Amplificateurs à tubes
Mon amplificateur SRPP avec PCL805
PCL805< SRPP

Un amplificateur SRPP optimalisé avec une paire de PCL805 par canal.
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Les tubes PCL805 sont idéaux pour cette application, même si à l'origine ils n'ont pas été conçus pour l'amplification audio. Ces tubes sont prévus pour fournir un courant en pointe de 300mA pour pouvoir assurer la déflection verticale et ils doivent pouvoir travailler avec une tension anodique très basse.

Les tubes PCL85 peuvent également être utilisés, la seule différence avec les tubes PCL805, c'est que ces derniers sont mieux adaptés aux hautes tensions présentes lors de la déflection. En pratique il n'y a pas de différence.

Le PCL8(0)5 n'existe pas en version 6.3V contrairement au PCL86/ECL86, car il était exclusivement destiné aux téléviseurs (avec circuit série 300mA). Et pourtant, c'est ce tube qui fournit la puissance la plus élevée dans un montage SRPP.

Dans un montage SRPP, les tubes doivent justement travailler avec une tension relativement basse et un courant important. J'ai repris exactement le schéma de l'ampli SRPP, mais je l'ai optimalisé pour les tubes PCL805. Je sais que ce tube sera parfait ici, car j'ai déjà réalisé de nombreux circuits avec ce tube.

A droite le circuit complet (monobloc) avec deux transfos d'alimentation (chauffage et haute tension) et un transfo de sortie.

Le point de fonctionnement est mieux stabilisé car la tension de la grille écran de la pentode inférieure est prélevée sur la cathode du tube supérieur. Si la tension médiane augmente, la tension sur la grille écran augmente également et le tube inférieur devient plus conducteur.

Les tensions alternatives sont indiquées pour une puissance de 1.6Wrms. Il s'agit de tensions effectives. La tension de crête à crête est environ 3× la tension effective.

La bande passante est de 40 à 20kHz ±0.75dB et de 30 à 22kHz ±1.5dB. Le condensateur de 1nF permet d'avoir la bande passante la plus linéaire possible; j'ai essayé plusieurs systèmes, condensateur en parallèle sur la résistance de contre-réaction (sa fonctionne, mais l'effet est trop faible) et condensateur de la cathode de la pentode de puissance à l'anode de la triode préamplificatrice (l'ampli devient instable quand on lui fournit un signal de plus de 10kHz). Chaque combinaison de tubes et de transfo de sortie nécessite un correction adaptée.

Pour obtenir la tension de chauffage correcte avec des PCL805 si on dispose d'un transfo de 24V, il faut redresser la tension et la filtrer, ce qui porte la tension continue à environ 34V (17V par tube). Pour réduire les chutes de tension, il faut utiliser des diodes schottky. Le redressement et le filtrage de la tension de chauffage ne servent pas à réduire les ronflements, mais à augmenter légèrement la tension. Les tubes de la série "P" ont une bonne isolation entre le filament et la cathode.

Sur le montage à droite, on voit qu'il s'agit d'un circuit pratiquement symmétrique. Il est symmétrique comme les anciens amplificateurs avec transistors 2N3055 en sortie quasi-complémentaire.

L'image d'oscilloscope est celle d'un circuit PCL805. La qualité du signal en crénaux est nettement moindre en comparaison d'un PCL86 et la déformation provient de la pentode. En fait, il ne sera jamais possible d'obtenir un signal en créneaux parfait, mais on obtient uen puissance de 8W sans trop pousser.

La triode a un gain un peu plus faible, l'amplification en tension est de 45× (µ = 65), le gain est comparable à une double triode ECC81. Le gain est amplement suffisant pour commander les pentodes de puissance même avec la contre-réaction.

Remarquez que la tension alternative sur la grille de commande de la pentode supérieure est de 46Vrms, soit 3V de plus que la tension sur la cathode du tube. C'est cette tension alternative supplémentaire qui permet de commander efficacement la pentode supérieure. Cette tension est la même (mais déphasée de 180°) que celle sur la grille de commande de la pentode inférieure. Il s'agit donc vraiment d'un montage push pull symmétrique.

La pentode a une cathode large qui permet de fournir un courant important (comparez les photos du tube à celles du PCL86). Dans une application audio il faut que le tube soit déjà en très mauvais état avant que cela ne se répercute sur les caractéristiques. Le courant anodique maximal peut aller jusque 70 - 75mA (limité par la dissipation autorisée), fixé à 55mA pour les tests et à 50mA dans la version définitive.



La pentode a besoin d'une tension de commande plus élevée de 25V crête à crête (en comparaison d'un PCL86 qui a assez avec 10V). La triode a également un gain légèrement moindre, ce qui nous donne une sensibilité de 250mV à puissance maximale.

La contre réaction est de 12dB (atténuation du signal de 4×). La sensibilité à puissance maximale est alors d'environ 1V. La contre-réaction un peu plus élevée permet de réduire les déformations, mais elles ne peuvent pas totalement être éliminées sur signal carré (sur signal sinusoïdal, c'est parfait).

Le tube PCL86 préfère une charge de 2.8 à 3.3kΩ mais le PCL805 peut très bien commander une charge de 1kΩ, qui est l'impédance d'un transfo de ligne 100V sur son entrée 10W. Une puissance du transfo de 10W est idéale car on a ainsi une réserve de puissance et on ne perd pas trop de puissance à magnétiser le transfo. Le meilleur transfert de puissance est quand l'impédance du transfo est de 1.5 à 2.2kΩ.

L'ampli fournit 8.4W avec une distortion de 1% (5W avec un taux de distortion de 0.1%) sans utiliser de résistance de contre réaction. Pour cette mesure, la tension d'alimentation a été augmentée à 360V, courant anodique de 58mA, dissipation de 10W (tout juste dans les limites). Le montage définitif travaille en 300V, courant de 50mA et fournit une puissance de 4.5W avec moins de 0.1% de distortion.

Quand on compare les deux tubes, le PCL805 peut fournir une puissance plus élevée, mais avec un taux de distortion plus élevé (ringing très difficile à éliminer sur signaux carrés). Le PCL86 qui est un vrai tube de puissance audio donne un taux de distortion moindre, jusqu'à une puissance de 4W, à partir de cette puissance la distortion augmente et dépasse celle du PCL805.

Pour avoir l'adaptation la plus idéale (et donc le meilleur transfert de puissance) on utilisera la prise 5W sur le transfo de sonorisation 100V pour le PCL86, et la prise 10W pour un PCL805. Pour avoir une distortion minimale, on utilisera la prise 3W (PCL86) ou 5W (PCL805).

Même avec une contre-réaction limitée, le transfo Visaton permet une bande passante étendue. Il n'y a pas que les vrais transfos push pull qui permettent un son hifi, souvent les transfos de sonorisations donnent un meilleur résultat (son moins coloré).

Le circuit SRPP permet également un fonctionnement en classe AB (avec un rendement plus élevé), le schéma d'un amplificateur SRPP en classe AB (montagen peterson - Sinclair) se trouve ici.

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