Amplificateurs à tubes
L'amplificateur SRPP Murray
Murray

L'amplificateur SRPP de Murray a de très bonnes caractéristiques, mais nécessite un réglage compliqué pour arriver à un faible taux de distorsion, et ce réglage est à refaire quand on remplace les lampes ou quand les caractéristiques des lampes ont changé.
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Un amplificateur peu connu est l'amplificateur de Cyril Murray. Il s'agit d'une version différente de l'amplificateur SRPP. Selon l'auteur, un taux de distorsion très faible peut être obtenu (inférieur à 0.1%) et l'amplificateur peut commander directement des haut parleurs de 500Ω (si en Europe les haut parleurs pour amplificateur SRPP faisaient 800Ω, aux Etats Unis (et en Australie) on a choisi la valeur de 500Ω).

L'amplificateur utilise une triode supplémentaire A pour fournir la tension alternative à la grille du tube de puissance supérieur C, tout comme le schéma du montage SRPP original conçu par MBLE. Il y a a également un condensateur bootstrap pour augmenter le gain de la triode, mais contrairement au montage MBLE sa présence n'est pas absolument nécessaire.

Le signal aboutit directement sur le tube de puissance inférieur B, qui amplifie le signal 10×. La triode préamplificatrice A fournit la tension alternative du tube C. Le gain en tension d'un tube préamplificateur est toujours supérieur à celui d'un tube de puissance en charge, la tension alternative sur son anode (et donc sur la grille du tube C) est plus importante que la tension sur la cathode du tube C. Dans les schémas retrouvés, le tube A est une pentode à gain élevé.



Pris individuellement, la tension sur la cathode du tube C est d'environ 90% de la tension sur sa grille. Il faut donc que la triode A amplifie au moins 11× ce qui en pratique est réalisable même avec les triodes ayant un facteur d'amplification très faible. Mais pour un fonctionnement optimal le gain doit être le plus élevé possible (c'est aussi la raison du condensateur bootstrap).

Mais la triode A reçoit en plus un signal de contre réaction sur sa grille, via la résistance de 10kΩ. Il s'agit d'une contre réaction qui diminue l'impédance d'entrée du circuit, qui nécessite dons une commande via un étage à anode commune (cathode suiveuse). C'est cette contre réaction qui explique les bonnes caractéristiques du circuit.



Om peut s'imaginer l'ampli comme deux ampli opérationnels, l'a-op A étant le tube de puissance A (avec son amplification intrinsèque de 10×) et l'a-op BC est le tube de commande et le tube de puissance B. L'a-op BC forme un ampli de gain -10X et produit un signal en phase sur celui du tube A. Les deux tubes de puissance fonctionnent ainsi en parallèle.



Pour rendre le fonctionnement plus symmétrique, on peut ajouter une triode supplémentaire D qui envoie son signal vers le tube inférieur B. Le tube est commandé via sa cathode et a une impédance d'entrée très basse, nécessitant une attaque avec une cathode suiveuse, c'est le tube E.

Une version différente de ce montage (voir ci-dessous) utilise deux entrées en antiphase pour arriver à un fonctionnement plus symmétrique. L'inconvénient de ce montage est une basse impédance sur les deux entrées, ce qui complique le montage.



Un inconvénient de taille de ce montage c'est que le rapport des résistances dépend du facteur d'amplification du tube de puissance B. J'ai pris un gain de 10×, mais il n'est pas sûr que le tube amplifie effectivement 10×. En pratique il faut donc un trimmer pour ajuster correctement le rapport des résistances. C'est une mesure dynamique qui doit être réalisée avec un oscilloscope ou un distorsiomètre, c'est donc plus compliqué que de régler le courant de repos d'un étage de puissance, où une mesure de la tension sur la résistance cathodique suffit.

L'impédance de sortie des deux tubes B et C est différente (le tube supérieur travaille en anode commune tandis que le tube inférieur travaille en cathode commune), ce qui augmente le taux de distorsion quand l'amplificateur travaille en charge.

C'est donc un montage qui peut avoir de très bonnes caractéristiques, mais qui n'a pas été fabriqué en série: quand on remplace les tubes, il faut refaire le réglage, qui ne peut être fait qu'à l'atelier. C'est un réglage plus pointu qu'avec le montage Futterman.

