Amplificateurs à tubes
L'étage de puissance
PL508

Mon schéma d'un amplificateur avec un tube de déflection trame des téléviseurs couleurs le PL508 (ou EL508).
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La page d'informations générales sur le EL508 / PL508 se trouve ici (également avec quelques schémas).

Mon schéma avec EL508

J'avais construit un amplificateur avec une paire de EL84 par canal. L'amplificateur était destiné à ma chambre à coucher, une puissance moindre est suffisante. L'amplificateur fonctionnait bien, mais était un peu trop faible pour certains passages. J'ai remplacé les EL84 par des EL86 et adapté la tension de grille écran, mais la puissance était malgré tout trop faible pour certains passages. Le EL86 peut travailler avec une tension anodique plus faible: la puissance était un peu plus élevée, mais toujours trop faible. Il y avait une forte distorsion d'intermodulation à fort volume, un signe que les tubes travaillent près de leur limites.

A droite un EL84 à coté d'un EL508. Les deux tubes sont conçus pour une dissipation anodique de 12W, mais le EL508 avec sa surface d'anode plus grande peut dissiper une puissance plus élevée. La mesure de la dissipation maximale du EL508 est effectuée en fonctionnement comme tube de déflection (avec des pics de tension et de courant élevés), et cette mesure est plus faible qu'une mesure en fonctionnement linéaire, moins stressante pour le tube.

Les EL84/EL86 sont des pentodes classiques avec trois grilles, le EL508 est une tétrode à faisceaux dirigés (on peut voir la plaque de concentration brillante). Dans la plupart des tubes le flot d'électrons frappe l'anode au milieu, là où il y a un renflement (fixation des deux moitiés d'anode), ce qui permet une meilleure évacuation de la chaleur.

Le tube EL504 et EL508 (tension de chauffage de 6.3V) sont également disponibles en version PL (courant de chauffe de 300mA). Les versions EL et PL sont compatibles si on adapte la tension de chauffage (respectivement 27 et 17V).

La hauteur du EL84 et EL508 est identique, mais le EL508 utilise un soquet magnoval au lieu de noval. Bien que les deux tubes ont une dissipation de 12W, le son est bien meilleur avec une paire de EL508, on ne travaille pas près des limites du tube. Le rendement du EL508 est un peu plus élevé (le tube chauffe un peu moins) tandis que la puissance maximale disponible est environ 20% plus élevée.

Le schéma d'un amplificateur avec PL504 se trouve ici. C'est le même circuit pour la partie amplificateur, mais avec des tensions différentes. Le transfo a une impédance de 4 + 4k, ce qui semble être une valeur correcte car j'obtient la puissance la plus élevée avec une résistance de 6Ω.

Le circuit avec PL504 est plus puissant, mais le son est meilleur avec des PL508. L'écoute est beaucoup plus reposante avec des PL508. Comme le transformateur de sortie est un peu surdimensionné, les basses sont profondes et bien définies. La bande passante a été limitée à 25kHz pour éviter des oscillations parasites qui commencent à ces fréquences.

Attention, on ne peut pas simplement remplacer les tubes (504 par 508), il faut également modifier le brochage et la tension de chauffage des tubes est différente (27V pour un PL504 et 17V pour un PL508)

L'amplificateur à droite est une version mono pour tester différentes combinaisons.

La courbe de la bande passante de 20Hz à 27kHz sans et avec contre réaction. Même sans contre réaction la bande passante est bonne (mais un peu courbe) grâce aux excellents transformateurs de Piemme. Avec la contre réaction enclenchée il y a un léger risque d'oscillations à partir de 20kHz à puissance élevée, mais la composante aiguë n'est que faiblement présente dans un signal audio normal et ne joue aucun role en fonctionnement normal.

Le courant de repos est de 9mA (produit une dissipation anodique de 2.6W), courant maximum de 68mA (dissipation de 18.5W). La polarisation des grilles de controle se trouve alors à environ -21V (ne vous basez pas sur cette tension mais sur le courant de repos). L'ampli produit alors une puissance continue de 18.5W dans 5Ω avec un taux de distorsion inférieur à 0.1%.

On remarque tout de suite que le tube peut avoir une dissipation plus importante que ce que n'indique le datasheet du tube. Ces données sont déterminées pour un fonctionnement en étage de puissance trame où le tube est soumis à des tensions et des courants très élevés. J'ai remarqué le même phénomène avec les PL504/EL504.

Avant dernière photo à droite: la base d'un amplificateur, avec les tubes de puissance avec ses résistances d'arrêt et les résistances de mesure du courant cathodique. Le module préamplificateur est complet: il travaille sous 250V, reçoit le signal à amplifier et la contre réaction et fournit deux signaux symmétriques pour alimenter les tubes de puissance. la polarisation est réglée sur ce module.

