Amplificateurs à tubes
L'étage de puissance
Stereoplex

Le montage simplex (ou stereoplex) était utilisé pour avoir un amplificateur stéréophonique avec la moitié des tubes. J'ai testé un tel montage pour vous.
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Le montage simplex est décrit plus en détail sur cette page. Il était utilisé dans les tourne-disques stéréo bon marché, car il permettait d'avoir la stéréo avec la moitié des tubes.

J'ai expérimenté avec le montage simplex, qui est un amplificateur stéréo push pull spécial. Je n'avais pas assez de tubes PCL86 qui avaient de bonnes caractéristiques pour pouvoir réaliser un vrai ampli stéréophonique. Je disposais d'un seul transfo push pull et d'un seul transfo single ended (et d'une grande quantité de transfo pour ligne 100V, mais aucun ne pouvait être utilisé dans ce montage).

Les tubes sont utilisés ici sur une tension de 280V, ce qui permet de réduire le courant anodique à 19mA par tube. La puissance disponible est de 2 × 2W, ce n'est pas énorme, la distortion augmente très rapidement quand on dépasse 2W par canal.

Sans contre réaction la sensibilité est de 100mV pour obtenir la puissance nominale. Comme la sensibilité est trop élevée, j'ai ajouté une contre réaction de l'anode du tube de puissance à la cathode de la triode. Il n'est pas possible d'utiliser une contre réaction classique, car le signal au secondaire ne correspond pas au signal au primaire. Cette contre réaction réduit la sensibilité à 500mV.

Le courant de 19mA par tube est important, car le second transfo (celui qui doit produire la différence) est conçu pour une radio avec EL84 en montage single ended et courant anodique de 38mA. Le courant des deux pentodes est d'exactement 38mA.

Un montage stereoplex ne peut fonctionner qu'en classe A, puisque la composante commune est en fait le signal de différence entre le canal de gauche et de droite. En cas d'un signal mono, il ne peut y avoir aucune différence sur la branche commune (qui va au second transfo) et cela n'est possible que si les tubes fonctionnent au milieur de leur courbe, donc parfaitement en classe A. Il faut tester avec un signal mono et controler qu'on n'ait pas de composante alternative à la sortie du second transfo (éventuellement adapter la résistance de 180Ω).

Le montage est ainsi réalisé avec une polarisation des tubes de puissance par une résistance cathodique commune. Il est également possible d'utiliser une polarisation négative (environ -6V ou plus négatif), ce qui peut être obtenu par le bobinage de 12V du transfo d'alimentation. Il faut prévoir deux réglages indépendants pour chaque tube pour avoir un courant anodique au repos identique.

Comme tubes ont peut utiliser des PCL86 ou des ECL86, tous deux sont alimentés avec le même bobinage: les deux tubes en série s'il s'agit de ECL86, en parallèle s'il s'agit de PCL86.

La dissipation anodique maximale d'un PCL86 est de 9W. Avec un courant anodique de 19mA par tube de 5.3W nous sommes bien dans les limites.

Le circuit à réaliser est plus simple qu'il ne semble sur le schéma. Généralement quand je dessine un ampli, je ne montre qu'un canal. Ici je montre les deux canaux, ce qui semble rendre le circuit beaucoup plus complexe.

Résultat pratique

La puissance est beaucoup plus faible qu'avec un vrai ampli stéréophonique en montage classique. De plus, une classe de fonctionnement AB qui aurait pu augmenter le rendement n'est pas possible ici. Un montage simplex nécessite un fonctionnement en classe A au milieu de la pente.

Le fonctionnement en mono est très bon, ainsi que le fonctionnement en stéréo, on ne remarque pas la différence avec un vrai ampli stéréo (tant qu'il fonctionne à puissance réduite). Toutes les fréquences sont bien présentes et l'effet stéréo est naturel. Le principe de l'amplificateur simplex est donc tout à fait valable. A une puissance de plus de 2W par canal, le son devient rapidement incohérent, avec une image stéréo instable.

Avec un signal mono, l'ampli fournit une puissance de 5W (2.5 + 2.5W) avec un taux de distorsion < 0.1%, comme s'il s'agissait d'un ampli monobloc push pull. Les distorsions sont limitées grace à la contre réaction de 14dB.

Le condensateur de 680pF que j'ai ajouté donne un son plus agréable. C'est une sorte de fonction "high blend" qui élimine les distortions dans les fréquences élevées (ces distortions sont en fait produites par le tuner FM stéréo qui sert de source à l'ampli). L'amplificateur pourrait très bien être utilisé pour alimenter un casque 32Ω: la puissance nécessaire étant alors réduite.

Au lieu d'utiliser une triode supplémentaire pour réaliser le déphasage, j'ai utilisé un ampli opérationnel LM833 alimenté en +17V (le 12.6V redressé).

Une puissance un peu plus élevée aurait été possible avec une polarisation négative fixe des tubes de puissance (cela permet d'éviter l'auto bias qui rend l'image stéréo incohérente).

Utilisation avec une paire de PCL805

Les tubes PCL805 sont mes favoris quand une puissance limitée est suffisante. La dissipation maximale du tube est également de 9W. Par contre la sensibilité de l'ampli (sans contre réaction) passe de 100mV à 400mV. La tension de la grille de commande du tube de puissance doit être plus négative (-12V environ).

Le problème étant un manque de puissance, j'ai finalement réalisé un vrai ampli stéréophonique avec 4 tubes PCL805 en configuration push pull série, et finalement je me suis rendu compte qu'un montage push pull série (montage SRPP) ne produit pas une puissance beaucoup plus élevée (2 X 4.5W), tout en nécessitant le double de tubes. Le montage définitif est un push pull parallèle (je me suis finalement décidé à acheter quelques bons transformateurs push pull).

Comparaison avec un ampli single ended

La plupart des amplificateurs de puissance modeste sont équipés de deux étages de puissance single ended. Le montage montré ici peut aisément être transformé en ampli single ended en enlevant le déphaseur et en remplaçant les transformateurs par deux transformateurs single ended identiques.

L'amplificateur travaille en push pull et a donc un taux de distorsion plus faible qu'un montage single ended. Mais la puissance est limitée par rapport à un vrai ampli push pull (un peu moins de la puisance d'un ampli push pull stéréo, puisqu'on utilise la moitié des tubes). Le fonctionnement obligatoire en classe A limite également la puissance qu'on peut obtenir.

Ce montage est plutôt un argument commercial "amplificateur stéréo push pull" et n'est qu'une faible amélioration technique par rapport a un ampli stéréo single ended.

Ce type de montage n'a donc pas tellement été utilisé. Le montage suivant a par contre des caractéristiques un peu plus interessantes, mais est conçu pour une utilisation avec un haut parleur de basses séparé.

Autre configuration possible

Sur la page de la pentode EL95 on trouve également un montage simplex/stereoplex, mais il est de construction différente: il utilise deux petits transformateurs single ended pour les mids et aigues et un seul transformateur push pull pour les basses. L'information stéréo n'est présente que via les haut parleurs mid/high.

Ce montage a un rendement un peu meilleur et la qualité sonore est meilleure, car le déplacement du point de fonctionnement des tubes ne modifie pas l'image stéréo. C'est un montage qui est plus interessant, mais qui nécessite d'autres composants.

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