Amplificateurs à tubes
Etage de puissance en montage ultra linéaire
Puissance

Le montage ultra linéaire ne peut pas être utilisé avec certains tubes qui ne peuvent pas travailler avec des tensions de grille écran élevée.
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Le montage ultra linéaire a la grille écran branchée sur une partie du transformateur de sortie. La grille écran reçoit ainsi par exemple 50% de la tension alternative sur l'anode. La grille écran agit comme une seconde grille de controle, et cette tension alternative agit comme une contre-réaction, réduisant les distorsions (et également la puissance disponible, mais c'est acceptable dans un montage ultra linéaire bien conçu).

L'anode peut avoir une tension de plus de 300, or certains tubes ne peuvent pas avoir une grille écran à une tension aussi élevée. Il s'agit particulièrement des tétrodes à faisceaux dirigés. Ces tubes spécifiques étaient originellement utilisés comme tubes de déflection ligne dans les téléviseurs, mais ces tubes sont encore fabriqués à cause de leurs bonnes caractéristiques.

L'étage de puissance de l'amplificateur utilise un montage à cathode commune. Les tensions sont donc référencées par rapport à la cathode. La grille reçoit par exemple une impulsion positive, mettant le tube plus en conduction, sa tension anodique diminue donc. La tension sur la grille écran diminue aussi (de la moitié de la tension anodique dans notre exemple puisque la prise se trouve à 50%).

Dans le cas d'une tétrode à flux dirigé, la grille écran doit être alimentée avec une tension de 150V bien filtrée et de préférence également stabilisée (dans un ampli bien conçu, c'est la seule tension qui doit être stabilisée). Mais au lieu d'apporter la tension variable sur la grille écran, on peut mettre la grille écran à un potentiel fixe et apporter la tension variable sur la cathode. Entre la cathode et la grille écran, il y a dans les deux cas une tension alternative identique.

C'est la situation qui est montrée dans le cas B où le transfo de sortie a des bobinages supplémentaires (avec 1/2Np spires). Le second circuit B a la même configuration, mais avec un bobinage avec prise médiane.

Mais voila, ce montage a des effets non prévus:

  • Le courant anodique est également le courant cathodique et il y a un courant qui circule dans le second bobinage. En pratique cela ne pose pas de problème, c'est comme si le transformateur avait son bobinage d'anode dédoublé en une partie anode et une partie cathode. Dans le cas extrème (le bobinage d'anode est réduit à zéro spires) le montage est en fait un montage à anode commune (cathode suiveuse).

  • La tension sur la cathode n'est plus fixe mais est flottante. Elle varie en fait avec la tension sur la grille de commande, ce qui fait que la différence de tension alternative entre cathode et grille est très faible. La tension sur la cathode est une tension de contre réaction locale. La grille doit ainsi recevoir une tension variable beaucoup plus importante.
Dans une réalisation pratique, on ne va pas utiliser le même nombre de tours dans le circuit d'anode que dans le circuit de cathode, car la tension de commande sur la grille devrait autrement être beaucoup trop élevée. Le circuit de commande n'est généralement pas conçu pour fournir une tension variable aussi élevée (une triode peut normalement fournir une tension variable non déformée de 50Veff, or ici il faut une tension effective maximale de 300V environ). En pratique, on va utiliser un rapport de bobinage inférieur à 20% pour pouvoir se contenter d'une tension alternative qui peut être fournie sans trop de distorsions.

Certains fabricants ont produit des amplificateurs en montage "ultra linéaire modifié". Ces amplificateurs ont de très bonnes caractéristiques causée par la contre réaction locale: une linéarité exemplaire et une basse impédance de sortie. Mais ces circuits n'ont pas été fabriqués par des amateurs car ils nécessitent un transfo de puissance adapté. Le transfo doit correspondre aux caractéristiques des tubes et quand on change de tubes on devrait également remplacer les transfos. Les tubes EL34 et KT88 ont un brochage identique et peuvent être interchangés, mais pas dans ce cas particulier. De plus il faut utiliser deux triodes supplémentaires pour obtenir le sweep nécessaire.

Si on veut un montage à anode commune, on a intérêt à utiliser le montage circlotron qui ne nécessite pas de transformateur adapté (un des plus grands problèmes des fabricants artisanals). Le montage ultra linéaire est relativement peu utilisé dans les montages amateurs (à cause du transfo spécialisé). Le montage ultra linéaire modifié qui nécessite un transformateur encore plus complexe ne trouve donc aucune grâce auprès des petits constructeurs.

Et pour terminer un ampli avec montage ultra linéaire modifié. Non pas pour pouvoir utiliser une tension de grille écran moindre, mais pour pouvoir profiter de la contre réaction que ce montage procure. Le bobinage cathodique produit la même tension que le bobinage du haut parleur et développe donc une contre réaction locale.

Si on utilise un montage similaire avec par exemple des tubes EL509 modernes, on peut mettre les deux grilles écran à 160V stabilisés. Le fabricant n'utilise pas la dénomination ultra linéaire mais un nom propre à la firme (Acoustical de QUAD).

Les tubes de commande sont des EF86 (pentode préampli audio) et les tubes de puissance de KT66 (tétrodes à flux dirigé). Le signal sur l'entrée a une amplitude de 10Veff.

Les pentodes préamplificatrices fonctionnent à la fois comm montage long tail (résistance cathodique commune non découplée) et comme paraphase (grille de V2 n'est pas à la masse). L'ampli travaille en classe A (résistance cathodique) et peut fournir 30W.

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