Amplificateurs à tubes
L'étage de puissance
6V6, 6L6

Les tubes 6V6 et 6L6 sont des tubes américains qu'on retrouve couramment dans des amplificateurs à lampes. Ce sont de tétrodes à flux dirigé.
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Les tubes américains 6V6 et 6L6 sont des tétrodes à flux dirigés. Pourquoi, alors que les tubes européens sont principalement des pentodes (EL84 et EL34)? C'est à cause du brevet que Philips a déposé, et qui empèchait les américains d'utiliser des pentodes. Ils se sont rabattus sur des tétrodes à flux dirigé et le résultat est très bon.

Une tétrode à flux dirigé a généralement un meilleur rendement qu'une pentode pour une puissance identique. Le courant de grille écran est très faible, 2.2mA, une des caractéristiques des tétrodes à flux dirigé. On a ainsi fabriqué des radios portatives avec un tube de puissance 6V6 alors qu'on n'a pas fabriqué de radio portatives avec les pentodes européennes classiques (on utilisait des tubes spécifiques à chauffage direct).

6V6

Les caractéristiques du tube sont les suivantes (6V6GT = glass tube):
  • En montage single ended:
    Tension maximale: 285V, courant de plaque: 35mA, dissipation d'anode: 12W, tension de polarisation de grille: -13V, puissance sonore: 5W pour une distortion de 5%.

  • En montage push pull:
    Tension maximale: 285V, courant de plaque: 35 - 45mA, tension de polarisation: -19V, puissance sonore 14W avec un taux de distortion de 3.5%.
On a rapidement remarqué que le tube pouvait fonctionner avec une tension de plaque plus élevée, la valeur de la haute tension étant limitée par la tension maximale sur g2 de 285V. Si on augmente la tension d'alimentation, on perd la possibilité d'utiliser un montage ultra-linéaire.

Ce tube était utilisé dans les radios et les téléviseurs comme étage de puissance audio, généralement en configuration single ended. L'équivalent européen est le tube EL90 très peu connu. A la puissance maximale, ce tube qui utilise une enveloppe de verre plus petite devient très chaud.

Dans les téléviseurs qui utilisent une chaine série pour le chauffage, on utilise le tube 5AQ5 dont le courant de chauffage est de 600mA. En Amérique la tension du secteur est de 115V, on a décidé d'utiliser une chaine à 600mA au lieu d'une chaine à 300mA comme en Europe (tubes de la série "P"). En se basant sur le type de tube, il n'est souvent pas possible de déterminer le type de chauffage ni la fonction du tube,

Le premier schéma montre la configuration classique d'un amplificateur push pull. L'étage préamplificateur et déphaseur est une configuration paraphase tout à fait classique. Le second schéma provient justement de la page consacrée au montage paraphase. On remarque le même montage et la même valeur des composants.

Cet amplificateur peut fournir une puissance de 12 à 15W selon les tubes utilisés. Ce tube étant très connu, on voit de nombreuses versions, des versions chinoises moyennes et des tubes 6V6S ayant une dissipation plus élevée.

Il est possible de remplacer les tubes par un ECC83 et deux EL84 sans modification du schéma, mais le socquet des tubes est différent. Les tubes EL84 fonctionnent bien en deça de leurs limites et on obtient un taux de distortion inférieur à 1% en montage ultra linéaire.

6L6

Il s'agit d'une version plus puissante du tube 6V6, ces deux tubes ont été développés indépendamment vers 1935. Le tube 807 est identique, mais avec une connection sur le dessus du verre, il était principalement utilisé comme tube pour la déflection ligne, la connection de l'anode sur le haut du tube permettait d'éviter les arcs. Le 807 était également utilisé dans les émetteur radio amateur (tout comme les tubes européens PL504!). Une équivalence européenne (en ce qui concerne la puissance) est le tube EL37, le prédécesseur du tube EL34 bien connu.

Le tube 6V6 est une bonne à tout faire, ce n'était à l'origine pas un tube destiné spécifiquement à l'amplification audio de qualité, le tube avait à l'origine un coude assez important, moins qu'une vraie tétrode, mais plus qu'une pentode. Une autre version est le KT66 qui a une cathode plus large et plus épaisse. Ce tube est destiné à des applications hifi et a des caractéristiques plus linéaires ("KT" veut dire "kinkless tetrode", tétrode sans coude). Actuellement les deux tubes ont des caractéristiques pratiquement identiques, il y a plus de différences entres les version 6V6 de différents fabricants, qu'entre les tubes 6V6 et KT66 d'un même fabricant. Je ne reprend donc pas les caractéristiques d'un amplificateur, elles sont très différentes selon la tension d'alimentation et le type de montage (pentode normale ou montage ultra-linéaire).

Le tube qu'on trouve actuellement est la version 6L6GC. Le schéma ressemble fort aux schémas précédents, mais le tube déphaseur 6SL7 a une résistance d'anode différente pour les deux anodes. Un second étage en configuration mullard est nécessaire pour arriver à une amplitude suffisante car on utilise une contre-réaction, ce que les deux schémas précédents n'avaient pas . Ce circuit donne une puissance de 20W avec un taux de distortion inférieur à 1%. En augmentant la tension on passe aisément à 30W, mais on perd le montage ultra-linéaire.

Et puis un schéma en configuration SIPP (self inverting push pull), le 6L6 peut vraiment être mis à toutes les sauces. C'est un circuit qui a été conçu pour obtenir une puissance plus élevée qu'avec un seul 6L6, mais sans devoir ajouter un étage déphaseur. Remarquez le nombre de composants limité au maximum: à part le tube de puissance supplémentaire, il n'est pas plus élevé qu'avec un montage single ended.

La puissance relativement élevée du 6L6 permet un tel montage car le circuit SIPP ne permet pas de tirer avantage d'une polarisation en classe AB: le premier tube push pull doit nécessairement travailler en classe A, et donc le second tube doit également fonctionner de la même manière. On obtient en fait une puissance double d'un amplificateur single ended avec les mêmes paramètres de fonctionnement. Un vrai montage push pull aurait fourni une puissance quadruple: 5W en montage single ended, 10W en montage self inverting et 20W en montage push pull vrai.

Contrairement aux tubes 6V6 et 6L6, les tubes KT66, KT88,... ont été conçus dès l'origine comme des tubes de puissance audio.

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