la tétrode. Les deux cathodes ont le même format et en théorie elles pourraient fournir le même courant, mais le courant dans la pentode est limité à cause de la dissipation moindre de l'anode de la pentode.

La cathode de la tétrode est reliée au cadre (grille suppresseuse). La cathode de la pentode est également reliée à la grille suppresseuse, mais ce n'est pas visible ici. Comme dans beaucoup de tubes combinés, l'écran entre les deux systèmes est relié à la cathode de la tétrode.



Nous nous concentrons maintenant uniquement sur la pentode. Le pas des grilles est très resserré et si un courant relativement important est possible, c'est parce que les électrodes sont très proches de la cathode. Le courant de la grille écran est important (courant de fuite perdu), c'est le compromis qui a été fait ici.

Le pas des grilles est plus visible sur la photo où les différentes grilles ont été dégagées.

Nous avons successivement la cathode, la grille de controle, la grille d'arrêt, la grille suppresseuse et un morceau de l'anode. Le pas de la grille suppresseuse se resserre aux extrémités, c'est le cas avec de nombreuses pentodes. Je l'ai remarqué lors de l'autopsie d'autres lampes électroniques.



Passons maintenant à la tétrode à faisceaux dirigés. C'est une construction à première vue classique. On voit successivement (en "descendant" dans le tube):

  • le cadre de la grille suppresseuse (qui n'est pas une "grille" dans le cas d'une tétrode à faisceaux dirigés),
  • la grille écran et un de ses supports (après avoir bien regardé, je crois que c'est le support de la grille de controle),
  • le très fin fil de la grille de controle,
  • la cathode avec l'ombre du fil de la grille écran et puis derrière la cathode
  • l'arrière du bobinage de la grille écran.
C'est moins compliqué que l'image de la pentode, mais on va également décortiquer tout cela.



La grille de controle est en fait une grille-cadre. Au premier abord elle ne diffère pas tellement d'une grille classique, sauf qu'elle a trois supports pour maintenir le très fin fil de la grille en place. Normalement c'est uniquement le mica qui tient les supports en place.

Pour que ce soit plus clair, nous avons mis les deux grilles l'une à coté de l'autre. La grille de la pentode est une grille normale (mais déjà à un pas très rapproché en comparaison d'une grille de controle d'un tube plus normal), tandis que la grille de la tétrode est une grille-cadre avec un fil de grille extrèmement fin et un pas très serré.

La pente de la pentode est de 8.5mA/V, ce qui est une valeur très élevée. Pour chaque volt de variation de la tension de la grille de commande on a une variation du courant anodique de 8.5mA. La pente de la tétrode est elle de 21mA/V, ce qui est énorme et qui ne peut être atteint qu'avec une grille cadre.

Les grilles écran sont normales, si on peut dire. Les deux grilles absorbent assez bien d'électrons car le pas de la grille écran ne correspond pas à celui de la grille de controle. C'est un tube qui a un mauvais rendement, avec environ 25% des électrons émis par la cathode qui sont absorbés par la grille écran au lieu de l'anode.





Vue de haut de la grille suppresseuse et de l'anode de la tétrode. Comme dans beaucoup de tubes combinés, le blindage séparant les deux systèmes est relié à la grille suppresseuse de la tétrode. La grille forme un cadre et l'anode (qui n'est pas complète) entoure le cadre. Elle a une forme rectangulaire. Comparez avec l'autopsie d'un PCL805 et PCL86.

Il est bizarre qu'on ait pris la peine de créer un tube si spécial (avec un brochage unique), pour ne l'utiliser qu'à moitié dans les téléviseurs.

La tétrode avec sa grille cadre, je peux comprendre: pour avoir une image bien détaillée, il faut avoir un circuit basse impédance pour réduire l'influence des capacités parasites dans le tube. Mais avec un circuit basse impédance, le tube de puissance n'amplifie pas beaucoup. Quand le courant anodique change d'un milliampère, la tension ne change que de 2.7V (par exemple), c'est beaucoup trop peu. La lampe utilisée pour l'étage de puissance vidéo doit avoir une pente élevée: une faible variation de tension à l'entrée doit provoquer une forte variation du courant anodique, qui se traduit par une tension alternative importante, malgré la basse impédance du circuit. Sur le schéma à droite on voit qu'une variation de la tension de 3V (signal de la diode de détection) produit une variation de tension de 50V sur le tube cathodique.



Par contre la pentode est utilisée comme vulgaire triode, ici en étage déphaseur pour changer de norme vidéo. Pourquoi créer un soquet spécifique qui n'a été utilisé que par quelques tubes (ECH200)?



Dans une autre télé la pentode est simplement utilisée pour modifier le gain de la tétrode en modifiant sa tension de grille écran. Le potentiomètre règle la tension sur la grille de la pentode (broche 1) qui travaille en cathode suiveuse. La tension sur sa cathode va directement à la grille écran de la tétrode.

On ne peut pas dire que ce système soit idéal, il produit un déplacement du point de fonctionnement de la tétrode, donc une tension anodique moyenne qui change (l'intensité à l'écran change également, sauf s'il y a une restauration du noir). La linéarité de la tétrode n'est bonne qu'avec une certaine tension sur g2: si la tension n'est pas correcte il y a écrasement des niveaux noirs ou blancs. C'est une lampe électronique de haut niveau, et on l'utilise mal!

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