| Le tube PL504 est le plus connu de la série des tubes de déflection ligne. IL a été utilisé dans pratiquement tous les téléviseurs des années 1960 - 1970 et même plus tard. |
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Le type EL300 est une version avec soquet octal du EL500, le prédécesseur du EL504/PL504). Les caractéristiques de ce tube sont identiques. Ce tube était surtout utilisé aux Etats Unis sous la référence 6FN5 et 35FN5 (version tension de chauffage de 6.3V et courant de chauffage de 300mA). Le tube EL511/PL511 est environ l'équivalent du tube EL504/PL504 fabriqué par Mazda/Belvu. Les caractéristiques de ce tube sont pratiquement équivalentes à celles du EL504/PL504, la dissipation nominale est de 20 à 25W (16 à 22W pour un PL504), mais il est fort probable qu'on ait choisi des valeurs plus optimistes pour ces tubes français. Le tube PL504 (et les tubes qui ont suivi: PL509 et PL519 utilisés dans les téléviseurs couleurs) ont une construction et des caractéristiques qui les placent à coté des pentodes plus courantes, genre EL34. Ces tubes ne sont d'ailleurs pas de vraies pentodes, mais des tétrodes à faisceaux dirigés. Le PL504 est un tube pratiquement indestructible. Si une télévision à lampes tombait en panne, c'était très rarement le tube de déflection ligne qui était en cause. Puis sont venues les télévisions à transistors, et qu'est ce qui tombait alors en panne? Le transistor de l'étage de déflection ligne (BU108, BU208,...) C'est un tube que j'aime bien, il a un rendement élevé (vous allez vour pourquoi plus loin), il peut être utilisé single ended (pour une puissance de 5W), push pull série (puissance de 7.5W) et push pull parallèle (puissance de 10W et plus). Il permet une puissance plus élevée que les tubes EL84 tout en ayant une réserve de puissance importante et un facteur d'amortissement élevé. C'est en push pull parallèle que le tube excelle, car il peut fonctionner avec un courant de repos très faible, de l'ordre de 5mA, le rendement est donc très bon et on obtient facilement des puissances élevées sans dépasser de trop la dissipation maximale du tube. Ces tubes sont conçus pour fournir un courant important avec une tension anodique assez basse. Un PL504 peut fournir un courant de 50mA avec une tension de g2 et anodique de 50V. D'un autre coté le tube résiste bien aux fortes tensions issues de la déflection horizontale (pendant le retour de ligne la tension anodique monte à plus de 6kV). Mais s'il résiste à une telle tension élevée, ce n'est pas le point de fonctionnement optimal du tube. Il s'agit d'un tube à faisceaux dirigés dont la charge d'espace remplace la grille suppresseuse (qui sert à refouler les électrons issus de l'émission secondaire). Cette charge d'espace n'apparait qu'avec un courant anodique suffisant. La tension anodique peut être choisie entre 200 et plus de 300V selon le transfo disponible. On peut ainsi faire travailler le tube au mieux de ses caractéristiques sans dépasser la dissipation maximale. La puissance audio augmente avec la tension anodique. Avec 200V (et une tension de g2 de 50V) on obtient une pente S = 12mA/V. La dissipation nominale du tube est de 16W, mais elle peut être portée à 23W et même plus si la tension d'alimentation reste dans les limites. Quand je fabrique un ampli et que je le teste, je le fait travailler à puissance maximale pendant au moins 10 minutes (chaque tube dissipe alors 25W). Dans un ampli en classe A, on peut donc avoir une dissipation continue de 25W par tube. Dans un ampli push pull, la dissipation au repos est de 450mW, c'est un tube qui peut fonctionner avec un très faible courant de repos. Le courant anodique au repos peut être de moins de 10mA si les tubes ont des caractéristiques identiques. La mesure s'effectue via une résistance de cathode de 1Ω.
Le tube PL504 peut avoir tendance à osciller spontanément. Si vous utilisez un bon transfo push pull, cela n'arrivera pas et les mesures indiquées ne sont pas nécessaires. L'oscillation parasite si elle est présente peut être éliminée par la résistance de 15k et le condensateur de 1.5nF; ici chaque électronicien aura sa formule propre. Ainsi muselé, le tube lui-même produit un signal très propre, c'est quand on enclenche la contre réaction que le système peut devenir instable. Il y a ici deux effets qui jouent:
En mode de fonctionnement avec polarisation négative, on obtient facilement une puissance de 50W (puissance musicale). La puissance est limitée par la dissipation maximale des tubes, pas par le courant anodique maximal, qui est 5× plus élevé (on dispose ainsi d'une bonne réserve de puissance). Il faut prévoir un réglage indépendant de la tension de polarisation de tous les tubes de puissance.
Un montage d'un amplificateur hybride complet avec BF422 et PL504 est décrit ici. Le PL504 est une tétrode à faisceaux dirigés, elle n'a pas de grille suppresseuse mais des plaques qui concentrent le flux d'électrons pour former une grille virtuelle qui va renvoyer les électrons issus de l'émission secondaire vers l'anode. Le support de la grille de commande et celle de la grille écran sont en cuivre pour mieux dissiper la chaleur. Les supports de la grille de commande ont également de petits refroidisseurs noirs pour mieux évacuer la chaleur en provenance de la cathode. On ne voit évidemment pas les supports de la grille suppresseuse mais bien la fixation de la plaque pour diriger le flux d'électrons. Il y a une découpe dans le mica autour de la connection de l'anode pour éviter que le courant ne passe via le mica. Ces tubes sont conçus pour travailler à une tension de 7kV, c'est la raison du contact anodique sur le dessus du tube. La grille est beaucoup plus large que celle d'un EL34 pourtant plus puissant: ce tube est également conçu pour pouvoir fournir un courant de 250mA.
