Amplificateurs à tubes
L'étage de puissance
PL508

Le PL508 n'est pas un tube de déflection ligne, mais un tube de déflection trame des téléviseurs couleurs. Il permet une puissance de 30W en montage push pull classe AB.
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Le PL508 est l'équivalent pour télévisions couleur du PCL805 utilisé dans les télévisions monochromes. C'est également une tétrode à faisceaux dirigés qui a un meilleur rendement que les pentodes classiques.

Il s'agit ici d'un tube avec mise sous vide par le dessous, ce qui explique la forme arrondie du tube. La plupart des tubes ont le renflement pour faire le vide lors de la construcion sur le dessus.

L'amplificateur utilise une pentode E83F qui n'est pas la version professionelle du tube EF83, c'est un tube complètement différent!

Ce tube a été conçu spécialement pour les amplificateurs de ligne téléphonique. Jusqu'à mille lignes téléphoniques individuelles étaient combinées en une seule ligne haute fréquence pour transmettre les communications d'une ville à l'autre par un seul cable coaxial. Cela s'appellait à l'époque les communications interzonales et étaient facturées au tarif double, avec 5 franc tu pouvais téléphoner pendant 1 minute 20 secondes.

Le tube doit avoir une très longue vie (plus de 10.000 heures) et doit être particulièrement linéaire pour permettre une démodulation correcte des communications en fin de ligne. C'est un tube qui est conçu pour un courant anodique maximal de 10mA (8.3mA en pratique) et une tension d'alimentation de 210V (Vg2 = 120V). La dissipation anodique maximale est de 2.1W. Le tube pouvait envoyer une puissance de 500mW dans la ligne coaxiale.

Dans cet amplificateur le tube est branché en triode et le signal est couplé directement au déphaseur. Un petit circuit RC entre l'anode et la haute tension compense les déphasages et autorise un fonctionnement stable même avec une contre-réaction.

Le déphaseur utilise un ECC81 en montage long tail (amplificateur différentiel). Pour compenser la différence d'amplification des deux triodes (l'une est commandée sur la grille et l'autre sur la cathode) une résistance série de 8.2k a été ajoutée sur une des branches de l'amplificateur long tail. Cette résistance dépend du tube utilisé et c'est toujours un compromis, car l'amplification diminue quand le tube arrive en fin de vie.

L'étage de puissance est ici réalisé avec une paire de PL508 en montage push pull travaillant en classe AB. La tension de chauffage de ce tube est de 17V. La dissipation anodique maximale est de 12W (c'est le petit frère du PL504 qui a une dissipation de 16W).

Les tubes de déflection sont conçus pour un courant de plaque élevé (320mA dans ce cas) sous une tension anodique de 50V. Mais la dissipation totale est relativement faible, ce qui fait que ces tubes ne sont pas adaptés à un fonctionnement en classe A, le courant dans le tube devant être limité à 30mA pour éviter la surchauffe du tube.

Contrairement au PL504, ce tube peut fonctionner avec une tension de grille-écran normale (180 à 200V) pour une tension de grille de controle de -25V environ. Un PL504 travaille mieux avec une tension de g2 beaucoup plus basse: avec une tension de grille écran de 180V, la tension de la grille de controle doit être de -40V.


Amplificateur standard pour tester
différentes configurations



Vue à travers l'anode sur la cathode chauffée au rouge, on voit très bien la grille de controle (g1). La grille écran (g2) a ses spires qui se trouvent dans le prolongement de la grille de controle et n'est pas visible. Il n'y a pas de grille suppresseuse (c'est une tétrode) mais des plaques de déflection qui conentrent le flux.

Sur le net on voit assez bien de circuits single ended (SE) utilisant ce tube ou un autre tube de déflection: C'est vraiment mal utiliser les potentialités de ce tube. Dans un tel montage ce tube peut fournir au mieux une puissance musicale de 4W, pas plus d'un EL84. Le seul avantage d'utiliser un tube de déflection, c'est que cette puissance peut être obtenue avec une tension plus basse (et un courant plus élevé).


Ci dessus: successivement un PL504, PL508 et EL84 (dissipation anodique de 16W, 12W et 12W). Avec une dissipation anodique de 12W le tube EL84 devient très chaud, c'est également causé par la perte importante dans la grille écran.

Le point de fonctionnement le plus efficace du PL508 est une classe AB avec un courant de repos d'environ 10mA (tension de polarisation de -27V), il permet une puissance de 30W. C'est un tube qui a une très longue durée de vie, les tubes de déflection des téléviseurs couleurs étaient produits pour tenir le coup très longtemps sans modifications des caractéristiques (ce qui dans le cas des téléviseurs couleurs aurait causé un dérèglement des couleurs à l'écran).

Ce tube se situe entre le PCL805 qui peut fournir une puissance de 15W (push pull classe AB) et le PL504 qui peut fournir 40W. Ce tube tout mignon a comme avantage qu'il n'a pas de téton d'anode. Il n'y a donc aucun risque de toucher la haute tension.

Les paramètres de fonctionnement (image d'oscilloscope): haute tension: 276V repos, 269V signal maximum, g2: 195V repos, 192V signal maximum, g1: -27V (ajustable pour avoir le taux de distortion le plus bas possible)

Courant cathode: 8mA repos, 130mA en pointe. Courant de g2: 1mA au repos, 4.4mA maximum. Tension de commande sur g1: 37Vpp.

