Amplificateurs à tubes
Etage de puissance en montage ultra linéaire
Puissance

Il est possible de réaliser un montage ultra-linéaire sans utiliser de transfo prises adaptées. Je vous montre un montage single ended et push pull.
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Pour le montage distributed loading et ultra linéaire il faut normalement utiliser un transfo adapté avec prises supplémentaires. Ces prises sont fixes (il faut rebobiner le transfo pour changer les rapports) et déterminent les caractéristiques du montage. Selon le tube utilisé il y a un point de branchement idéal.

Mode ultra linéaire avec un transfo de sortie normal

Il n'est pas courant de remplacer la prise médiane d'un transfo par deux résistances. Le courant dans la grille écran est relativement important, ce qui nécessite des résistances de valeur assez basse, par exemple 2.2kΩ et 3.3kΩ pour un rapport de 43%. Or ces résistances absorbent une puissance audio importante, l'impédance du transfo étant par exemple de 2.5kΩ (environ 1/3 de la puissance du tube est dissipé en pure perte dans les résistances).

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

Un montage push pull est une meilleure solution. Mais nous ne voulons pas utiliser de transfo ultra linéaire qui est beaucoup plus cher qu'un transfo push pull classique. Les tubes que nous pouvons utiliser dans un montage ultra-linéaire sans transfo spécial doivent avoir un courant de grille écran limité: il s'agit donc principalement de tétrodes à faisceau dirigé. Toutes les pentodes dont le pas de la grille écran correspond à celui de la grille de commande sont de bons candidats (la grille écran se trouve dans l'ombre de la grille de commande).

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.

Il faut un signal de commande plus important pour attaquer une paire de PL504: on oublie le montage cathodyne, et même le montage long tail de base montre ses limites. Ce qu'il nous faut ici c'est un montage williamson complet. Nous avons alors un ECC83 (préampli et déphaseur cathodyne) suivi d'un étage de commande qui utilise les deux triodes d'un ECC81 ou ECC82. Le montage williamson a une basse impédance de sortie qui est identique sur les deux sorties et qui reste constante selon l'amplitude. L'amplitude du signal en sortie est élevée, et cela permet de compenser le gain faible des PL504 (qui est encore plus réduit par le montage ultra linéaire). Il est possible d'utiliser une contre réaction globale.

Les deux montages sont montrés comme exemple. Cela permet de voir qu'on peut jouer à l'infini avec les différents montages. Ce montage ne doit pas être réalisé si vous ne disposez pas d'un stock important de PCL805, PL504 ou PL509/PL519.

En plus du montage triode et du montage pentode, nous avons un montage super triode où le stube 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).

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