Amplificateurs à tubes
L'étage de puissance
PL36/EL36/6CM5

Les tube PL36 et équivalents étaient les prédécesseurs des tubes PL500/PL504 plus connus qui étaient utilisés dans certains amplificateurs. Le tube a un soquet octal plus courant, mais n'a pas encore de cavitrap.
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1: Circuit historique

L'amplificateur utilise des 6CM5 comme tubes de puissance. C'est un circuit historique et le concepteur savait comment s'y prendre. Comme avec la plupart des amplificateurs qui utilisent des tubes de déflection magnétique, la tension de la grille écran est fixée à la moitié de la tension anodique. L'étage de commande est un cathodyne avec des résistances de charge de 33kΩ. L'amplificateur a une entrée microphonique avec un 12AX7 supplémentaire (il n'y a pas de correction en fréquence). Cette partie n'est pas nécessaire dans un ampli normal. La contre réaction va du secondaire du transfo à la cathode du préampli.

L'amplificateur peut fournir une puissance de 30W avec un taux de distorsion inconnu. Il n'y a pas d'indications de tensions. Le courant de repos est de 45mA (210mA en pointe) et la polarisation des étages de puissance se fait par une tension négative. On n'a pas pris de précautions pour éviter les oscillations parasites. La présence d'une entrée micro indique qu'il s'agit d'un ampli de sonorisation.

2: Schéma de principe commande par cathode suiveuse

Ce schéma utilise un étage intermédiaire (une cathode suiveuse) qui est normalement utilisé si on veut commander l'étage de puissance en classe AB2 (avec la grille de controle qui peut devenir momentanément positive par rapport à la cathode). Ce n'est pas nécessaire ici, la tétrode peut fournir un courant important sans que la grille de commande ne doive devenir positive. La grille de commande peut devenir positive dans les circuits où on utilise une tension de grille écran très faible, de l'ordre de 25V.

Le circuit est destiné à une commande sur la grille de controle, mais le schéma peut facilement être adapté pour une commande via la grille écran. Dans ce cas on peut éliminer l'alimentation négative et on utilise des résistances cathodiques découplées et des grilles de commande à la masse pour fixer le point de fonctionnement.

Quand on utilise un étage à cathode suiveuse, on peut directement passer à la commande sur la grille écran qui donne une distorsion moindre. Comme les deux grilles ont le même pas, la tension de commande alternative ne doit pas être beaucoup plus élevée que si on commande les tubes sur g1.

3: Montage moderne

On voit qu'il s'agit d'un montage moderne: le réalisateur a oublié les enseignements de ses prédécesseurs et a branché la grille écran sur une tension beaucoup trop élevée. La tension de la grille de controle doit alors être très négative (-50V) et il faut alors une tension alternative de commande très élevée. Le tube n'est plus linéaire. C'est en fait un schéma pour EL34 qui a été utilisé pour un EL36/PL36. Non, le EL36 n'est pas une version améliorée du EL34.

Le montage utilise un déphaseur Mullard classique (avec deux triodes) qui est mieux adapté qu'un cathodyne s'il faut une déviation du signal importante. La contre réaction va vers la cathode du tube préamplificateur. La polarisation des tubes de puissance se fait via une résistance cathodique commune, l'amplificateur fonctionne donc en classe A.

Il existe également une version avec 4 tubes PL36 par canal avec deux tubes en parallèle. La dissipation de 52W est distribuée sur 4 tubes, ce qui donne une dissipation par tube de 13W, ce qui est tout à fait acceptable.

4: Montage ultra linéaire avec transformateur 100V

Un montage ultra linéaire avec un transformateur de 100V. Cela semble à première vue une solution parfaite pour avoir un montage ultra linéaire, mais on oublie que les transformateurs de sonorisation (ligne de 100V) ne sont pas bobinés symmétriquement. Le coté qui est bobiné en premier a une résistance plus faible (plus près du noyau) tandis que la seconde partie du bobinage a une résistance plus élevée car il faut plus de fil par tour.

