Une des améliorations qui peuvent être envisagées est le remplacement de la polarisation des étages de puissace par résistances cathodiques par une polarisation à tension négative.

La plupart des amplificateurs ont une polarisation par résistances cathodiques qui étaient plus facile à mettre en œuvre. L'étage de puissance était auto-stabilisant et on pouvait remplacer les lampes sans devoir réajuster l'étage de puissance.

Il n'y a que les amplificateurs de sonorisation qui avaient une polarisation par tension négative, permettant une puissance plus élevée avec les mêmes lampes.

Avantages de la polarisation par tension négative

Un avantage de la tension de polarisation négative est la puissance de sortie qui peut être plus élevée. La puissance plus élevée est obtenue en fixant la tension d epolarisation, mais aussi en éliminant les pertes dans la résistance cathodique. Supposons un ampli travaillant avec une haute tension de 300V, une tension cathodique de 25V et dont la puisance est de 25W. En passant à la polarisation négative on peut obtenir une puissance de 30W.

L'amplificateur peut toujours travailler en classe A, mais la dissipation dans l'étage d epuissance sera plus élevé (à cause de l'élimination de la chute de tension sur la résistance cathodique). L'étage de puissance doit travailler avec un courant de repos plus faible (environ 1.25× plus faible), cela dépend de la tension sur la résistance cathodique.

Modifications

Avant de modifier l'ampli mesurez la valeurs des résistances de polaristion cathodique, mesurez les tensions sur les cathodes et la haute tension pendant que l'ampli fonctionne. La tension négative doit être plus grande que la tension sur les cathodes (et il faut prévoir une réserver). Si la tension cathodique est de 25V, il faut prévoir une etnsion négative de 40V.

Après avoir effectué les mesures, retirez les résistances cathodiques et les électrochimiques et remplacez-les par une résistance de mesure de 1Ω (une résistance par lampe).

Construisez un montage pour produire la tension de polarisation négative. Le montage peut être tout petit car il ne faut pas produire de puissance. On peut doubler, rectifier et filtrer la tension de chauffage ou on peut utiliser la haute tension. Utiliser la haute tension est recommandé si les lampes ont besoin d'une tension très négative.

Reliez les résistances de fuite des grilles de controle avec la tension négative via un ajustable. Réglez la tension de chaque lampe sur la valeur la plus négative possible (curseur à la tension négative).

Alimentez l'amplificateur (sans haute tension) et mesurez que chaque tension négative est plus négative que la tension cathodique mesurée en début de procédure. Eteignez l'ampli, connectez à nouveau la haute tension et ajustez la tension négative pour avoir un courant de repos qui est la moitié du courant déterminé avant la modification.

Un ampli que nous allons adapter

Le réglage peut se faire au pifomètre, à l'ouie ou avec un oscilloscope. dans le cas de l'oscilloscope, l vous faut une charge fictive. Réglez la fréquence du générateur sur un sinus de 400Hz et testez l'amplificateur avec des signaux faibles et forts. Réglez la polarisation pour ne pas avoir de distorsion de croisement (attention, avec les amplificateurs à lampes la distorsion apparait aux puissances moyennes à élevées). Réglez l'un et puis l'autre tube et passez à l'autre canal.

Maintenant que l'ampli travaille avec une polarisation négative le courant anodique de repos doit être plus nettement faible que le courant à puissance maximale. Mettez le réglage du volume à zéro et controlez le courant de repos de claque lampe. L'idéal est que le courant de repos soit inférieur à la moitié du courant de repos en fonctionnement avec résistance cathodique. La puissance dissipée dans les lampes sera moindre et les lampes fonctionneront plus longtemps.

L'amplificateur aura une impédance plus élevée si le courant de repos est nettement plus faible. faites quelques tests avec une impédance de charge plsu élevée (utilisez la sortie 4Ω au lieu de la sortie 8Ω. Il est possible qu'il faille encore modifier un peu le courant de repos.

EL84 classe A
EL84 classe AB

Vous remarquez que le courant à puissance maximale est le même dans les deux systèmes. Le puissance disponible est aussi pratiquement identique. Mais il est important de noter que dans les deux cas la dissipation maximale est dépassée (dissipation anodique de 13.8W au lieu de 12W et dissipation totale de 17.1W). Cela est moins dangereux pour l'ampli qui travaille en classe AB car le courant (et donc la dissipation dans la lampe) diminue entre les pics de puissance. Dans le cas d'un fonctionnement en classe A le courant reste élevé et la dissipation ne diminue pas beaucoup. Dans ce cas les lampes n'ont pas la possibilité de refroidir entre deux pics de musique.

Un prototype d'amplificateur utilisé pour améliorer le schéma. J'ai d'abord utilisé un meilleur transformateur de sortie, puis je suis passé d'une polarisation par résistances cathodiques à une polarisation négative. On voit à droite le petit circuit pour générer la tension négative. Les électrochimiques de la polarisation cathodique n'ont pas été retirés.

Avec la polarisation cathodique la dissipation anodique était de 9.1W pour une résistance cathodique individuelle de 470Ω et un courant de repos de 30mA. Nous avons ici aussi une dissipation trop élevée, mais ce tube y résiste bien. la puissance audio était de 13.4W.

Après le passage à la polarisation par tension négative j'avais une puissance audio de 15W. Le courant de repos était de 8mA et la dissipation faisait 2.8W. L'étage de puissance était moins chargé, mais la puissance disponible était plus élevée. Le résumé de la transformation.