Amplificateurs à lampes
Lampes électroniques EL3 et EL3N
EL3(B)

La lampe EL3 et EL3N est une lampe qui utilise le format de soquet transcontinental> qui a été utilisé avant et après la seconde guerre mondiale. C'est une lampe destinée comme étage d epuissance dans les radios de l'époque. Si je décrit cette lampe ici, c'est parce que j'ai trouvé un schéma moderne qui l'utilise.
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La lampe EL3 était utilisée dans de nombreuses radios avant et après la seconde guerre mondiale (elle était ubiquitaire comme la lampe EL41 et EL84 dans les radios d'après-guerre). La nouvelle version EL3N a été produite après la guerre, elle a pratiquement les mêmes caractéristiques mais est un peu moins gourmande en puissance de chauffage.

La lampe peut être utilisée avec une tension d'alimentation jusqu'à 250V avec un courant anodique de 36mA. La dissipation maximale est de 9W. La lampe a une cathode et anode ronde et les grilles sont également circulaires. Le pas de la grille suppresseuse est très lâche.

La lampe a une sensibilité élevée (la puissance maximale est atteinte avec une tension d'attaque de 4.2V eff.), elle a été conçue pour les radios AM de l'époque. La lampe produit une puissance de 4.5W (d = 10%) en single ended. Le courant de grille écran est limité, environ 4mA. Branchée en triode la lampe produit une puissance de 1.1W (d = 5%) avec une tension de commande de 5.9V

Un ampli push pull produit une puissance modique de 8.2W (d = 3.1%) et la lampe ne peut être utilisée que pour un fonctionnement avec polarisation par résistance cathodique.

C'est une lampe qui avait de bonnes caractéristiques (linéarité), mais la puissance est limitée, surtout si elle est utilisée dans un ampli single ended. On dit que la lampe avait un son "moelleux", mais cela serait plutôt causé par l'application dans la radio et non une caractéristique de la lampe même. la lampe était utilisée comme lampe de puissance dans les radios AM dont la bande passante est limitée à 4.5kHz.

Je ne comprend pas que cette lampe est encore utilisée dans de nouveaux amplificateurs. La qualité était très bonne à l'époque, mais ces lampes ont maintenant cent ans d'age. Un problème connu est que les contacts de la lampe se détachent et les contacts d'anciens soquets perdent leur élasticité.

A droite le schéma typique d'une radio construite juste après la seconde guerre mondiale. Toutes les lampes de l'époque avaient encore le soquet transcontinental. On passera au soquet rimlock (EL41...) dans les années 1950 et au soquet noval (EL84) dans les années 1960. Les premiers récepteurs superhétérodynes sont apparus avant la guerre (cette page explique également les codes couleurs). Les qualités des radios de cette époque étaient moyennes, mais les concepteurs ont pris la peine de faire un appareil qui ait un son agréable.

La première lampe est une hexode mélangeuse et triode oscillatrice. Le signal d'antenne arrive sur la première grille. Pour réduire les interférences on fait arriver le signal d'antenne sur le haut de la lampe, c'était une habitude à l'époque. La radio semble être construite pour une seule bande de fréquances.

Le second étage est un amplificateur moyenne fréquence EBF2, une pentode avec deux diodes de détection. On peut réaliser un controle automatique du volume (CAV) retardé qui n'agit que quand le signal d'antenne est suffisamment fort. La seconde diode est maintenue en légère conduction via R7 et R14 pour améliorer la détection (élimination du coude de la diode).

La pentode EF9 est une pentode qui peut aussi bien être utilisée en radiofréquences que pour l'amplification audio. C'est une pentoge à gain variable (vari-µ) comme la plupart des pentodes moyenne fréquence, mais cela signifie que la pentode n'est pas très linéaire pour les applications audio (au moins 2% de distorsion pour un signal sur l'anode de 3V effectfs). Dans certains postes de radio la tension de CAV est aussi ajoutée à la grille de commande pour avoir en meilleure stabilisation du volume quand il y a du fading. En comparaison d'une contre réaction une correction de type feed-forward (correction à action directe) permet de corriger le signal à 100%.

La lampe de puissance est une EL3N, on voit que la bande passante est limitée par les condensateurs C17, C8 et C12. La bande passante en amplitude modulée est limitée à 4500Hz et cette limitation est aussi d'application quand on utilise l'entrée pick-up.

On retrouve cette lampe dans certains amplificateurs ésotériques (avec polarisation par diode électro-luminescente et une source de courant constant sur l'anode). La polarisation à tension fixe (zener ou led) n'est pas recommandée pour un ampli single ended. Aussi bizarre que cela puisse paraitre, le point de fonctionnement (courant) est plus stable quand on utilise une résistance cathodique.

Le concepteur a utilisé les mêmes tubes pour le préampli et l'ampli de puissance, chaque fois branchés en triode. La puissance ainsi disponible est de 1W. Pourquoi utiliser des condensateurs super-chers et des résistances à faible bruit alors que le taux de distorsion est de 5%? La lampe EL3N n'a jamais été conçue pour des applications hifi (elles n'existaient pas à l'époque), mais comme vulgaire tube dans une radio.

Le concepteur utilise également une alimentation avec tube redresseur (pourquoi faire simple et utiliser des diode 1N4007 quand on peut utiliser une très ancienne diode thermo-ionique?). L'utilisation d'une diode thermo-ionique ne pose pas problème dans un ampli single ended (où la consommation reste constante), mais cause des distorsion d'intermodulation dans un ampli push pull. Et dans une alimentation un condensateur polyester n'est pas nécessairement meilleur qu'un condensateur electrolytique. On n'entend pas la différence si placé avant une self de filtrage.

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