Le tube est conçu pour une dissipation nominale de 16W avec une dissipation de la grille écran de 4W. Ce sont des valeurs très basses car le tube est conçu à l'origine comme tube de déflection ligne, où il y a des tensions et des courants très élevés. Un tube hifi avec une anode aussi grande peut normalement dissiper 25W. Si vous construisez un ampli avec des EL504/PL504 il faut régler le courant pour avoir une dissipation maximale de 16W (fonctionnement en classe A ou courant de repos en classe AB). En classe AB on peut travailler avec un courant de repos de 10 à 20mA pour une dissipation de 3 à 6W. La dissipation maximale est de 22W, pour un ampli audio c'est la dissipation maximale lors des pics sonores. Cela correspond à un courant anodique de 70 à 75mA (haute tension de 300V). Lors des tests, le tube dissipe 26W sans aucun problème (la puissance audio de l'ampli est alors de 30W). C'est un ampli qui est conçu pour une puissance de deux fois 20W (transfo haute tension de 50VA), nous sommes donc en dessous de la dissipation maximale.
Impédance du transfo de sortieL'impédance correcte du transfo dépend du point de fonctionnement des tubes. Pour une tension anodique de 250V et une tension de grille écran de 100V nous avons une impédance optimale de 1.5 + 1.5k. Si l'impédance est nettement plus élevée (par exemple 3.3 + 3.3k), l'amplitude du signal au primaire doit être si importante qu'on a un clipping. Le courant de repos mesuré à la cathode est de 15mA au repos, le courant maximum est de 68mA (mesure rms) et le courant en pointe est de 280mA. La dissipation est alors de 17W, nous sommes dans les limites et le tube peut fournir un tel courant de pointe. La tension de commande va de -10V à -42V (12V rms).Si on ne dispose pas du transfo adapté, on peut soit travailler avec une haute tension plus élevée ou utiliser une autre sortie du transfo. Avec une tension anodique de 300V l'impédance idéale est de 1.8 + 1.8k à 2.2 + 2.2k. Si on dispose d'un transfo avec une impédance primaire de 3.3 + 3.3k, on peut utiliser la sortie 16Ω pour une enceinte de 8Ω. Une impédance plus basse permet d'avoir une puissance plus élevée, mais la distorsion augmente également. En pratique un écart de 25% de l'impédance idéale ne se remarque pas.
Le tube reçoit sur sa grille de commande un signal de 55V qui permet de passer de la conduction maximale (tension de grille de 0V à une coupure totale (tension de -55V). La polarisation de la grillee est automatique, avec un courant de grille qui apparait pendant les impulsions positives et qui charge le condensateur de couplace C679. La tension de g2 est interrompue (le tube est mis hors fonction) quand le connecteur des bobines de déflection est débranché (pontage H5-H6). L'amplitude horizontale est réglée par R977 et stabilisée par un VDR. Quand il n'y a pas d'oscillations (tube précédent défectueux), il ne se forme pas de tension négative et le tube est constamment en fonctionnement avec un courant très élevé. Au bout de quelques minutes, la résistance de protection R981 saute, mais entretemps l'anode aura déjà atteint une teinte rouge cerise. Dans un ampli hifi, on ne va évidemment pas utiliser de tels paramètres! Je ne vais pas décrire le fonctionnement complet de cet étage de déflection, mais sachez qu'il produit en plus une tension de 980V via la diode booster PY88 (utilisé pour la déflection verticale, pour avoir une image dont la hauteur est stabilisée par rapport à la largeur de l'image) et une très haute tension pour le tube image via DY802.
Comparaison avec des tubes "hifi"J'ai comparé les tubes EL504 avec des tubes qui sont considérés comme "hifi", comme le KT77. Ce sont deux tubes qui ont une tension de chauffage de 6.3V.Les deux tubes ont des caractéristiques très semblables (ce sont des tétrodes à faisceaus dirigés). Ils ont le même comportement quand la charge augmente: la distorsion est faible jusqu'au moment où la limite est atteinte, et là la distorsion augmente rapidement. L'effet est présent avec les deux tubes, mais plus marqué avec le EL504. Le EL504 est plus consistant en ce qui concerne les paramètres de fonctionnement, tandis que pour des KT77 pairés j'ai du utiliser une tension de polarisation différente pour arriver à un courant anodique identique. Il y a une différence de quelques mA pour les EL504, mais elle est de 30mA pour les KT77. Le KT77 a besoin d'une tension de grille écran de 250V ou plus pour atteindre la puissance nominale, le double de la tension pour le EL504. Le KT77 peut fournir une tension un peu suppérieure (grâce à sa dissipation anodique un peu plus élevée), mais la différence est minime et ne se remarque pas à l'écoute. Il y a plus de différences (au niveau de l'écoute) entre une paire de EL504/KT77 et une paire de EL34 (qui est une vraie pentode). Cela ne sert donc à rien d'acheter des KT77 plus chers, alors qu'on peut trouver des EL504 à moins de la moitié du prix pour fabriquer son ampli. Le seul problème des EL504 (et tubes similaires comme le PL508) c'est le soquet magnoval, alors que la plupart des tubes de puissance ont un soquet octal. |
La dissipation du EL504/PL504
A droite le schéma d'utilisation normal du PL504.
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