Ampli single ended et ultra-lineair

Attention, dans certains cas, le montage ultra linéaire dans un ampli single ended n'apporte pas une réduction des distorsions. Le montage single ended produit principalement des harmoniques paires qui ne sont pas réduites par le montage UL.

Transformateurs push pull et single ended

Les transformateurs utilisés dans les amplis single ended (ainsi que les selfs de filtrage) ont des tôles empilées avec la forme E d'un côté et la forme I de l'autre pour obtenir un leger entrefer pour éviter que la tôle n'entre en saturation.

Dans le cas présent, il faudra utiliser un transformateur destiné à un ampli de 10 à 20W pour obtenir une puissance de 4W. Le transfo est alors conçu pour une puissance plus élevée et il n'y a pas de risque qu'il entre en saturation malgré le courant continu permanent. Utiliser le tube à la tension la plus élevée possible (300V pour un EL84) avec un courant de plaque plus faible pour limiter la dissipation (30mA).

Mode ultra linéaire avec un transfo de sortie normal

Les pentodes de déflection ligne ne peuvent normalement pas être utilisées dans un montage ultra linéaire, à cause de la tension sur la grille écran qui doit être plus basse que la tension d'anode. Même si on trouve un transfo à l'impédance adaptée des tubes de ligne, il est pratiquement impossible de trouver un transfo pour montage ultra-linéaire à cette impédance particulière.

Par contre, un schéma de principe que j'ai trouvé dans un bouquin qui date des années 1990 est repris à gauche (il manque la résistance cathodique). Il est destiné aux tubes de déflection ligne (genre PL504 et PL519) qui ont une impédance de sortie plus basse, qui doivent avoir une tension sur la grille-écran plus basse et qui produisent des déformations plus importante en mode pentode.

L'impédance anodique des tubes PL504/PL519 ou EL509 est plus basse, et celle de la grille écran est plus élevée, ce qui nous donne un rapport de résistances plus favorable où la puissance perdue dans les résistances est limitée. En comparaison des pentodes classiques, ces tubes nécessitent un courant moins important sur g2 et on peut donc utiliser des résistances de valeur plus élevée.

La tension de g2 doit être de 160V au maximum et 50V au minimum (cela dépend de la tension d'alimentation et du point de fonctionnement du tube). Le rapport des résistances correspond environ à un rapport de 20%, optimal pour les tétrodes à flux dirigé.

Pour une tension anodique de 280V nous fixons le courant à 60mA pour rester en deça de la dissipation maximale. Nous obtenons une puissance de 5W, à peine un peu plus qu'un ampli single ended avec EL84. Il est nécessaire d'utiliser un transformateur single ended qui peut absorber 60mA sans saturer. Nous remplaçons ici le problème du transfo ultra-linéaire par le problème du transfo single ended.

Mode ultra linéaire avec transfo push pull classique

Nous avons le PL504 (dissipation de 16W) et le PCL805 (dissipation de 8W à la pentode). Ce dernier tube était destiné à la déflection trame des téléviseurs monochromes.

Nous ne décrivons pas le circuit: si on utilise des PCL805, il faut un préampli, un déphaseur cathodyne et les deux pentodes de puissance. Un exemple d'ampli push pull avec PCL805 se trouve ici. Les pentodes peuvent être polarisés par une résistance cathodique commune découplée par un condensateur (solution de facilité) ou on peut utiliser une tension de polarisation négative qui permet un rendement un peu plus élevé.

Si la tension d'alimentation est de 280V nous mettons le courant anodique à 25mA. Le pont de résistances nous donne la bonne tension de la grille écran. Une partie du pont de résistances est découplé pour avoir un branchement ultra-linéaire à 25%. Le pont de résistances est ainsi utilisé à la fois pour la polarisation statique des grilles écran et pour le fonctionnement ultra linéaire.

Le fonctionnement d'une pentode en mode ultra linéaire réduit son facteur d'amplification (il s'agit d'une contre réaction locale). Une contre réaction globale n'est plus possible si on utilise deux PCL805 par canal (le gain total est trop faible). Les pentodes doivent recevoir un signal de commande si important, que le cathodyne s'approche de ses limites de fonctionnement.

Le pont de résistances a un effet positif sur le transfo de sortie: les résistances amortissent le transfo quand celui ci travaille à pleine puissance sans haut parleurs (risque de claquage des bobinages).

Un autre tube qui peut être utilisé, c'est par exemple le PL504 (une paire par canal). On peut augmenter le courant anodique à 50mA. Les trois résistances doivent avoir une valeur de 10k, 4.7k et 22k.
* La résistance de 22kΩ (33kΩ sur le schéma) peut être réduite à 0 (avec élimination du condensateur) si on adapte la tension de g1.

Triode et pentode en parallèle

Tout comme avec le montage ultra linéaire qui donne un meilleur résultat que le montage triode ou pentode, ce montage a des caractéristiques qui ne sont pas apparentes à première vue. La polarisation est réglée telle que les triodes sont en permanence en conduction (classe de fonctionnement A) tandis que les pentodes sont polarisées en classe AB. Cela est réalisé par la tension de grille écran qui est plus basse pour les pentodes que pour les triodes.

A faible volume, ce sont les triodes qui fournissent la puissance: on a ainsi les caractéristiques plus linéaires du montage triode, qui sont encore améliorées par le fonctionnement en classe A. A puissance plus élevée, ce sont les pentodes qui prennent le relais, n'ayant pas de contre réaction locale (de l'anode vers la grille écran). L'amplificateur peut fournir une puissance élevée tout en ayant les bonnes caractéristiques d'un amplificateur avec étage de puissance avec triodes.

On peut utiliser ici tous les types de tubes qui d'origine n'ont pas de trop bonnes caractéristiques en mode pentode, comme les tubes 6V6, 6L6 ou EL34. La puissance totale est un peu plus élevée qu'avec un montage pentode seule (on ne gagne pas beaucoup en puissance). Par contre on peut en théorie mélanger les tubes: deux tubes qui fonctionnent bien en mode triode et deux tubes qui ont une puissance élevée.

Ce montage montre qu'avec les lampes, on peut varier les plaisirs à l'infini....

En plus du montage triode et du montage pentode, nous avons un montage enhanced triode où le tube est commandé via sa grille écran. Ce montage est généralement utilisé pour les tube de déflection ligne utilisés en single ended (montage asymmétrique à un tube de sortie).