Amplificateurs à tubes
L'étage de puissance
PL504

On peut construire un amplificateur de puissance élevée avec des tubes qui étaient à l'origine destinés à la déflection horizontale des téléviseurs.
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Les tubes de déflection ligne ont été très souvent utilisés comme étage de puissance push pull dans les amplificateurs à lampes. Voici en quelques mots leurs caractéristiques particulières:
  • Ils nécessitent une tension de commande plus élevée (40V eff) et donc un étage de commande plus puissant. Certains types de montages de commande trop faiblards sont à proscrire. Commander les tubes de puissance directement à partir de l'étage déphaseur n'est pas possible.

  • La déformation est plus importante: on recommande l'utilisation d'une boucle de contre-réaction locale englobant l'étage de puissance et son étage de commande (voyez certains schémas)

  • On peut également commander les tubes de puissance sur la grille-écran. Les déformations sont très faibles, mais le circuit à utiliser est un peu plus complexe.

  • Ce sont des tubes à flux dirigés (sans grille suppresseuse). Un courant anodique minimal est nécessaire pour l'établissement d'une charge d'espace qui remplacera la grille. Ces tubes ont une impédance de sortie plus basse.

  • Les tensions de chauffage sont non-standardisées (chauffage par circuit série), il faut utiliser un transformateur adapté.


Le premier tube de déflection ligne qui a été utilisé comme pentode push pull est le EL81 PL81, il permet une puissance de 20W.

Dès le début de la télévision on a équipé les amplificateurs de tubes qui étaient destinés aux téléviseurs. Les amplificateurs avaient une configuration push pull. C'étaient surtout les amateurs qui expérimentaient avec ces tubes: les réparateurs avaient un stock important de tubes de déflection (qui étaient meilleur marché que des tubes audio de puissance). Les radio-amateurs utilisaient ces mêmes tubes comme amplificateurs radio en classe C.

Utiliser une pentode 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.

Le facteur d'amortissement des amplificateurs qui utilisent de tels tubes est donc très bon, et il est encore amélioré en utilisant une contre-réaction locale. On a ainsi les points forts d'un amplificateur à transistor (des basses puissantes et bien définies) et d'un amplificateur à lampes (son agréable).

Le EL34 est lui un vrai tube audio (et personne n'a pensé l'utiliser pour autre chose). On peut obtenir une puissance de 40W avec une tension d'alimentation de 350V (courant anodique de 35mA au repos, 120mA à pleine puissance). Si on se limite à une puissance de 20W, on peut obtenir un taux de distortion inférieur à 0.1% Certains circuits permettent d'obtenir une puissance plus élevée avec une tension plus élevée.

Les tubes de déflection ligne sont des tétrodes à faisceau dirigé (beam tetrodes) qui permettent un courant important sous une tension relativement basse (cathode surdimensionnée). Comme la tension sur la grille écran doit être relativement basse (150 à 160V), ils ne peuvent pas être utilisés en montage ultra linéaire.

KT66

KT88

Les tubes KT66 et KT88 sont également des tétrodes à flux dirigé ("kinkless tetrode"), mais je n'ai pas réalisé d'amplificateurs avec ces tubes. Une paire de KT66 peut fournir une puissance de 50W et une paire de KT88 jusqu'à 100W.

Ces tubes ont besoin d'une tension assez élevée pour fournir la puissance maximale, au contraire des tubes européens qui se contentent d'une tension de 250V.

Les tubes américains ne peuvent pas non plus être utilisés à haute fréquence, alors que les tubes européens étaient souvent utilisés dans les émetteurs (ils montent à 30MHz).

Les tubes de déflection ligne ont des caractéristiques très interessantes, mais ont une tension de chauffage bizarre (27V pour PL504 et 40V pour PL509/519). 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.

Après cette introduction, voici quelques schémas qui utilisent des tubes de déflection ligne:

Premier schéma
Penthodes PL504 PL509 PL519, amplificateur hifi
Schéma complet en configuration normale et ultra-linéaire, alimentation toute simple avec transformateur d'isolement (le circuit ne nécessite pas de transformateur d'alimentation spécial).

Second schéma
Le même schéma, mais adapté à une tension d'alimentation plus basse. La puissance maximale ne peut pas être obtenue, mais on obtient 10W par canal sous 125V

Schémas circlotron historiques (vintage) et circuits circlotron de conception récente
Le montage circlotron nécessite des tubes qui peuvent fournir un courant important avec une tension relativement basse. Les tubes de déflection ligne sont donc idéaux.

Autres schémas
Différents schémas trouvés sur l'internet: un circuit moderne (mais désastreux) et deux circuits pour des applications de public address: un des schémas dispose même d'un compresseur de dynamique.
Le cavitron est une structure montée sur l'anode qui absorbe les électrons libérés par l'émission secondaire. Cela permet de réduire encore plus le courant sur g2 et autorise un fonctionnement plus linéaire, même quand la tension sur l'anode passe en dessous de la tension sur g2. Le tube pouvait ainsi amplifier des signaux de plus grande amplitude, tout en restant en fonctionnement linéaire (pas de creux-tétrode dans les caractéristiques, creux qui apparait également avec les pentodes classiques). Cet avantage n'a pas échappé aux amateurs et aux petits fabricants qui ont produit des amplificateurs hifi à partir de ces tubes.

Certains tubes récents (EL509) ont toujours le cavitrap (cela se remarque à la forme en croix de l'anode), mais pas tous.

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