Amplificateurs à tubes
Etage de puissance avec lampes EL34
EL34

Les amplificateurs à lampes utilisent souvent des tubes EL34 dans les amplificateurs domestiques.
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Les caractéristiques de la lampe EL34 se trouvent ici. L'amplificateur Dynaco ST-70, probablement l'amplificateur le plus vendu au monde est repris sur une page séparée. D'autres amplificateurs qui étaient aussi bien proposés en kit qu'en appareils complètement montés étaient les amplificateurs de Velleman.

Amplificateur "Mullard"

A droite le schéma d'un amplificateur de 1955 qui se compose d'une diode de redressement GZ84, d'un préamplificateur EF86, d'un étage déphaseur "long tail" et d'une paire de EF34. C'est le schéma de base d'un amplificateur avec tubes EL34. Ce schéma a été propagé par la firme Mullard. C'est un amplificateur fourni en kit et les tubes sont utilisés en delà de leur capacité maximale avec une polarisation par résistance cathodique, facile à mettre en œuvre, mais que ne permet pas au tube de fournir sa puissance maximale.

Pour avoir un fonctionnement plus symmétrique de l'étage déphaseur, il est recommandé de placer en série avec R12 un trimmer de 10kΩ, à régler pour avoir la même amplitude sur les deux grilles des tubes de puissance. Attention, le trimmer se trouve à la tension d'alimentation de 350V!

Cet amplificateur ne met pas les tubes EL34 en valeur à cause de la commande par une paire de triodes ECC83 qui peinent à fournir le sweep suffisant. Le déphaseur "long tail" ou déphaseur à cathodes couplées est le déphaseur le plus utilisé dans les schémas de Mullard, on a ainsi appellé ce type de déphaseur "Mullard".

Le second circuit avec EL34 va plaire aux puristes par sa symmétrie, et les caractéristiques sont bien meilleures. On utilise ici une paire de triodes ECC82 qui peut fournir un courant plus important.

Le premier tube est une double triode ECC83, dont la première triode fonctionne comme préamplificateur et la seconde comme montage paraphase pour produire la phase inverse. Même s'il y a une asymmétrie (une des tensions alternatives étant plus importante que l'autre), cette asymmétrie est réduite par l'étage suivant.

Le second tube est une double triode ECC82 conçue pour fournir une tension alternative de 25Veff aux grilles des tubes de puissance. La résistance cathodique commune non-découplée permet de réduire les inégalités et les résistances de 47kΩ doivent avoir une précision de 2% et doivent pouvoir dissiper 2W.

Les deux amplificateurs utilisent des résistances cathodiques individuelles, les tubes de puissance ne doivent donc pas nécessairement être pairés. Le fonctionnement est en classe A avec "auto bias" (déplacement du point de fonctionnement vers le mode AB quand le volume est élevé). La tension sur chaque résistance de cathode doit être de 28V (courant de 60mA), chaque résistance doit pouvoir dissiper 3W.

La puissance des amplis est de 20W avec une distorsion inférieure à 0.1% (inférieure à 1% sans contre-réaction). La puissance est amplement suffisante pour une grande maison, surtout si l'amplificateur est monté en stéréo. La tension d'alimentation doit être de 350 à 400V pour une puissance de 20W avec une déformation inférieure à 0.1%. Le signal à l'entrée est de 300mV pour obtenir la puissance nominale.

Amplificateur de sonorisation

Le schéma suivant est un schéma d'amplificateur de sonorisation. Cela se voit (entre autre) au transfo de sortie qui permet le branchement de hauts parleurs conçus pour les lignes à 100V. Le but de l'amplificateur est de fournir la puissance la plus élevée avec le moins de composants possibles. L'amplificateur utilise deux doubles triodes ECC83 et quatre pentodes EL34 dans l'étage push pull. Pour la sonorisation cela suffit d'utiliser un ECC83 comme étage de commande (driver), pas besoin d'un ECC82.

Le premier étage amplifie le signal pour l'envoyer à un réglage de la tonalité. On perd pratiquement tout le gain dans le controle de la tonalité. La seconde triode amplifie à nouveau le signal, mais reçoit également le signal de contre-réaction sur sa cathode, ce qui réduit son facteur d'amplification à 8× environ (son amplification aurait dû être de 70× environ). La contre-réaction est prélevée d'un bobinage séparé pour éviter un effet indésirable selon le bobinage utilisé en sortie (bobinages 50/70/100V ou sortie normale 8Ω).