Il s'agit à nouveau d'un montage Mullard: c'est également un circuit qui a été conçu pour des EL34 et qui a été adapté pour des tubes EL36/PL36.

Un autre problème (que j'ai également remarqué avec le circuit précédent) c'est que la contre réaction va jusqu'au premier étage. Avec un transformateur de sonorisation de 100V (aux caractéristiques inconnues) il peut y avoir un déphasage qui va provoquer des instabilités. Il n'y a pas de limitation de la bande passante (le traditionnel condensateur vers la masse sur l'anode du premier tube) ni de circuit compensateur de phase sur la contre réaction. Cela peut fonctionner, mais il y a un risque élevé que l'ampli est instable. Il vaut mieux apporter la contre réaction via la résistance cathodique du second tube préamplificateur. Le système est moins précis, mais l'ampli devrait être plus stable.

Le 6CM5 n'est pas totalement comparable au PL36 (ou EL36) et fonctionne avec une tension de grille écran la plus basse possible pour arriver à la puissance voulue. Un exemple est une tension de grille écran de 25V et pas de polarisation négative de la grille de commande. La tension alternative arrive sur la grille écran. C'est le système le mieux adapté pour avoir un taux de distorsion suffisamment faible et une puissance élevée.

4: Amplificateur single ended

La dissipation anodique est limitée à 10W dans cet ampli, ce qui est une valeur très faible. La dissipation anodique maximale est de 12W si le tube est utilisé pour la déflection magnétique et pour un fonctionnement linéaire on peut augmenter cette dissipation. La puissance d'un ampli en classe A est d'environ 40% de la dissipation anodique, donc environ 4W. En pratique la valeur sera un peu plus faible à cause des pertes dans le transformateur de sortie.

Cet ampli utilise un EF95 comme préampli. Il s'agit d'une pentode qui a été utilisée dans certains tuners VHF. L'avantage de cette pentode c'est qu'elle peut fonctionner avec un courant plus élevé (utile pour commander un tube de puissance) qui est ici de 5mA. La contre réaction va du primaire du transfo de sortie vers la cathode du préampli. On peut utiliser un EF80 à la place d'un EF95.

L'étage de puissance est branché en mode triode et nécessite une tension de commande d'environ 45V pour arriver à la puissance nominale.

5: Amplificateur de sonorisation (public address)

On voit qu'il s'agit d'un ampli de sonorisation à la présence d'un limitateur, qui n'est jamais présent dans un ampli hifi. L'ampli de puissance utilise deux fois trois EL36 pour une puissance de 120W, ce qui met la puissance par paire à 40W. La polarisation des étages de puissance se fait par une tension négative, le seul moyen d'arriver à une puissance suffisante.

Le transformateur de sortie a une impédance de 1.15k (a-a). la tension de la grille écran est la moitié de la tension anodique. Le tube ECC83 est un peu faiblard pour commander les tubes de puissance, surtout en montage cathodyne. Pas possible d'arriver à de la hifi avec un tel montage.

Le limiteur travaille soit avec une lampe à incandescence branchée sur le secondaire (limiteur en fonction), soit avec une lampe néon branchée sur le primaire (limiteur "off"). La lampe néon fournit moins de lumière et réduit l'influence du limiteur. La résistance variable (LDR) est branchée comme diviseur de tension et réduit le signal audio qui est envoyé sur la grille du tube préamplificateur. On voit bien qu'il s'agit d'un ampli pour la parole.

Mais il est possible de fabriquer un amplificateur de bonne qualité avec des tubes PL36 si on les utilise comme cathode suiveuse. Voici un circlotron avec PL36 que j'ai réalisé.

Le démontage d'un PL36 défectueux: le tube a perdu son vide. Les photos montrent l'alignement des spires de la grille écran avec celles de la grille de controle.

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