Amplificateurs à tubes
L'étage de puissance
KT66, KT77, KT88,...

Les tubes américains KT66, KT77, KT88 (jusqu'à KT150) sont des tétrodes à flux dirigés.
-

-

Contrairement aux tubes 6V6 et 6L6, les tubes KT66 et KT88 ont été conçus dès l'origine comme des tubes de puissance audio. Pour améliorer les caractéristiques, il faut augmenter la distance entre l'anode et les grilles. Ces tubes sont donc plus gros que les tubes européens et les tubes 6V6 et 6L6. Cet enbonpoint est caractéristique de ces tubes. On trouve de nombreuses variantes comme le KT77, et même le KT120 et KT150. Le KT150 a une dissipation de plaque de 70W et permet de réaliser un amplificateur de 200W. Ce dernier tube a une forme arondie comme une lampe d'éclairage pour améliorer la dissipation.

Le but était à l'origine de produire le plus de puissance possible avec pas trop de distortion, en tout cas moins qu'avec un ampli avec des tubes 6L6 (sonorisation dans les cinémas, les salles de fêtes,...). Plus tard ces tubes ont également été utilisés dans des montages plus soignés pour des application hifi (studios d'enregistrement, pour finalement aboutir chez le particulier).

Notez également l'existence d'un type KT77 compatible avec le tube européen EL34 (mais un peu plus puissant). C'est une tétrode, alors que le EL34 est une pentode. Pour les amateurs, le son est nettement différent, le KT77 produisant un son avec des basses plus présentes. Tous ces tubes ont un socquet octal et un brochage identique et il est possible de les interchanger en modifiant simplement la polarisation.

Remplacement des tubes par des tubes plus puissants

Si dans un amplificateur vous remplacez les tubes par une version plus puissante, il faut adapter la polarisation pour avoir un courant de plaque identique aux tubes originaux. En effet, le transfo de sortie est conçu pour une impédance donnée, et donc un courant de plaque bien défini. Par contre, on peut profiter de la réserve de puissance des tubes plus puissants. Ces tubes dureront également plus longtemps, car il ne sont pas utilisés au maximum de leurs capacités.

Il faut tenir compte des caractéristiques des autres composants (résistances de cathode, transformateur de puissance et diodes de redressement (s'il s'agit de tubes; si on utilise des diodes au silicium, un passage de 100 à 125mA n'est pas conséquent, les diodes de redressement de type 1N4007 sont conçues pour un courant de 1A).

KT66

Le premier schéma montre un amplificateur qui peut fournir 50W. Une telle puissance était très élevée pour l'époque (juste après la seconde guerre mondiale). Les condensateurs de filtrage avaient des valeurs de 16µF (500V) et 8 ou 2µF pour les étages préamplificateur. La qualité sonore n'était pas optimale, mais ces amplificateurs étaient utilisés exclusivement pour la sonorisation de salles de spectacle et de cinéma. Qui pouvait se payer à l'époque un amplificateur de 50W?

Pour obtenir une telle puissance, on passe à une tension d'alimentation de 500V et la polarisation des tubes de puissance est effectuée par une tension négative sur les grilles de commande. La tension de 500V est rabaissée à environ 385V par un tube néon qui produit une chute de tension de 130V et sert pour le reste de l'ampli.

Le circuit est simple: une pentode préamplificatrice pour avoir le gain le plus élevé possible, une triode pour le déphasage et finalement les deux tubes de puissance. Il n'y a pas de contre-réaction, cela aurait nécessité un étage supplémentaire. Le but de cet ampli, c'est de la puissance, coute que coute (et au coût le plus bas possible).

Le second schéma est tout différent, sa puissance est limitée à 15W (avec un taux de distortion inférieur à 0.1%). Quand on fait travailler les tubes de sortie à une puissance plus faible pour obtenir un taux de distortion très faible, il faut également que les étages préamplificateurs soient à la hauteur.

Et comme préamplificateur et étage de commande, nous avons un montage Williamson qui permet une très grande symmétrie et un swing important du signal de commande des tubes de puissance.

Le montage Williamson que nous voyons ici dans toute sa splendeur se compose d'un étage amplificateur normal avec couplage direct à l'étage déphaseur cathodyne. Le couplage direct permet de réduire le déphasage et permet d'éliminer le condensateur de 100 à 500pF sur la ligne de contre-réaction. Si le signal au premier étage ne passe que de 1.9V à 2.7V, c'est à cause de la contre-réaction. Cet étage est suivi d'un étage long tail (ou Mullard) qui permet un swing plus important tout en augmentant la symmétrie des deux signaux grâce à la résistance cathodique commune non découplée. Cet étage amplifie environ 10×.

On a un réglage de l'amplitude des deux sorties, un équilibrage des courants dans les tubes de puissance et un réglage de courant de repos (ce sont les trois réglages successifs). La résistance cathodique commune n'est pas découplée, ce qui améliore encore un peu les caractéristiques de l'ampli.

L'amplificateur peut avoir tendance à osciller à haute fréquence quand il est employé à haute puissance. On élimine cette tendance en réduisant la bande passante de l'ampli par un condensateur de 100pF entre l'anode du premier tube et la masse. Utilisez la capacité la plus basse possible pour ne pas rogner sur les aigues.

Les tétrodes à flux dirigé fonctionnent en mode triode, ce qui explique la puissance disponible relativement faible pour une tension d'alimentation de 450V et un courant de 125mA (dissipation de 56W dans les deux tubes de puissance). Avec un montage ultra linéaire on peut passer à une puissance de 30W avec le même taux de distortion, mais les transformateurs à double prise médiane au primaire devaient être bobinés sur mesure et étaient donc très chers.

Notez que l'amplificateur nécessite un préamplificateur pour faire passer le signal à l'entrée à 1.9V.

KT88

Le tube KT88 est la version (encore) plus musclée du KT66. Si le KT66 a une dissipation de plaque maximale de 25W, le KT88 peut dissiper 42W sur la plaque.

Le schéma montré ici permet de fournir une puissance de 70W en montage ultra-linéaire (prise à 40%). En montage tétrode on atteint facilement 100W avec une distortion plus élevée. Le premier étage est un montage long tail (ou Mullard) qui est alimenté avec une tension négative pour permettre d'avoir une résistance cathodique de valeur élevée. Cette combinaison permet également d'envoyer la contre-réaction sur le second tube.

L'étage de commande est ici aussi un montage mullard avec une résistance de cathode de valeur élevée, ce qui améliore la linéarité entre les deux sorties. La bande passante de l'ampli est limitée ici par deux petits condensateurs de 5ùF entre anode et grille.

La polarisation de l'étage de puissance se fait avec une tension négative, c'est la méthode la plus souvent utilisée quand on veut le plus de puissance possible.

Bien que ce tube est normalement destiné à un amplificateur push pull, un montage single ended est également possible et produit une puissance de 12W. Le tube KT150 permet lui une puissance de 20W.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's

-