Une paire de PL508 a été comparée à une paire de EL84. Les deux tubes ont la même dissipation, mais le PL508 se tire mieux d'affaire, même si à la puissance maximale la dissipation du PL508 est dépassée. Le rendement du tube est meilleur, avec un courant de g2 de 4.4mA par tube au maximum (3% du courant anodique, tandis que pour le EL84 il est de 11%). Le tube devient moins brulant que le EL84. Avec sa grande cathode, le tube doit déjà être très usé avant que cela se remarque quand il est utilisé dans un amplificateur.

Les PL508 ont une impédance de sortie très basse, l'amortissement est donc très bon (caractéristique pour de nombreux tubes de déflection).

Le son est meilleur qu'avec une paire de PL504: aux mesures, les PL504 n'étaient pas du tout équilibrés, avec un tube qui pouvait fournir une courant de 220mA et l'autre de 150mA. Le déséquilibre ne s'entend qu'à puissance maximale, quand le tube doit fournir son courant maximal..

Vous voyez successivement le signal à l'entrée, les deux courants cathodiques (mesurés par une résistance de 1Ω) et la tension de sortie (résistance de 7.5Ω). En modifiant la tension de polarisation négative, on peut parfaitement égaliser les courbes des deux tétrodes.

Amplificateur single ended à éviter

Le PL508 est un tube bien linéaire, s'il est utilisé avec une tension de g1 d'environ -15V (adapter la tension de g2 en conséquence pour avoir le courant anodique voulu). Pour une tension de 300V le courant anodique doit être de 45mA dans un montage single ended pour ne pas dépasser la dissipation maximale.

Avec ce tube, une commande sur la grille écran (g2) n'est pas nécessaire, pourtant on trouve différents schémas (que j'ai dû corriger car il y avait certaines anomalies qui indiquent que le concepteur n'y connait rien en électronique).

Ce schéma utilise un mosfet comme étage de commande. Un problème des étages mosfet, c'est qu'ils ont une capacité de gate très élevée (beaucoup plus importante que la capacité de grille d'un tube de puissance). Une triode classique (ECC83) ne peut tout simplement pas commander directement un mosfet, même en drain commun (il y a également une capacité gate-drain élevée).

La solution de ce schéma est de remplacer le mosfet par la seconde triode d'un tube double triode. Une triode ECC83 n'est pas en mesure de fournir le courant nécessaire (courant de g2 + courant dans la résistance de 10k). Un ECC82 a un facteur d'amplification trop faible et ne peut pas être utilisé non plus (ou il faut utiliser la triode ECC82 pour commander les deux grilles écran dans un ampli stéréo). Le tube idéal dans ce système aurait été un ECC81 qui combine un gain élevé avec une pente élevée.

Mais toutes ces triodes classiques ont une dissipation maximale trop faible (ici la dissipation par triode est de 3W). Le seul tube qui puisse pêtre utilisé est un 12BH7, maic ce n'est pas un tube courant. Une autre solution c'est d'augmenter la résistance cathodique de la triode à 33k pour ne pas dépasser la dissipation d'un ECC81.

Ce montage est un exemple typique d'un amateur qui veut construire un ampli, mais qui n'y connait rien. Le schéma est dessiné à partir de morceaux récoltés sur le net et collés ensemble. Ce type de montage est souvent présenté sous forme d'un schéma généré par une application de simulation. Mais ce n'est pas parce que la simulation semble fonctionner, que l'amplificateur est bon! Montage à éviter!

L'impédance indiquée du transfo (10k) n'est pas adaptée au tube. Pour un courant de repos de 45mA (qui permet d'obtenir la puissance audio maximale avec ce tube, donc environ 4.5W) il faut une impédance de 5k.

Amplificateur avec EF80 et EL508

Il y a des schéma qui ne valent rien, mais il y a également des circuits qui tiennent mieux la route. Généralement ils sont dessinés sur un bout de papier et pas avec un programme de simulation.

Le schéma utilise un EF80 comme premier étage, c'est une pentode préamplificatrice qui n'est pas particulièrement destinée à l'amplification audio (le tube EF86 est une pentode préamplificatrice audio). Probablement que le concepteur avait ce tube dans ses armoires. Le EF80 est un tube fabriqué dans les années 1950, c'était une bonne à tout faire: préamplificateur HF dans les téléviseurs (bande VHF I et III), étage moyenne fréquence et même étage video de puissance dans les premières télévisions (mais il n'a jamais été conçu comme étage préamplificateur). Si vous voulez recréer ce circuit, vous pouvez utiliser un EF86 (brochage différent) qu'on peut trouver plus facilement.

Une pentode a un taux d'amplification élevé et on peut donc employer une contre réaction, qui va ici du secondaire du transfo à la cathode du préampli. C'est le type de contre réaction classique. La résistance de g1 du EF80 doit avoir une valeur de 470k et non pas de 45k comme sur le schéma.

La pentode de puissance est branchée en montage ultra-linéaire, le courant de repos est d'environ 45mA (dépend de la résistance de cathode). Le chauffage du tube EF80 est alimenté en alternatif (éventuellement redressé, filtré et réduit à 6.3V car ce tube n'a pas de filament bifilaire), le EL508 ne doit pas nécessairement être alimenté en continu, tandis que pour un PL508 il faut un doubleur de tension (la tension de chauffage du tube est de 17V, le doubleur de tension fournit environ 16V).

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