Amplificateurs à tubes
L'étage de puissance
EL5000

Le tube EL5000 a été utilisé dans certains amplificateurs de studio (monitoring de l'enregistrement). Et ceci à une époque où on ne parlait pas encore de hifi pour le grand public.
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Le Klein+Hummel V-30 de Stuttgart est un amplificateur intégré dans caisson de haut parleur pour réalisqer une enceinte active (à cette époque on ne parlait évidemment pas encore d'enceinte active). L'intégration de l'amplificateur dans l'enceinte permet d'adapter les caractéristiques de l'ampli à celles de l'enceinte.

Le moniteur de studio pouvait fournir une puissance de 40W avec un taux de distorsion de 5%. La bande passante va de 20Hz à 20kHZ (+/-0.5dB), le facteur d'amortissement est de 20X et à 30W le taux de distorsion est inférieur à 0.5% sur toute la bande passante. La distorsion d'intermodulation est très faible: 0.65% (50:6000Hz et 4:1). En pratique le moniteur d'enregistrement est utilisé à une puissance de 15W.

Le signal arrive via un transformateur d'isolation pour avoir une isolation galvanique avec les autres appareils (c'est une pratique courante dans les studois d'enregistrement). La sensibilité est de +6dBm (1.55V). Il y a ensuite un filtre pour adapter la courbe de réponse à l'enceinte trois voies (le woofer a une sensibilité moindre).

Comme étage préamplificateur on trouve une triode-pentode ECF80, un tube qu'on retrouve principalement dans les téléviseurs sous la référence PCF80. J'ai retrouvé ce tube dans plusieurs amplificateurs car c'est un tube qui a été fabriqué en grande quantité. Le tube est conçu comme mélangeur dans les tuners VHF, mais il était également utilisé comme amplificateur moyenne fréquence. Le circuit de la contre réaction est classique avec la contre réaction qui arrive sur la cathode.

La triode du tube est utilisée comme déphaseur cathodyne. La triode a un faible gain (µ = 20), mais le montage cathodyne produit un signal identique (mais inversé) sur les deux sorties, même avec un très faible gain. Cet étage réduit en fait l'amplitude du signal (gain d'environ 0.9X). Le cathodyne doit fournir un signal de 50V crête à crête et c'est le maillon faible de ce circuit. La pentode travaille aussi avec une tension anodique trop faible: il y a de meilleurs schémas sur la page du PCF80.

L'étage de puissance se compose de deux EL5000, c'est la version professionelle du EL500. Les lampes professionelles sont normalement conçues pour travailler 10.000 heures. Le tube peut toujours être utilisé comme étage de déflection ligne (téton anodique sur le dessus). La tension anodique maximale en fonctionnement linéaire est de 300V et la tension de la grille écran est de 200V. La tension de la grille de commande doit être réglée à -35V, l'impédance de sortie est alors de 2.4kΩ. Il faut un signal de commande de 18Vrms. Le courant anodique est de 35 - 120mA (repos et puissance maximale) et le courant de la grille écran est de 0.55 - 15mA.



Le tube EL5000 fait partie de la série des tubes à soquet magnoval, destinés à l'origine pour la déflection horizontale, mais cette lampe peut très bien être utilisée pour des applications audio, tout comme le EL503 qu'on retrouve également dans la liste. Remarquez que ce dernier tube a une pente très élevée grâce à sa grille-cadre.

Dans l'amplificateur l'étage de puissance est utilisé dans un montage ultra linéaire avec une tension de grille écran qui est trop élevée. Il n'y a pas d'indication à quel pourcentage la tension de la grille écran est prélevée. Il y a également des petits condensateurs pour assurer la stabilité de l'ampli.

Le montage ultra-linéaire n'est pas vraiment adapté aux tétrodes à faisceaux dirigés à cause du pas de la grille écran qui correspond à celui de la grille de controle (grilles alignées). L'effet de la grille écran est de ce fait très importante (contre réaction locale) et il faut utiliser un rapport très faible (de l'ordre de 10%).

A cause de la tension de la grille écran qui est élevée, il faut utiliser une tension de grille de commande très négative (c'est le cas pour toutes les lampes à perveance élevée comme les lampes de déflection). La tension de la grille très négative oblige à utiliser un signal d'attaque élevé, et les distorsions apparaissent ici principalement à l'étage de commande des tubes de puissance.

Utilisation actuelle?

Peut-on encore utiliser un tel amplificateur? C'est un ampli qui a été conçu pour un type d'enceinte spécifique, mais l'ampli peut également fonctionner avec une courbe de réponse plate. C'est un monobloc, il faut donc deux amplificateurs. C'est un amplificateur de très haute qualité, à un moment où on ne parlait pas encore de "haute fidélité", en tout cas pas pour le grand public.

