Amplificateurs à tubes
Polarisation de la grille de commande
Polarisation

La valeur de la résistance de fuite des tubes de puissance a plus d'importance qu'il n'en a l'air...
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La grille de controle doit avoir une tension négative par rapport à la cathode, cela peut se faire via une résistance cathodique (surtout utilisé dans le préampli ou les amplificateurs single ended) ou via une tension négative. Dans les deux cas la résistance de fuite doit avoir la valeur la plus basse possible pour éviter que le point de fonctionnement ne se déplace quand l'ampli travaille à puissance élevée.

Si la déviation du signal sur la grille de commande doit être si important que la grille peut devenirt positive, il faut opter pour un fonctionnement en classe AB2 avec un étage de commande spécifique, mais un tel montage peut également être utilisé pour mieux stabiliser la tension continue sur la grille.

Exemple de tension sur la grille: nous utilisons une polarisation négative, la cathode est au potentiel de masse.

  • La tension de polarisation est de -10V. Quand il n'y a pas de modulation la grille de commande reste constamment à -10V

  • Avec un signal d'amplitude moyenne (16V crête à crête) la tension varie de -2V (-10V + 8V) à -18V (-10V - 8V). La tension sur la grille reste négative par rapport à la cathode et l'ampli fonctionne normalement.

  • Avec un signal de forte amplitude (26V crête à crête) la tension devrait aller de +3V (-10 + 13V) à -23V (-10 - 13V). La tension sur la grille devient positive et la grille de controle agit comme l'anode d'une diode, limitant l'excursion positive. Le condensateur de couplage est chargé et la tension moyenne passe à -13V. La tension nagative minimale est de -26V (-13V - 13V).

Le résultat c'est que la distorsion de croisement peut augmenter pendant les pics sonores. Cet effet est heureusement peu audible car il est noyé par le message musical. C'est une bonne chose, car la contre réaction ne peut pas éliminer ce phénomène car aucun des tubes n'est en conduction à ce moment.

Il est important que la tension retourne rapidement à sa valeur nominale. C'est pour cela que la résistance de fuite et le condensateur doivent avoir une valeur pas trop élevée. La constance de temps doit être située entre 0.1 et 1 seconde (et de préférence entre 0.1 et 0.2s). Des valeurs adéquates pour un ampli avec des tubes EL84 sont C = 0.047µF et R = 220kΩ. C'est un amplificateur de puissance relativement modeste et il est important de ne pas perdre de la puissance en tentant de reproduire des fréquence subsoniques.

Il faut qu'il y ait également une correspondance entre la résistance de fuite (par exemple 220kΩ) et la résistance anodique du tube de commande (qui ne devrait pas être supérieure à 47kΩ, pour un rapport de 5 à 1). Si l'étage de commande a une impédance de sortie trop élevée il peut se produire des distorsions du signal. Il faut également tenir compte de la capacité de Miller (capacité entre la grille de commande et l'anode).

La contre réaction va augmenter l'effet: la grille ne peut pas devenir positive, ce qui limiter le courant anodique maximal. La contre réaction va tenter de contrecarrer cette limitation en produisant un signal de commande encore plus fort, qui va encore rendre la tension moyenne sur la grille de commande plus négative. Le tube est complètement étranglé au lieu de fournir plus de puissance.

Dans le cas d'amplificateurs de puissance élevée il peut être interessant de passer à une commande directe de la grille (sans condensateur de couplage). Un tel montage est utilisé dans les amplificateurs qui peuvent passer momentanément en classe AB2 mais est également utilisé pour stabiliser le point de fonctionnement d'amplis qui restent en classe AB1. Les amplificateurs McIntosh Unity Coupled utilisent une commande directe des tubes de puissance a cause du sweep (déviation alternative du signal de commande) qui doit être très importante.

Encore une petite note pour terminer: si l'alimentation est un peu faiblarde (la tension chute à puissance élevée), il peut être utile d'avoir une résistance de fuite de valeur plus élevée (par exemple 470kΩ pour un EL84/EL86). Lors des pics de puissance la grille devient plus rapidement négative, ce qui réduit un peu le courant anodique moyen. La distorsion de croisement augmente, mais cela s'entend moins qu'un amplificateur qui s'effondre parce que la tension d'alimentation diminue.

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