Ces tubes peuvent facilement être commandés en classe AB2 et fournissent alors un courant important. Une puissance de 40W peut être obtenue avec une paire de PL504 et 100W avec une paire de PL509/PL519 (les deux derniers tubes ont des caractéristiques pratiquement identiques). La tension de grille-écran est gardée à une valeur assez basse (150V). Le courant anodique est de 100mA pour une tension de 250V (PL519).

En comparaison d'un tube EL34 qu'on associe plus aisément avec un amplificateur hifi, les lampes PL509 ont une résistance interne moindre. Le facteur d'amortissement est meilleur, mais peut encore être amélioré par une contre-réaction.

Ampli hifi avec EL509

Le circuit est réalisé "en l'air" avec les composant montés sur des cosses à souder. Le nombre peu élevé de composants ne nécessite pas l'emploi d'un circuit imprimé. Cela ressemble à une usine à gaz pour le débutant, mais c'est très clean en comparaison d'un ampli à transistors de même puissance. De plus la chaleur s'évacue mieux avec des composants montés en l'air. La partie protection (en bas de page) est montée sur une petite plaquette (récupérée de mon ampli précédent).

Le courant anodique est réglé à une valeur plus faible (80mA au lieu de 100mA pour un PL519), mais avec une tension plus élevée (300V) car les deux tubes (EL509 et PL509) ont une dissipation anodique maximale identique. Ici aussi la tension de grille-écran doit être relativement basse (150V), le courant g2 étant limité à moins de 10mA par tube. Tout comme un amplificateur avec des tubes PL519, l'amplificateur avec des EL509 peut fournir 100W, mais je n'utilise pas la puissance maximale du tube, la déformation est alors très faible.

Cet ampli est passé par plusieurs versions, la meilleure avait un préamplificateur double mullard, mais ce circuit qui nécessite un tube en plus (une double triode) ne pouvait pas prendre place dans le boitier.

Les caractéristiques du tube EL509 sont décrites ici.

Etage préamplificateur et déphaseur

La diode sert à protéger l'étage déphaseur lors de la mise sous tension (voir descriptif montage cathodyne/concertina).

La partie alimentation haute tension avec les condensateurs et les résistances n'est pas reprise dans le boitier audio, mais dans un boitier séparé et les composants sont ici aussi montés sur des barettes à souder, comme dans les anciens postes de radio. Le boitier audio ne reprend que des coondensateurs de faible valeur pour éviter les oscillations (10µF ou 2.2µF). Il y a un boitier audio (stéréo) et un boitier alimentation séparé, avec le transfo et le filtrage.

Etage de commande et de puissance

Pourquoi j'utilise un tube ECC83 comme préamplificateur et un ECC82 comme étage de commande est décrit sur les autres pages.

La contre-réaction locale va de l'anode du tube de puissance à la cathode du tube de commande correspondant. Il y a également un petit condensateur de 10pF entre les deux anodes pour bloquer les oscillations parasites haute fréquence qui peuvent apparaitre avec la contre-réaction globale. Ce petit condensateur limite la bande passante et empèche l'amplificateur d'amplifier des fréquences élevées où la phase correcte entre l'entrée et la sortie n'est plus garantie. L'apparition d'oscillations parasites peut avoir de nombreuses causes et le plus simple pour les éliminer c'est l'utilisation de ces petits condensateurs.

Les tubes de puissance reçoivent une polarisation négative individuelle, à régler pour avoir une dissipation de plaque de 30W maximum. On est ainsi en dessous de la limite de 35W.

On m'a signalé que la polarisation du tube ECC82 n'était pas correcte. J'ai regardé le schéma à nouveau (j'ai vendu l'ampli en 2000 quand j'ai déménagé). Effectivement, il y a un problème (le schéma que j'ai réalisé il y a plus de 20 ans en a en fait plusieurs...).

La tension sur la cathode était de 3V (courant anodique de 3mA) pour avoir une tension sur l'anode d'environ 140V. C'est la valeur idéale pour avoir le swing (déviation du signal) le plus grand possible.

Mais la tension de grille correspondante est de -6V et non de -3V). Avec une tension de grille de -3V la tension sur l'anode aurait dû être de 90V.