Il est recommandé de mettre le transformateur à l'entrée hors service, le signal sur une fiche cinch a une impédance trop élevée pour attaquer un transfo. On élimine également le filtre d'adaptation et on remplace tous les électrochimiques. Il faut remplacer les tubes si l'émission est trop faible (les moniteurs de studio restaient souvent en fonctionnement 24h sur 24). Le courant doit être mesuré après une heure de fonctionnement pour que la cathode des tubes puisse se régénérer.

Le gain de l'amplificateur est faible, le EL500(0) doit avoir un signal de commande de valeur élevée et toute l'amplification doit provenir de la pentode ECF80, qui avec une tension anodique de 56V ne peut pas amplifier beaucoup.

Si vous voulez construire un amplificateur identique, vous avez le problème du transformateur ultra linéaire, difficile à trouver avec une impédance de 2 X 2.4kΩ. Il vaut mieux utiliser un montage tétrode classique (cela éliminera beaucoup de problèmes) et fixer la tension de la grille écran à 150V. Une tension de grille écran plus basse permet d'utiliser une tension de grille de controle moins négative et donc d'augmenter le gain de la tétrode.

Le tube EL5000 est très rare et peut être remplacé par un EL500, EL504, EL511 (ou EL300 avec soquet octal).

En ce qui concerne l'étage préampli: la sensibilité de l'ampli est vraiment très faible et il faut corriger cela en éliminant le montage ultra linéaire et en réduisant la contre réaction (remplacer la résistance de 470Ω par une de 1kΩ et cela va automatiquement augmenter la tension anodique). Le meilleur schéma se trouve en bas sur la page du PCF80 (valeurs optimalisées à l'oscilloscope et au distorsiomètre).

A gauche le diviseur de tension qui permet de porter la tension anodique à 130V tandis que la tension sur la grille du cathodyne est à 60V environ.

Si vous avez deux monoblocs, vous pouvez les restaurer, mais construire un nouvel ampli à partir de ce schéma n'est pas recommandé. Le gain est vraiment trop faible. J'ai montré ce circuit pour vous démontrer qu'on peut réaliser un amplificateur très haut de gamme avec des tubes qui sont originellement destinés à la déflection ligne des téléviseurs (fonctionnement en tout ou rien).

J'ai reçu entretemps 4 EL5000 et je les ai installé dans un ampli que j'avais déjà fabriqué en partie à l'époque (la partie alimentation est la même). Vous allez donc retrouver le montage quelque part ailleurs sur ce site. Mon but était de recréer le circuit du Klein+Hummel V-30, mais le seul lien concret avec cet amplificateur, c'est l'utilisation d'une pentode-triode (j'utilise des transistors haute tension dans mes circuits récents).

Je n'ai que des PCF80, la tension de chauffage correcte est réalisée par une résistance chutrice de 22Ω par lampe. Si vous avez des ECF80, branchez le chauffage en série comme pour les EL5000.

Les mesures à prendre pour assurer la stabilité de l'ampli dépendent en grande partie du transformateur utilisé, puisque c'est lui qui crée les déphasages qu'il faut éliminer. J'ai mis deux petits condensateurs de 15 et 120pF (vous pouvez augmenter la valeur). Les résistances de grille écran assurent également la stabilité de l'ampli.

Si nécessaire on peut également placer un petit condensateur de 1nF 630V entre l'anode d'un des tubes de puissance et la grille écran du même tube. Il ne faut généralement placer ce condensateur que d'un coté, si tu le mets de l'autre coté l'ampli devient moins stable, allez savoir pourquoi.

Construisez l'ampli sans mesures correctrices, faites des tests avec des sinus et des signaux en créneaux et n'ajoutez les composants stabilisateurs que là où il faut. Dans beaucoup de schémas on voit un petit condensateur en parallèle sur la résistance de feedback, mais je n'ai jamais eu de bons résultast avec cette mesure.

La puissance est limitée à 50W. l'ampli peut fournir nettement plus (cela s'entend à l'écoute), mais les fusibles sautent quand on reproduit des sinus à puissance élevée dans une charge fictive. Les condensateurs à la sortie des fusibles sont nécessaires, le porte fusible fait un peu mauvais contact et cela s'entend.

La tension de la grille écran doit être stabilisée par une diode zener, autrement on a des distorsions à puissance élevée. On peut réduire le courant de repos à 10mA par lampe si on stabilise la tension de g2.

Le transfo de sortie utiliséé est un PP-EI96040 de Piemme (probablement, l'ampli est à nouveau démonté car il prend trop de place dans mon living avec son alimentation séparée). Prenez des transfos de puissance suffisante pour ne pas limiter la puissance de l'ampli.

La comparaison EL504 - EL5000 se trouve ici.

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