Amplificateurs à tubes
L'étage de puissance
PCL86

Un test pratique d'un amplificateur push pull parallèle avec tubes PCL86
-

-

Voici la réalisation d'un ampli push pull parallèle avec une paire de PCL86 par canal. Je parle de push pull parallèle, car j'ai réalisé également des push pull série (montage srpp complet avec triode déphaseuse). Le même montage push pull parallèle avec des PCL805 est décrit ici.

Tubes non pairés

Egalisation des courants

A 12.5W

Ringing important à 10kHz

Tension sur la cathode

Pour obtenir la puissance maximale de l'ampli, il faut utiliser une polarisation de la grille de commande fixe, à régler pour avoir un courant de repos de 20mA. La dissipation est alors de 5W. Avec un courant plus faible, le signal est très déformé, aussi bien aux faibles puissances qu'à un niveau sonore élevé.

Un montage avec polarisation par résistance de cathode est également possible, l'amplificateur travaille alors avec un courant de repos un peu plus important (24mA) mais avec auto-bias (déplacement du point de fonctionnement vers la classe AB en cas de volume élevé). Il faut utiliser des tubes pairés (sauf si une polarisation g1 négative est possible en plus). Le condensateur de découplage est nécessaire.

La polarisation par résistance cathodique est plus simple et plus sûre, le courant anodique est automatiquement stabilisé (un de mes tubes qui avait un courant anodique de 30mA est passé à 40mA après quelques heures de fonctionnement en mode polarisation de grille).

La première image montre le signal en sortie (haut parleur) avec une polarisation par cathode. La tension d'alimentation est limitée à 100V pour le test. On voit très bien que les tubes ne sont pas pairés.

La seconde image montre le même signal, mais avec le réglage de la polarisation pour égaliser les tubes. On voit toujours des déformations très importantes, mais elles sont symmétriques. Ces déformations sont causées par la basse tension d'alimentation.

La troisième image montre le signal à puissance de 12.5W et une tension d'alimentation de 270V (la résistance de charge est de 3.6Ω). Les déformations qui sont présentes sont d'un coté la limite de la tension d'alimentation et une distortion de crossover (distortion de croisement). Cette distortion est caractéristique des amplificateurs à polarisation par résistance cathodique découplée: le point de fonctionnement se déplace vers la classe B à volume élevé.

La puissance la plus élevée est obtenue avec une impédance primaire de 2 × 1.7kΩ. La tension sur la cathode est d'environ 7V au repos pour passer à 9.5V à puissance maximale (il faut y ajouter environ 1V de polarisation de grille négative). Le courant sur la grille écran est de 5 à 7.5mA.

Il est pratiquement impossible d'éviter les oscillations parasites à cause du gain élevé des triodes (et pentodes): il faudra placer judicieusement de petits condensateurs. C'est le montage et le type de transfo qui détermine le type d'oscillations. Il est plus difficile d'éliminer les oscillations parasites quand on utilise un transfo bon marché. J'ai placé deux petits condensateurs de 1nF, un dans la contre-réaction et un sur l'anode de la première triode.

Pour un ampli push pull paralèlle il faut utiliser des tubes pairés ou bien les égaliser avec une polarisation de grille négative, autrement cela ne fonctionnera pas bien (déformations à toutes les puissances). Ceci contrairement aux amplis SRPP qui dans leur version complète sont de vrais push pull série.

Certains tubes ont un courant de grille-écran plus élevé, d'autres nécessitent une tension g1 différente. Quand on utilise des tubes de récupération (dont on ne sait plus lire le nom du fabricant) il est très difficile de trouver des tubes pairés. Avec des tubes mal pairés, la puissance maximale qui peut être obtenue est 4W (d < 1%).

Tension sur la cathode
A droite l'image de la tension sur la résistance cathodique non-découplée (300Ω). Quand le signal est extrème (positif ou négatif, courbe jaune), le courantd ans la résistance augmente. Attention, l'image est inversée, avec une tension plus basse quand le courant est plus élevé.

En pratique on travaillera toujours avec une résistance découplée par un condensateur (220µF) pour réduire l'impédance dynamique des tubes. J'ai fait des tests avec aussi bien une résistance cathodique qu'une tension de polarisation négative et j'ai finalement opté pour une tension négative, qui me permet un réglage plus fin.

Si un taux de contre-réaction de 8dB était suffisant avec un montage push pull série, ici il faut une contre-réaction de 15 à 20dB pour passer sous les 0.1% de distortion. Probablement qu'avec des tubes neufs les caractéristiques auraient été meilleures. On dirait que ce sont des tubes qui viellissent très mal, avec le courant de la triode qui n'arrive pas à dépasser le 1.5mA (Ua = 110V, Ug = 0V). Selon les spécifications, le courant aurait dû être de 2.1mA.

L'amplificateur travaille donc moins bien qu'avec une paire de PLC805. La puissance plus basse est probablement causée par une réduction de l'émission cathodique. Elle est normalement prévue pour 40mA (maximum de 55mA), mais tous les tubes que j'ai ne montent pas plus haut que 40mA. Jouer avec la tension de polarisation des grille n'a que peu d'influence. Si on met une tension de polarisation moins négative, on augmente à nouveau la distortion (aplatissement de la courbe en haut et en bas).

Avec un signal en crénaux de 10kHz on voit une situation catastrophique. Les déformations asymmétriques sont causées par des tubes aux caractéristiques trop différentes. Mais en pratique un amplificateur ne doit jamais traiter de signaux carrés de 10kHz et un signal sinusoïdal de 10kHz a toujours une faible amplitude. C'est un test pour déterminer les limites de l'ampli, mais c'est une situation que ne se présente jamais en pratique.

Conclusion

Le PCL805 se comporte bien mieux qu'un PCL86, mais il lui faut nécessairement une tension de grille écran plus basse et bien stable. Un PCL805 qui est conçu pour fournir un courant de pointe de 300mA doit être en très mauvais état s'il ne peut pas fournir un courant de 50mA.

Ce n'est que s'il est possible d'acheter des tubes PCL86 neufs qu'un montage avec ces tubes est à envisager. Ce seront alors probablement des tubes ECL86 prévus pour une tension de chauffage de 6.3V. Ces tubes ont été en production plus longtemps.

En comparaison d'un montage push pull série (SRPP):

  • On peut obtenir une puissance double, mais il te faut un très bon transformateur push pull. Il faut en acheter deux qui sont conçus pour EL84 ou EL86 (impédance primaire de 2×1.7 - 2.5kΩ), autrement il n'est pas possible d'atteindre cette puissance.
  • Le montage push pull est un peu plus simple que le montage SRPP.
  • Le rendement d'un push pull est un peu meilleur (plus de puissance pour une consommation donnée).
  • Le montage SRPP donne un son plus neutre, moins coloré (par le transfo).
  • Le montage SRPP est plus stable

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's

-