Amplificateurs à tubes
L'étage de puissance
PL504

On peut construire un amplificateur de puissance élevée avec quatre tubes PL504. Ce tube fonctionne tout aussi bien à tension élevée qu'à tension plus basse.
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Utiliser une penthode de puissance conçue originellement pour la déflection ligne n'est pas si étrange qu'il n'y parait. Ces tubes doivent avoir des caractéristiques qui les rendent très interessantes pour des applications audio, notament un courant très élevé avec une tension d'anode assez basse.

Mullard, la filiale anglaise de Philips a produit un schéma d'un amplificateur utilisant deux penthodes PL81 comme étage de puissance (le tube précédent le PL500).

A droite: caractéristiques du tube de déflection horizontale PL81: un amplificateur avec deux de ces tubes peuvent fournir 20W alimentés en 200V (c'est environ la même puissance qu'un ampli équipé d'une paire de EL34 sous 300V).

Tétrodes à flux dirigé

Les tétrodes à flux dirigé (beam tetrodes) sont conçues de telle manière qu'elles permettent un flux d'électrons important même à une tension d'alimentation relativement basse. Le tube PL504 que j'aime beaucoup (je l'ai utilisé dans un émetteur de radio) était à l'origine destiné à l'étage de puissance de la déflection des téléviseurs monochromes, mais on peut tout aussi bien l'utiliser comme amplificateur haute fidélité si on tient compte de ses particularités.

La lampe PL500 (et les lampes suivantes de la série) ont une construction de l'anode spécifique pour réduire l'émission secondaire. Ces tubes n'ont plus le creux dans les caractéristiques et la déformation est donc minimale, même quand la tension à l'anode est basse. Les spires de la grille-écran sont placées dans le prolongement de la grille de controle et captent moins d'électrons (les spires de la grille-écran se trouvent dans la zone d'ombre des spires de la grille de controle).

Si vous comparez la courbe du tube avec celle d'un tube PL34 ou PL84, vous vous rendez compte que le courbe est très linéaire. Le fonctionnement en mode ultra-linéaire (qui nécessite un transformateur spécial avec des prises médianes) n'est pas nécessaire. Un transformateur conçu pour un montage push pull avec KT88 ("kinkless tetrode": tétrode sans creux) peut être utilisé.

PL504

Le tube PL504 (qui a succédé au PL500) peut fournir un courant important, même avec une tension anodique basse (c'est nécessaire pour avoir une déflection correcte). S'il te faut encore plus de puissance, tu peux utiliser 4 PL519, ce tube était utilisé dans l'étage de déflection des téléviseurs couleur qui nécessitait une puissance triple.

Ces tubes ont une réserve de puissance très élevée quand ils sont utilisés comme amplificateur audio. Par contre la puissance continue est réduite à cause de la dissipation limitée des tubes. Un amplificateur qui peut fournir 100W pendant 10 secondes ne peut fournir qu'une puissance continue de 30W.

Ces tubes demandent à fonctionner en classe AB, et même en classe AB2 quand la tension d'alimentation est plus basse. L'amplitude du signal sur la grille de commande doit être élevée et l'étage précédent doit avoir une impédance de sortie suffisamment basse à cause de la capacité de la grille de commande. La grille de commande peut même devenir positive pendant les pics d'amplitude.

Il faut commander l'étage de puissance via un étage intermédiaire, et non via l'étage déphaseur (qui a une résistance interne trop élevée). Une lampe ECC82 est parfaitement à sa place pour commander un PL504. Pour commander correctement une paire de PL519, il faut un montage de type "Williamson" décrit sur la page des tubes déphaseurs.

Les tubes de déflection ligne ont des caractéristiques très interessantes, mais ont une tension de chauffage bizarre. On trouve actuellement des tubes EL509 qui ont environ les caractéristiques des tubes PL509, mais avec une tension de chauffage de 6.3V et une connection d'anode normale.

Premier schéma
Penthodes PL504 PL509 PL519, amplificateur hifi.

Second schéma
Le même schéma, mais adapté à une tension d'alimentation plus basse.

Troisième schéma
Il utilise un transfo de ligne de distribution à 100V

Autres schémas
Différents schémas trouvés sur l'internet: un circuit moderne (mais désastreux) et deux circuits pour des applications de public address.

Les tubes de la série PL504... peuvent également être commandés par la grille g2 (grille écran). La sensibilité est pratiquement identique à une commande par la grille g1 mais la linéarité est meilleure. Le tube peut donc plus aisément être utilisé en single ended où la distortion d'un tube de balayage ligne est normalement trop importante.

Le seul inconvénient, c'est que la grille g2 tire un courant notable (10mA au maximum). Pour assurer une commande correcte du tube de puissance, il faut un courant de 25mA dans l'étage de commande (c'est plus de 10× le courant nécessaire pour commander le tube sur g1). Il faut donc nécessairement un tube de puissance (par exemple un PL84) monté en anode commune pour commander le PL509 sur g2.

C'est un type de montage qui peut être utilisé si on veut réaliser un amplificateur single ended, mais c'est une complication si on construit un amplificateur push pull où la distortion est réduite par le montage symmétrique. Le montage Williamson qui est généralement utilisé pour un amplificateur de puissance doit être modifié pour utiliser une penthode de puissance (EL84/PL84) à la place d'une simple triode ECC82.

La commande par la grille g2 est décrite plus en détail ici (étages de commande).

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