Amplificateurs à tubes
L'étage de puissance
EL508 / PL508

Mon schéma d'un amplificateur avec un EL508 utilisant une polarisation par résistances cathodiques.
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J'ai entretemps vendu mon amplificateur de bureau qui était équippé de 4 lampes ECL805. Je dois donc à nouveau construire un amplificateur (c'est bien d'être pensionné et d'avoir du temps...). Je construis mes amplis avec les composants que j'ai à la maison, et ici j'ai devans moi un transfo de chaine midirack produisant 2 fois 36V 2A et une fois 13V 2A. Le processeur de la chaine hifi avait rendu l'âme après une surtention et il est impossible d'en trouver un nouveau après 50 ans.

Il y a peu de place dans le boitier et j'ai donc décidé de faire un ampli avec polarisation par résistances cathodiques, ce qui simplifie le circuit (pas de potentiomètres ajustables, pas de tension négative à prévoir,...). La polarisation est automatique.

L'ampli reçoit le signal de mon ordinateur, mais a également une entrée bluetooth. Ce récepteur bluetooth a besoin d'une alimentation séparée autrement le récepteur produit un bruit de fond très prononcé et des parasites divers perturbent la réception. L'alimentation en 13V ne peut ainsi être utilisée que pour la tension de chauffage (deux filaments en série) et pour le module bluetooth.

Le préamplificateur est classique et utilise un module standard (constuit à l'avance). Ce module peut servir pour différents amplis, pour une puissance jusqu'à 40W. La tension d'alimentation du module est de 245V après la résistance de 39kΩ et il y a 66V au collecteur et 179V à l'émetteur du BF421. Cela nous donne un sweep de 40V effectifs, suffisant pour la plupart des lampes de puissance.

Il y a une contre réaction de 13db de la sortie de l'ampli via la résistance de 18kΩ. Voici les tensions mesurées (en volts effectifs):

  • entrée 261mV (base du premier transistor),
  • contre réaction 258mV (emitteur du premier transistor),
  • tension de sortie du préampli deux fois 3.7V,
  • tension anodique deux fois 87V,
  • tension de sortie (haut parleurs): 5.12V (l'ampli travaille à une puissance de 1/3).

Il y a une différence de tension cathodique sur les différentes lampes (et donc aussi un courant de repos différent). C'est inévitable avec des lampes qui ne sont pas pairées et en plus les lampes EL508 ont des tolérances assez larges en comparaison d'une lampe audio. Il est possible d'éliminer ces différences avec une polarisation par tension négative ajustable, ce n'est pas le cas ici. Une différence de courant de repos de 5% est inévitable.

J'ai décidé de prendre une tension de grille écran plus basse (100V au lieu de 200V), ce qui permet d'utiliser une tension de polarisation moins négative (moins de pertes sur la résistance cathodique). L'amplification de la lampe est environ le double en comparaison d'une tension de 200V. Un sweep de 10V effectifs suffit pour commander totalement le tube de puissance.

L'ampli fournit une puissance de 9W alors qu'un ampli avec polarisation négative peut fournir 15W. Pour obtenir la puissance la plus élevée d'un ampli, il faut donc utiliser une polarisation par tension négative.

Un ampli qui utilise une polarisation par résistances cathodiques a un fonctionnement pratiquement en classe A, donc avec un courant de repos élevé qu'il faut régler correctement pour éviter de dépasser la dissipation anodique maximale de la lampe (12W). Avec une polarisation négative l'ampli travaille pratiquement en classe B avec un courant de repos très faible et la dissipation maximale peut ici être dépassée quand l'ampli travaille à puissance élevée.

Il y a deux éléments que j'ai ajouté pour éliminer les instabilités:

  • un condensateur de 18pF entre la grille écran et la grille de controle (uniquement la lampe alimentée par la résistance cathodyne inférieure)
  • un condensateur de 470pF entre l'anode de l'autre tétrode et la masse.
La bande passante n'est pratiquement pas réduite et la courbe est plate jusque passé les 20kHz.

J'aurais pu placer une diode au point milieu du transfo pour produire la tension négative pour pouvoir régler individuellement le courant dans chaque lampe, mais il y a trop peu de place dans le boitier définitif pour ces composants. Dans ce cas, une puissance de 9W me suffit amplement.

Image à droite: configuration de test avec module bluetooth à gauche en haut, à coté l'alimentation du module et la polarisation par résistances cathodiques (les tests ont été effectués avec des résistances de 390Ω pour essayer le low loading). Le circuit en dessous est le préampli complet. Il y a encore un peu de place car j'avais prévu un petit préampli à l'entrée, mais il n'a pas été nécessaire à cause du facteur d'amplification plus élevé des lampes de puissance grâce à la tension des grilles écran plus basse.

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