Le déphaseur est un montage long tail, mais avec une résistance de cathode de valeur assez basse, permettant un gain assez élevé (normalement on limite le gain à une valeur de 2× environ). Pour avoir une amplitude identique dans la seconde branche du déphaseur, on utilise des résistances anodiques de valeur différentes pour les deux branches: 33kΩ et 150kΩ.

L'étage de puissance reçoit une polarisation négatives des grilles, nécessaire quand on veut extraire jusqu'au dernier watt des tubes. La tension anodique des tubes est très élevée, 850V à vide. Le courant anodique est de 14 à 30mA au repos, pour passer à 54 - 81mA à puissance maximale. Il n'y a pas de réglage individuel du courant dans les tubes de puissances et le courant peut donc varier dans de grandes limites. La dissipation à l'anode est de 25.5W au repos, pour passer à 56W à puissance maximale. On dépasse ici très fortement la puissance maximale admise pour ce tube.

L'amplificateur produit une puissance de 120W avec un taux de distorsion de 2%. Ce sont des chiffres qui sont atteint grâce au fort taux de contre-réaction.

Amplificateur "Elector"

Le dernier schéma à droite est typique pour un amplificateur à lampes "moderne" en classe AB, on reconnait de loin les schémas Elector. La tension de polarisation des grilles de commande est réglée par un potentiomètre. Il faut un courant de repos identique dans les deux tubes (à mesurer aux bornes des résistance de cathode de 1Ω). Il faut un courant de repos de 35mA (35mV), ce qui est obtenu avec une polarisation d'environ -30V. Il faut régler l'amplificateur en se basant sur la valeur du courant cathodique, pas sur la tension de la grille de commande. La puissance disponible avec un taux de distorsion de 0.1% n'est pas plus élevée qu'avec une polarisation par résistance cathodique, mais le rendement de l'ampli est meilleur.

Le circuit repris d'un magazine technique et adapté a quelques défauts: le risque de destruction de la triode. La grille est branchée au positif via la résistance d'anode du tube précédent tandis que la cathode est tirée à la masse par la résistance cathodique. Quand la triode n'est pas encore en conduction, une tension de plus de 300V apparait entre les deux électrodes. Une petite diode anti-flash entre la grille (anode de la diode) et la cathode permet de limiter la tension à une faible valeur.

Ce schéma a un autre défaut, il faut prévoir des résistances de 1MΩ entre le negatif des potentiomètres ajustables et le curseur. Quand le curseur fait mauvais contact, il faut éviter que la grille des tubes de puissances ne se retrouvent sans tension de polarisation. J'ai déjà vu de nombreux amplificateurs dont le fusible des tubes de puissance a sauté à cause de la disparition de la tension négative sur la grille.

Et un troisième défaut: les diodes d'alimentation commutent rapidement et produisent un bruit très caractéristique (bruit de crécelle) composé d'un signal à 100Hz et de toutes ses harmoniques. A chaque fois que les diodes sessent de conduire, il se produit une oscillation dans le transfo qui se propage à tout l'ampli.

Le bruit de commutation peut être éliminé en branchant un petit condensateur de 10nF (haute tension) à 100nF (si le filament est alimenté par une tension redressée) entre la masse et chaque fil du secondaire. Le courant nécessaire pour la polarisation des tubes de sortie est extrèmement faible, mais ajouter deux petits condensateurs ne fait pas de mal.

C'est bizarre que ce circuit qui provient d'un magazine renommé n'a pas prévu ces condensateurs, alors que le schéma contient des condensateurs non polarisés en parallèle sur les condensateurs d'alimentation (là où leur effet est totalement nul).

La position des petits condensateurs anti-crécelle est indiquée par les points rouges (brancher à la masse).

Vous pouvez évidemment construire votre ampli avec les montages partiels qui ont les meilleures caractéristiques: une triode préamplificatrice, un étage déphaseur concertina, un ampli double symmétrique (comme le second montage) et un étage de puissance avec polarisation de la grille par tension négative.

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