Ligne de charge

Les choses ne sont pas aussi simples pour les tubes de puissance qui doivent attaquer un transformateur de sortie. On commence par déterminer le courant de repos. La chute de tension au transfo est faible car la résistance ohmique du bobinage est faible. La tension anodique est d'environ 10V inférieure à la tension d'alimentation.

Pour pouvoir tracer la ligne de charge, il faut connaitre l'impédance primaire du transfo, qui est beaucoup plus élevée que la résistance ohmique du bobinage primaire. La ligne devient plus horizontale à cause de l'impédance élevée du transfo. Une variation dynamique du courant anodique produit une variation plus importante de la tension anodique.

Le calcul de la ligne de charge n'est pas une science exacte et dépend de la fréquence, de l'impédance du haut parleur et de la self-induction du transfo. Ici on a utilisé une impédance qui correspond à 1/4 de l'impédance annoncée du transfo (pour tenir compte de la charge).

Triode: 2A3

On peut estimer la puissance disponible en mesurant la surface sous la partie utilisable de la ligne de charge. Il va de soi que les extrémités de la ligne produisent des distorsions plus importantes.

Ce qu'on remarque surtout avec une triode de puissance, c'est qu'il faut une tension alternative importante pour commander totalement la lampe. L'influence de la tension anodique sur le courant est très importante: quand la tension anodique diminue à cause de l'augmentation du courant, la tension plus faible réduit l'attraction des électrons par l'anode. Il s'agit ici d'une forme de contre réaction interne, mais qui n'est pas réglable.

A cause du faible rendement des triodes on est passé aux pentodes qui n'ont pas cet inconvénient. Des puristes mélomaniaques ont retiré la lampe du cimetierre et l'utilisent à nouveau dans des amplificateurs très chers en configuration single ended où la puissance maximale qui peut être obtenue avoisine les 5W.

Pentode: 6F6

On remarque que les courbes de fonctionnement sont moins linéaires: c'est causé par les spires de la grille suppresseuse. La grille suppresseuse doit renvoyer les électrons issus de l'émission secondaire vers l'anode, mais elle doit avoir un pas lâche pour ne pas refouler trop d'électrons en provenance de la cathode. L'effet de la grille est plus important à proximité des spires et plus faible entre les spires. L'amplification de la lampe varie ainsi selon la position de chaque électron. La fonction de transfert courbe produit surtout des harmoniques paires qui peuvent être éliminées par un montage symmétrique (push pull).

Si la grille de controle ne peut pas devenir positive, on arrive à une puissance de 9W dans un ampli push pull. Si la tension de la grille de controle peut devenir positive, il faut prévoir un étage de commande supplémentaire pour pouvoir fournir le courant nécessaire (la grille positive agit comme une diode). Si la lampe peut fonctionner en classe A2 on peut ajouter 10W de puissance, ce qui porte la puissance totale de l'étage de puissance à 19W.

Tétrode à faisceaux dirigés

Le stétrodes sont conçues pour fonctionner avec un courant anodique plus élevé et les plaques directrices limitent moins le passage des électrons. La résistance interne de la lampe est plus faible et on peut utiliser un transformateur avec une impédance plus basse.

La puissance disponible est de 24W si la grille de controle reste négative, mais ici aussi on peut travailler avec une grille de commande positive si on prévoit un étage d'attaque adapté. On ajoute ainsi une puissance de 36W. Le fonctionnement avec grille de commande positive n'est normalement utilisé qu'avec les amplificateurs de sonorisation où une distorsion plus élevée est acceptable. En filtrant les basses on peut éliminer les harmoniques qui dérangent le plus, les harmoniques d'ordre 3, 5, 7,... Ces harmoniques ont une fréquence à laquelle nos oreilles sont le plus sensibles.

Les graphiques sont issus d'une publication qui faisait la promotion des nouvelles "beam tétrodes". Le tétrodes ont ainsi des courbes plus droites que les pentodes concurrentes où on a exagéré la courbure.