J'ai utilisé des tubes ECC82 de récupération. Ces tubes étaient utilisés comme générateur de dents de scie dans les télés des années 1950. Il est probable que les tubes étaient épuisés, ce qui pourrait expliquer la polarisation différente. Il est aussi possible qu'il s'agissait en fait de tubes ECC81 (et alors la polarisation est correcte). Ces tubes étaient utilisés dans l'étage VHF avec un courant important. Ces tubes chauffaient très fort et le lettrage avait tendance à disparaitre. Ces trois tubes ont un brochage identique ce qui peut expliquer la confusion..

La résistance cathodyque à utiliser avec des tubes ECC82 modernes est de 2kΩ. Il faut alors également doubler la valeur de la résistance de feed back (à 56kΩ) pour avoir une contre-réaction correcte. Avec une contre-réaction trop élevée, le tube cathodyne doit fournir un signal trop important.

Il est normal qu'il y ait des différences de 20% entre des tubes, surtout s'il proviennent de fabricants différents. Il vaut mieux acheter tous ses tubes chez un seul fournisseur. Mais souvent, il faut encore paufiner certains étages, et particulièrement l'étage de commande qui doit avoir un swing de 40V effectif (115V crête à crête) pour commander des tubes de déflection ligne.

Contre-réaction globale et transformateur de sortie

L'amplificateur nécessite un transformateur de sortie de 2.2kΩ. Ce n'est pas le même transfo que pour une série de EL34 qui nécessitent un transfo de 3.5kΩ, mais si nécessaire on peut adapter le point de fonctionnement des EL509 pour obtenir une impédance plus élevée (tension d'alimentation de 380V et courant de plaque de 60mA). Les bonnes caractéristiques du EL509 se perdent un peu dans un tel montage: le tube EL509 est une tétrode à flux dirigé qui nécessite un courant de plaque minimal pour créer la grille d'arrêt virtuelle.

Mon amplificateur précédent a été construit pour produire la puissance la plus élevée possible (j'étais jeune et j'avais une Lancia Delta Integrale). J'avais des transformateurs ultra-linéaires que j'ai branché en mode pentode pour obtenir le maximum de puissance. Et maintenant que je veux construire un ampli avec des caractéristiques hifi, je me rend compte que je n'ai plus les transfos UL.

Alimentation haute tension

En série avec l'interrupteur de stand by il y a de relais de protection qui ne va enclencher la haute tension que si la tension de polarisation négative est présente. Cela permet de protéger les tubes de puissance d'un courant trop important. Les contacts du relais ne sont pas repris sur le schéma, ils sont en série avec l'interrupteur de standby. Les tubes sont protégés par deux fusibles de 250mA (un par canal).

L'alimentation est découplée dans le boitier audio par des condensateurs de faible valeur pour éliminer les oscillations.

L'alimentation a un défaut très important: la tension g2 est prélevée directement de la haute tension via une résistance de fuite. Quand l'ampli travaille à puissance élevée, le courant de g2 augmente. la chute de tension aux bornes de la résistance de 8k2 augmente, ce qui fait diminuer la tension sur la grille écran. A cause de cela, l'ampli n'est pas en mesure de maintenir une puissance élevée pendant plus de 3 secondes.

La seule bonne solution c'est de prévoir une alimentation indépendante pour g2 de 150 à 160V: on peut prélever la demi-haute tension (transfo à prise médiane 120 + 120V). L'idéal c'est de stabiliser la tension avec une grosse diode zener ou un régulateur: cette seule mesure permet d'avoir un fonctionnement beaucoup plus stable. On peut alors augmenter le courant de repos dans les tubes sans risquer un dépassement de la dissipation maximale. Avec cette mesure on peut facilement atteindre une puissance de plus de 100W sans jamais dépasser les limites des tétrodes. Les autres tensions ne doivent pas être stabilisées.

Tension de chauffage

L'alimentation a été prévue pour un autre amplificateur (avec un tube préamplificateur EF86), cette partie n'est pas nécessaire (garder la partie +7V!). La tension des ECC82 et EL509 ne doit pas être redressée et filtrée.

Le premier transistor est un BC548C, le second transistor un BC558C qui amplifie le faible courant. Le relais est commandé par un BC140. Le choix des transistors n'est pas critique, le second transistor (PNP) doit avoir un facteur d'amplification élevé (> 100) et le troisième transistor doit pouvoir fournir au minimum 100mA pour le relais.

On voit que c'est un schéma d'amateur, il y a encore un défaut: il faut ajouter une résistance de 2.2MΩ entre le curseur de chaque potentiomètre et le -45V. Quand le curseur fait mauvais contact, la polarisation est tirée vers -45V et le tube correspondant est protégé, ce qui n'était pas le cas sans la résistance.