Quand le tube amplifie du signal alternatif, il se produit un léger déplacement du point de fonctionnement. En moyenne, le courant dans le tube augmente un peu, ce qui fait se déplacer le point de fonctionnement qui se dirige de la classe A vers la classe AB. C'est généralement une bonne chose, car cela permet de produire une puissance un peu plus élevée. A basse puissance les tubes fonctionnent en classe A, qui produit moins de distorsions. Plus la puissance augmente et plus le point de fonctionnement se déplace vers la classe AB.

L'autobias apparait avec tous les montages qui ont une résistance de polarisation cathodique. L'effet est plus ou moins présent, il est par exemple très apparent avec les tubes PCL805 qui peuvent fournir un courant important.

Les systèmes avec résistance de polarisation cathodique et condensateur électrolytique ne peuvent pas être mesurés correctement avec un signal sinusoïdal (par exemple pour mesurer la puissance et la distorsion). Quand on mesure les caractéristiques de l'amplificateur à forte puissance, les tubes fonctionnent en classe AB, mais en pratique l'amplificateur est utilisé pour amplifier de la parole ou de la musique. L'amplificateur ne travaille que très peu en classe AB. C'est ici qu'est apparu le terme de "puissance musicale" pour définir la puissance instantanée de l'amplificateur. Un ampli peut ainsi avoir une puissance musicale de 100W, mais une puissance continue de 30W.

A droite le signal d'un oscilloscope: en cyan le signal à l'entrée et en orange le signal à la sortie avec une amplitude de 4Vpp (puissance de 250mW pour un ampli qui peut fournir 50W). Le polarisation négative de la grille est trop importante.

Lors du passage d'une amplitude positive à une amplitude négative (et inversément) il y a une distorsion de raccordement (crossover). Il y a un court moment où les deux tubes ne sont pas ou trop peu en conduction. Cela peut se produire avec des amplis à lampes où on recherche la puissance maximale (amplificateurs de sonorisation). La distorsion de raccordement est plus manifeste dans les passages à bas volume, mais l'effet est beaucoup plus progressif qu'avec des transistors. L'effet avec des tubes ne s'entend pas tellement, nos oreilles y sont moins sensibles, pour autant que la courbe n'est pas hachée.

Dans un amplificateur à lampes, il peut arriver que le transfo de sortie oscille à haute fréquence (oscillations amorties ou "ringing") lors du passage d'un tube à l'autre. Un filtre de boucherot (10kΩ - 10nF) branché en parallèle sur le primaire peut éviter ces oscillations..

La distorsion de raccordement avec un amplificateur à transistors.

Les transistors commutent brusquement et produisent un effet qui est très audible.

La mesure de puissance est effectuée avec une polarisation négative fixe de la grille de controle. Cette puissance représente la puissance disponible pour la reproduction de la musique et de la parole. Si un signal sinusoidal constant est envoyé sur la grille de controle, la polarisation de la résistance cathodique va changer à cause du courant anodique et de grille écran accrus. Cela a comme effet une réduction d'environ 10% de la puissance disponible.

A cette époque la plupart des amplificateurs avaient une polarisation par résistance cathodique, plus simple à mettre en œuvre et l'indication "fixed bias" veut en fait dire que la puissance est mesurée avec une polarisation fixe, mais que l'ampli est utilisé en pratique avec une polarisation par résistance cathodique. Le condensateur de 50µF est suffisant pour maintenir la tension constante pendant les pics musicaux.

En principe l'auto bias est une bonne chose, car il permet un courant de repos plus élevé à faible puissance (élimination de la distorsion de croisement) et un déplacement du point de fonctionnement vers la classe AB à puissance élevée.

Mais dans un amplificateur mal conçu la puissance dissipée dans les tubes de puissance est plus élevée quand l'ampli ne doit pas amplifier de signal. Ce phénomène à plusieurs causes:

1. Condensateur de couplage A et résistance de fuite vers la masse
   Même si l'amplificateur n'est pas commandé jusqu'en classe AB2 (avec un courant de grille) il peut apparaitre une tension de polarisation plus négative à plein volume.

2. Condensateur de découplage B et la résistance cathodique
   Quand l'ampli doit amplifier un signal d'amplitude élevée, le courant dans le tube augmente et la chute de tension aux bornes de la résistance également.

3. Alimentation des grilles écran C via une résistance et un condensateur
   Si on utilise une résistance et un condensateur pour diminuer la tension sur la grille écran, on a ici aussi une tension variable qui dépend de la puissance que l'(ampli fournit. Les grilles écran tirent 5mA au repos et 12mA à puissance élevée.

1. Il n'est pas possible d'éliminer le condensateur de couplage dans un montage standard, mais on peut placer un étage de commande supplémentaire (voir zie fonctionnement en classe AB2).

   Autrement on peut réduire la valeur du condensateur de couplage pour que l'ampli récupère plus rapidement après un pic de puissance: une constance de temps (RC) de 100 à 250ms est bonne.

2. On peut utiliser une polarisation comùbinée polarisation négative fixe + résistances cathodiques. On a ainsi les avantages des deux systèmes. On peut réduire la valeur de la résistance cathodique et la tension négative ne doit pas être si élevée. Une valeur de 100Ω est idéale.

3. On peut utiliser une alimentation stabilisée pour la tension des grilles écran (dans un ampli à lampes c'est la seule tension qui devrait être stabilisée).

   Si la tension réduite sert également à alimenter le préampli, il y a un risque accru de distorsions à cause de la tension d'alimentation du préampli qui fluctue (avec risque d'oscillations basse fréquences).

La commande des tubes de puissance se fait par une triode supplémentaire qui est couplée directement à l'étage de puissance (amplificateur travaillant en classe AB+). Le point de fonctionnement des tubes de puissance reste parfaitement stable.

L'amplitude élevée sur la grille de commande produit un léger courant de grille qui déplace le point de fonctionnement vers la classe C. Quand l'amplitude diminue, les tubes ne sont pratiquement plus en conduction et n'amplifient que très peu (blocking). Cela dure environ 300ms avant que la polarisation ne revienne à sa valeur correcte.

La haute tension et le courant anodiqhe chutent quand l'ampli doit fournir une puissance élevée. Ici aussi on a un bloquage, mais il n'est pas aussi prononcé car l'ampli ne pouvait pas fournir sa puissance maximale. la récupération est progressive.

Les effets néfastes d'un montage auto bias mal conçu sont augmentés par une contre réaction, surtout si elle est (très/trop) énergique. La réduction de l'amplification (par la polarisation plus négative) est compensée par un signal de commande plus grand, qui va augmenter le phénomène. La marge de bloquage de l'ampli est réduite par la contre réaction.