Les amplificateurs fabriqués sur base de cette lampe utilisaient le plus petit nombre de composants possible pour limiter les frais. Le circuit montré ici a une contre-réaction (c'est la résistance de 1kΩ), ce que les circuits des fabricants n'avaient pas. L'ampli est alimenté à partir d'une alimentation stabilisée, dans la pratique l'alimentation se composait d'un redresseur simple alternance et d'un condensateur de 32 ou 50µF.

La photo montre qu'il suffit de très peu de composants pour construire un amplificateur complet. C'est même plus que le budget maximal qu'un fabricant était prêt à consacrer aux composants (et il n'a pas utilisé de coûteux condensateurs électrolytiques au tantale).

Le tube a les mêmes dimensions que le PCL84 (testé sur cette page avec le même circuit de test), et est même légèrement plus petit (la puissance audio que le ECL83 fournit est également plus basse). Le PCL84 pouvait délivrer une puissance de 1,15W. Des photos de l'ECL83 et de quelques circuits standards sont disponibles ici.

L'ECL83 est un véritable amplificateur audio, contrairement au PCF80 et au PCL84. La tension de fonctionnement de l'ECL83 est de 170V (200V maximum), ce qui correspondait à la tension continue courante à l'époque (on utilisait encore des diodes thermo-ioniques). Le tube est conçu pour un courant nominal de 30mA et avec une tension d'alimentation de 170V. Cela correspond à une dissipation anodique de 5W, soit presque la valeur maximale autorisée. Dans tous les cas, le tube chauffe énormément.

Le PCL83 n'est pas simplement une version avec une tension de filament différente: la triode ayant un gain plus faible, l'amplificateur devra être piloté plus fortement. La valeur de la résistance de cathode devra également être augmentée afin que la tension anodique de la triode soit fixée à environ la moitié de la tension d'alimentation. Pour le reste, les deux tubes sont identiques (tension de filament du PCL83 = 12,6V).

Le circuit de test est standard et a été utilisé pour divers amplificateurs (avec différentes valeurs de résistances adaptées au type de tube). La contre-réaction est appliquée à la cathode de l'étage de préamplification, et la polarisation de l'étage de sortie est obtenue grâce à une résistance de cathode découplée. Il est inutile de polariser par une tension négative: la polarisation par résistance de cathode présente l'avantage d'un ajustement automatique du courant dans le tube.

J'ai relevé les valeurs des composants dans la documentation de l'ECL83. Avec une tension d'alimentation de 170V et une résistance de cathode de 330Ω, un courant de 32mA traverse la pentode à pleine puissance audio (28 mA au repos). Ce tube neuf d'époque (NOS) répond donc aux normes et peut être utilisé pour les tests. C'est tout à fait différent du PCL84, un tube non destiné aux applications audio et qui s'est finalement avéré défectueux. Pour les tubes non conçus initialement pour les applications audio, les valeurs correctes doivent être déterminées expérimentalement.

Troisième image avec un signal triangulaire.

Dans ce circuit, la triode présente un gain efficace de 43×. La tension anodique est idéale pour obtenir une amplitude maximale (mais un sweep de 4Vrms suffit pour piloter la pentode).

La contre-réaction est de 5× (14 dB). Sans contre-réaction, le signal est extrêmement déformé. Cela se remarque également à la forme du signal sur la grille de la pentode: pour obtenir une sinusoïde de bonne qualité en sortie, la sinusoïde à la sortie de la triode doit être déformée.

Si une contre-réaction est utilisée, il est souvent nécessaire d'ajouter un filtre pour limiter le gain aux hautes fréquences. Si le tube est utilisé en mode pentode normal, l'oscillation est clairement visible lors de l'amplification de signaux carrés (oscillations absentes avec un signal sinusoïdal).

Avec cet ampli j'ai testé une autre configuration: un petit condensateur entre la grille écran et l'anode. La seconde image de l'oscilloscope a été prise avec un condensateur de 2,2nF, mais 1nF est la valeur idéale pour obtenir la bande passante maximale. L'effet est d'autant plus marqué que la valeur de la résistance de la grille écran est élevée. La grille écran consomme environ 5mA, soit 17% du courant cathodique.

Le circuit peut également fonctionner en mode ultra-linéaire (33 %); je n'ai constaté absolument aucun changement dans le fonctionnement de l'amplificateur. Dans ce cas, le circuit UL n'apporte aucune amélioration significative. Si vous construisez un amplificateur de si faible puissance, vous ne justifierez pas la dépense supplémentaire que représente l'achat d'un transformateur UL (UL à 33 % et Ra de 6,25 à 8 kΩ).

La puissance maximale pouvant être atteinte est de 860mW pour un signal d'entrée de 430mV. A puissance élevée, les distorsions augmentent fortement. Il ne s'agit pas d'écrêtage, mais d'une limitation plus douce. L'impédance anodique optimale pour obtenir une puissance maximale est de 6,25kΩ, mais le tube est moins chargé avec une impédance de 8kΩ (moins de distorsion lorsque la contre-réaction est désactivée).

On constate clairement que l'ECL83 est à pleine charge: quand on affiche un signal triangulaire, les distorsions sont beaucoup plus visibles. Un signal triangulaire est généralement inutilisable pour les mesures, mais les distorsions apparaissent très rapidement sur l'oscilloscope. Une telle distorsion sur un signal sinusoïdal est à peine audible (si l'on se met à la place de l'auditeur de 1955, avec son poste de radio AM bon marché). Les distorsions sont principalement des harmoniques paires.

Un léger bruit haute fréquence est visible, dû à une alimentation de laboratoire bas de gamme fournissant la tension de chauffage (alimentation à découpage).