J'utilise ce module dans de nombreux amplificateurs et j'ai toujours quelques modules en réserve pour tester une combinaison ou pour fabriquer rapidement un ampli.

Le schéma complet de mon amplificateur se trouve à droite. L'amplificateur ne reçoit de signal que via un module bluetooth (de la qualité, pas du brol chinois). Le module est alimenté via le transfo de 12V, tension redressée simple alternance et filtrée, mais le module ne produit pas de ronflement secteur.

Après des test il est apparu que le transfo haute tension était trop faible, et pas de place pour monter un exemplaire plus puissant. A puissance maximale (un canal) la haute tension chute de 325V à 275V. Des condensateurs supplémentaires de 330µF n'ont pas aidé. L'ampli ne peut pas fournir sa puissance nominale de 15W.

Le transfo dispose d'une sortie médiane, mais qui ne peut pas être utilisée: les tubes EL508 fonctionnent le mieux avec une tension de grille écran de 180 à 200V, or cette tension est ici de 165V qui chute à 135V à pleine puissance. Même avec un booster branché sur le transfo basse tension (il rajoute environ 30V) la tension était trop basse (le schéma du booster se trouve en bas de la page consacrée à la tension de la grille écran). A puissance maximale il se produit même une distorsion de croisement, comme si la tension de la grille de commande devenait plus négative (j'ai mesuré à l'oscilloscope: c'est pas le cas).

La solution était simple: ajouter un PCL805 supplémentaire comme stabilisateur de tension. Il y a même un petit plus: la tension de grille écran augmente légèrement quand la tension anodique chute, ce qui permet d'atteindre la puissance nominale, même quand la tension d'alimentation diminue. Le transformateur ne chauffe pas, car cette consommation supplémentaire n'apparait que moins de 1% du temps.

La tension de la grille écran optimale est de 200V pour un EL508/PL508. Elle peut être de 180V au repos avec une alimentation stabilisée corrigée), la tension augmentant à environ 200V en charge.

La dernière photo à droite montre l'étage d'alimentation des grilles écran (180V au repos, la tension monte à maximum 210V à puissance maximale.

La tension de chauffage provient d'un transfo de 12V, les tubes de puissance sont branché deux par deux en série. La tension est de 12.5V, ce qui est idéal car les tubes recoivent 6.25V. Pour le stabilisateur j'ai utilisé un PCL805 qui fonctionne très bien avenc cette tension (la tétrode ne doit fournir que 10mA au maximum).

Il n'y a pas d'interrupteur de stand by, mais il peut être ajouté très simplement: on met en série sur le bobinage haute tension une résistance de 47 à 100kΩ 5W et sur le bobinage secondaire de la tension de chaufage une résistance de 0.47Ω 5W. Les deux résistances sont cours circuitées en fonctionnement normal. Le module bluetooth et la polarisation sont alimentés normalement.

Un transformateur d'isolation 230V vers 2X115V 65VA is idéal pour un ampli stéréo avec 4 PL508. La prise médiane n'est pas utilisée pour la tension de grille écran avec ces tubes, la tension ainsi obtenue (environ 160V) étant trop faible pour obtenir une puissance de 15 à 20W par canal. La tension de grille écran est produite par une alimentation compensée.

La prise médiane peut être utilisée si vous employez des EL504 qui fonctionnent parfaitement avec une tension de g2 de 160V. Mais ici la puissance du transformateur est limite (la tension chute fortement en charge) et une alimentation stabilisée est malgré tout recommandée pour une puissance de plus de 20W par canal (facilement possible avec une paire de EL504). La tension de g2 est réglée sur 130 - 140V au repos.

La référence du transformateur chez Conrad est 514829 - 62. Conrad est une des rares entreprises qui livrent également aux particuliers.

Et pour terminer une image d'oscilloscope de l'amplificateur:



  • Les deux courants cathodiques de 188mA et 201mA en pointe. Le courant en pointe n'est pas identique, mais cela ne s'entend pas en pratique tant que la différence est inférieure à 10 - 15%. Le courant de repos est de 8mA par tube.
  • La tension anodique sur un des tubes, mesurée avec une sonde 10:1. La tension positive maximale est de 510V, et la tension minimale est de 34V. A cette très faible tension anodique, le tube est toujours capable de fournir un courant de 188mA, une des caractéristiques des tubes de déflection magnétique.

C'est pour cette raison que j'aime utiliser de tels tubes. Les tubes EL508/PL508 sont en plus très linéaires (c'est important pour la déflection verticale).

L'amplificateur fournit ici une puissance de plus de 20W, ce qui est plus que la puissance nominale de l'ampli. La haute tension de 320V est tombée à 280V et la tension de la grille écran a également diminué (l'image a été enregistrée avant l'ajout du circuit de correction de la tension de grille écran). On voit également que le sinus commence à être applati. Malgré la surcharge, l'ampli reste parfaitement stable.

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