Et voici le seul montage de Cyril Murray qu'on ait retrouvé (j'ai simplement redessiné et nettoyé le schéma). L'amplificateur utilise une double triode ECC83 comme préamplificateur. Ce montage est nécessaire pour donner une basse impédance de sortie.

Pour éviter les tensions filament-cathode trop élevées, il faut prévoir deux bobinages de 6.3V au transfo d'alimentation: un bobinage maintenu au niveau de la masse et un bobinage à environ 250V. Pour les doubles triodes préamplificatrices, il faut utiliser une lampe comme étage inférieur des deux canaux et l'autre lampe comme étage supérieur. Chaque lampe ECC83 amplifie donc les deux canaux.

L'amplificateur nécessite un préamplificateur, car la sensibilité à l'entrée est de 5V pour arriver à la puissance nominale. L'amplificateur de Cyril Murray me fait fortement penser à l'amplificateur Philips AG9007 qui nécessite également un préamplificateur, utilise également des EL36, mais est un montage circlotron.

La lampe A dans les circuits montrés plus haut est une pentode à haut gain. Le tube recommandé est un EF86 (pentode préamplificatrice audio), mais on pourrait également utiliser un EF80 (pentode radiofréquences). Ne pas utiliser un EF89 (qui est également une pentode radiofréquences très connue) car elle a une pente variable (utilisation comme controle automatique du gain).

On en arrive finalement aux tubes de puissance qui sont des 6CM5 (équivalent européen: EL36), ce sont des tétrodes à faisceaux dirigés utilisés dans la déflection ligne des anciens téléviseurs. Comme étage de puissance il faut des lampes qui ont une pervéance élevée pour avoir une basse impédance de sortie. Un autre tube qui peut également être utilisé est le 6CD6, également une tétrode à faisceaux dirigés qui peut à la fois être utilisée dans des applications audio et comme tube de déflection ligne. Un tube européen similaire est le EL300.

L'amplificateur a été conçu en Australie et la lampe qui existe en grandes quantités là bas est la 6CM5. L'amplificateur travaille sous 510V et le courant de repos est de 60 à 65mA. La dissipation dans les lampes de puissance est de 16-17W. Le courant passe à 120-130mA à puissance maximale. Le fonctionnement de l'ampli est légèrement en classe AB (mais avec le courant qui ne devient jamais nul). C'est la polarisation négative qui permet cela.

Quand on dépasse la puissance maximale il y a un déplacement du point de fonctionnement à cause du tube inférieur qui passe en classe de fonctionnement AB2 (avec courant de grille de controle). Les distorsions augmentent alors très rapidement.

Le trimmer de 25k règle le point de fonctionnement de l'étage de puissance (réglez le courant de repos à 60mA) tandis que le trimmer de 100k doit être ajusté pour avoir le taux de distorsion le plus faible possible (< 0.1%) à puissance moyenne. C'est un taux de distorsion qui est difficile à obtenir avec un amplificateur à lampes classique. Controlez également que la tension de sortie soit d'environ 260V.

Les deux réglages s'influencent et il faut refaire plusieurs fois le réglage. Le plus important est de controler le courant anodique dans les tubes de puissance (il y a pour cela une résistance de 10Ω) et la tension de sortie d'environ 260V.

Si vous avez des composants européens, vous pouvez réaliser l'étage de puissance avec des EL504/PL504. La puissance disponible dans les deux cas est de 18W, ce qui est une puissance élevée pour un amplificateur de type SRPP. Si une puissance de 8W suffit, vous pouvez utiliser des EL86, une lampe conçue spécialement pour de telles applications (tension d'alimentation de 300V, courant de 65mA).

Comme transformateur de sortie, utilisez un transformateur de ligne de sonorisation 100V de puissance suffisante. Ne lésinez pas sur la qualité de ce transfo, car il détermine la qualité globale de l'ampli (il se trouve hors de la boucle de contre réaction).

Et pour terminer, notez qu'un taux de distorsion inférieur à 0.1% peut aisément être atteint avec tous les montages SRPP bien conçus. Par contre la puissance est d'environ 1/3 d'un ampli push pull classique avec les même lampes.

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