Amplificateurs à tubes
L'étage de puissance
SRPP double

Voici deux exemples d'amplificateurs utilisant un double montage SRPP. Le montage SRPP, s'il n'obtient pas le gain d'un montage cascode, a par contre une impédance de sortie plus élevée. Et cette caractéristique est ici très importante.
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Voici deux montages qui se composent à chaque fois de deux étages SRPP. Le montage SRPP a comme caractéristique principale son impédance de sortie relativement faible, permettant de commander directement un haut parleur de 800Ω, ou dans le cas présent un transformateur de sortie ligne de 100V.

Le montage SRPP utilisé ici est dans les deux cas un SRPP classique, donc sans la triode supplémentaire qu'on retrouve dans la version originale.

Mais pourquoi utiliser un montage SRPP dans le premier étage? Généralement, quand on utilise un étage à double triode, c'est un montage cascode qui a un gain plus élevé qu'une triode simple. Mais ici le montage SRPP est nécessaire, car le second étage SRPP est commandé sur la grille écran. Et pour commander un tube sur sa grille écran (G2) il faut plus de puissance en comparaison d'une commande sur la grille de controle (G1).

Le premier montage utilise un premier SRPP avec un tube PCL86 avec la triode dans la partie basse et la pentode dans la partie haute. C'est assez logique, car la pentode doit fournir le courant de la grille écran du second étage. Sur le schéma, on voit un courant de grille écran de 14.5mA, ce qui est une valeur assez normale. La dissipation dans la pentode est ainsi de 3W, c'est une valeur tout à fait acceptable.

Le second étage est également un SRPP qui commande un transformateur de ligne 100V pour abaisser l'impédance à celle des haut parleurs modernes. L'utilisation d'un transfo de ligne 100V est pratiquement toujours plus interessant si on veut un faible taux de distortion: sans mesures particulières, le montage SRPP avec son transfo de ligne produit toujours une distortion moindre qu'un ampli push pull classique avec transfo à prise médiane.

Le courant dans les deux tubes EL34 est fixé à 100mA, ce qui nous donne une dissipation de 20W par tube (la tension d'alimentation est de 400V). La puissance maximale disponible avec ce circuit est d'environ 15W. Un montage SRPP donne toujours une puissance inférieure à la puissance dissipée dans un des tubes de puissance, mais la qualité audio est excellente.

Le schéma est pour le reste assez classique, avec une contre réaction assez faible. La charge est alimentée via un demi pont en H.

Cela aurait été parfait, mais ce circuit a deux problèmes.
  • La triode est conçue pour un courant maximal de 4mA et un courant moyen de 1mA (c'est en fait une triode avec des caractéristiques identiques à une des triodes d'un ECC83). Avec ce courant de 1mA, il faut commander le courant de la grille écran de l'étage suivant. Ce n'est pas le montage idéal.

    On aurait mieux fait d'utiliser la triode dans une configuration classique (avec une résistance anodique) et la pentode en cathode suiveuse pour fournir le courant au second étage SRPP. Je sais, c'est un montage moins beau, mais il fonctionnera mieux.

  • Le second étage, c'est pas l'idéal non plus. Si le tube EL34 est un tube qu'on trouve dans pratiquement tous les amplificateurs à lampes, cette configuration n'est pas optimale ici.

    Le tube EL34 ne fonctionne pas mieux en montage à commande par la grille écran qu'en commande par la grille de commande normale, au contraire. Les spires de la grille écran ne sont pas placées dans le prolongement de celles de la grille de commande, ce qui qui produit une commande assez aléatoire qui dépend trop du pas des spires de la grille écran.

    Le pas des spires de la grille écran est plus lâche que celui de la grille de commande, l'influence de cette grille est donc beaucoup plus faible. Le pas des spires n'est pas standardisé non plus (pour obtenir un gain donné). Deux pentodes peuvent avoir un pas totalement différent.

    Comme les spires de la grille écran ne se trouvent pas dans l'ombre des spires de la grille de commande, cette grille absorbe un courant assez important. Et le courant de grille écran augmente au moment où le courant anodique doit augmenter, ce qui fait que le fonctionnement du tube n'est pas optimalisé. Le courant de 100mA est très proche du courant cathodique maximal, et ce courant doit encore être majoré du courant de g2 (qui ne va pas à l'anode et est donc perdu).

    Aurait-on pu réaliser un meilleur montage? Bien sûr! Le montage à commande par grille écran est conçu pour les applications audio des tubes de déflection (PL504, PL509). Ces tubes ont les spires de la grille écran dans l'ombre de celles de la grille de commande. La grille écran se conporte ainsi comme une sorte de seconde grille de commande. On peut ainsi commander les tubes sur la grille écran avec une puissance bien moindre. Voici une page où on parle de tétrodes à faisceaux difigés (le type de tubes qui est utilisé dans la déflection des téléviseurs) et on y voit même un petit schéma de principe de la commande sur la grille écran.

Voici un second schéma, probablement réalisé par la même personne, un schéma qui semble plus abouti, avec plusieures corrections ajoutées pour améliorer le fonctionnement de l'ensemble.

On remarque tout d'abord une seconde alimentation qui augmente la tension de l'étage préamplificateur à 440V. Cela permet à cet étage d'avoir un sweep plus élevé, car la grille écran est moins sensible que la grille de commande. Par contre, avec cette tension plus élevée, on se rapproche fort des limites de fonctionnement du PCL86.

Dans le second étage, on utilise des tubes 6L6, qui sont un peu l'équivalent du tube EL34, mais qui sont mieux adaptés à une commande sur G2. En effet, cs sont des tétrodes à flux dirigé et les spires de G2 se trouvent dans le prolongement de celles de G1, ce qui permet une commande plus correcte du tube.

Pour arriver à un courant anodique de 90mA avec une tension de seulement 180V, il faut une tension élevée sur g2, et donc un courant ici aussi assez élevé de 15mA. L'étage de puissance aurait également dû être alimenté en 440V, ces tubes peuvent résister à une telle tension (ils sont utilisés en série).

L'amplificateur devrait pouvoir fournir environ 10W, ce qui n'est pas énorme pour un montage si complexe et dont le rendement est très faible! C'est le mauvais rendement intrinsèque du montage SRPP qui est également en cause ici: ce montage est plutôt adapté aux petites puissances (utilisation comme étage de puissance audio dans les téléviseurs). La consommation d'un monobloc est de 41W pour uniquement la partie haute tension.

On remarque en plus de la commande sur g2 une commande sur g1 pour les hautes fréquences. cette adaptation a probablement été ajoutée par après pour corriger la bande passante aux fréquences élevées.

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