Amplificateurs à tubes
Etage de puissance en montage ultra linéaire
Puissance

La contre réaction via la cathode est souvent associée au montage ultra linéaire. Ce type de montage permet d'augmenter la linéarité de l'étage de puissance mais nécessite un étage d'attaque qui peut fournir un sweep élevé.
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Voici trois montages ultra linéaires modifiés (avec contre réaction sur la cathode). C'est la suite de l'article consacré au montage ultra linéaire modifié. Le bobinage cathodique fait partie du transformateur de sortie, il est couplé magnétiquement au bobinage anodique.

Tous ces montages nécessitent un signal double déphasé à 180° avec une amplitude du signal sur la grille de commande très élevée, puisqu'il faut compenser la contre-réaction sur la cathode. Le montage cathodyne est évidemment exclu, seul un montage avec tube d'attaque spécifique (comme le montage Williamson) peut être utilisé.

J'ai testé certains montages et il faut un signal d'amplitude si élevée que seul un tube d'attaque conçu spécialement comme étage de puissance vidéo dans les téléviseurs peut faire l'affaire (PL83, PL802,...) pour obtenir un signal d'attaque linéaire. Si on utilise une triode classique (ECC82) la distorsion est produite principalement au niveau du tube d'attaque, pas au niveau du tube de puissance.



Ce montage est utilisé principalement quand le rapport de bobinage à l'anode correspond à celui de la cathode. L'amplitude du signal sur la cathode est donc identique à l'amplitude sur l'anode. Le signal d'attaque doit être encore plus grand si on veut espérer une amplification du signal.

Ce circuit nécessite le signal d'attaque le plus important, justement parce que le signal sur la cathode est très important. Il faut donc un signal d'attaque particulièrement fort.

Dans un montage standard (voir schéma 2), le problème est encore amplifié par le signal sur la grille écran, qui est à un potentiel fixe. L'amplification de la pentode ou de la tétrode à faisceaux dirigés est encore plus réduite à cause du potentiel fixe sur la grille écran.

Pour malgré tout avoir une amplitude suffisante, on va prélever le signal de la grille écran sur l'anode du tube inverse. Le signal a la même amplitude et phase que sur la cathode et le montage se comporte comme un amplificateur dont la tension sur la grille écran est fixe par rapport à la tension sur la cathode. C'est le montage unity coupled décrit plus en détail ici. Un tel amplificateur utilise souvent un bobinage bifilaire pour avoir un meilleur couplage entre les deux bobines.




Le second montage utilise un rapport de transformation inférieur sur la sortie cathode. Dans un circuit de test j'ai utilisé la sortie haut parleur du transfo pour alimenter la cathode (montage single ended). C'est le premier montage sur la page d'un amplificateur single ended parafeed.

Je me suis alors rendu compte qu'une triode classique ne pouvait pas fournir l'amplitude nécessaire pour attaquer le tube de puissance (le PL504 que j'utilise n'est pas très sensible). Ici aussi, il faut donc un tube d'attaque qui a un sweep important (en plus des tubes cités plus haut on peut utiliser les pentodes ECL82 et ECL84).

Certains tubes (tétrodes à faisceaux dirigés) n'aiment pas trop que la tension sur la grille écran soit au même niveau que la haute tension. Les résistances cathodiques ont une très faible valeur et servent à mesurer le courant dans le tube de puissance correspondant (1 à 10Ω).




Ce montage utilise la pentode branchée en triode. C'est un système que je ne peux absolument pas recommander. Beaucoup de puristes veulent utiliser des triodes comme étage de puissance, et quand ils se rendent compte qu'elles sont particulièrement chères (et nécessitent souvent un chauffage direct) ils se rabattent sur des pentodes branchées en triode.

Le rendement énergétique d'une triode est moins bon que celui d'une tétrode ou pentode et le facteur d'amplification est plus faible et cela reste d'application quand on branche la pentode en triode. Par contre le facteur d'amortissement est plus élevé, mais on peut plus facilement obtenir un facteur d'amortissement élevé avec un autre type de contre réaction locale.

Une triode produit en fait beaucoup plus de distorsions qu'une pentode, mais ces distorsions sont des harmoniques paires qui dérangent moins. Les pentodes produisent des harmoniques impaires qui donnent un son plus désagréable. On peut combiner les deux dans le montage ultra linéaire classique qui réduit à la fois les harmoniques paires et impaires sans trop réduire le gain de l'étage.

Nous avons ici deux phénomènes qui jouent pour réduire l'amplification de l'étage: le fonctionnement en triode qui réduit fortement le gain du tube et la contre réaction qui agit sur la cathode et limite aussi l'amplification.

Ce montage doit donc nécessairement utiliser un rapport de transformation moindre pour le bobinage cathodique. L'utilisation des pentodes en mode triode n'apporte pas un plus en ce qui me concerne. C'est donc un montage à éviter.

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