Amplificateurs à tubes
Triode de puissance
WE300B

On utilise généralement des pentodes dans l'étage de puissance d'un ampli, mais on peut également utiliser des triodes.
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Les puristes ésotériques ne jurent que par les triodes WE300B. Avez-vous déjà regardé le prix d'une telle triode? Dix fois plus cher au minimum qu'une pentode qui produit la même puissance. Pas étonnant que ces tubes ne sont utilisés qu'en single ended (montage asymmétrique), autrement cela reviendrait trop cher!

Les triodes "garanties NOS" coûtent plus de mille euros pièce, et aux yeux des puristes, ce sont les seuls tubes valables (là ils n'ont pas totalement tord).

C'est un tube conçu Western Electric, repris par les allemands avant la seconde guerre mondiale et maintenant fabriqué en masse en Chine. Même les tubes marqués "Western Electric" sont souvent des copies chinoises. De plus, c'est une triode à chauffage direct (à cette époque la seule manière d'avoir une puissance suffisante).

Le tube doit être utilisé très près de ses caractéristiques limites et généralement il faut remplacer les triodes au bout de 1000 heures de fonctionnement.

Les circuits qui utilisent ce tube se ressemblent étrangement. Ce sont souvent des produits made in China qui ont un son desastreux pour toutes sortes de raisons (dont le décalage horaire? Des raisons plus scientifiques sont données ici). Il faut croire que les oreilles chinoises sont morphologiquement très différentes des oreilles européennes.

Circuit de base et évolution

A droite le circuit de base, suivi d'un circuit plus élaboré. A l'entrée on utilise un 6SN7 un tube qui a une très bonne linéarité, il est suivi d'un 5687 en montage SRPP (series regulated push pull) pour fournir un signal d'amplitude suffisante à la triode de puissance.

Avec un courant de 80mA, la triode de puissance WE300B est utilisée près de ses limites et malgré tout l'ampli ne peut fournir qu'une puissance de 7 à 8W. Le son est meilleur si on utilise le courant maximal admissible (100mA) et qu'on limite la tension d'alimentation pour ne pas dépasser la dissipation maximale du tube. Un courant de 100mA est autorisé si on ajuste manuellement le courant de chaque tube, autrement il faut se limiter à 70mA (tension d'alimentation de 350V) ou 80mA (300V).

Le son manque de corps si on utilise le tube avec un courant trop faible, or de nombreux fabricants tentent d'augmenter la puissance en augmentant la tension d'alimentation. C'est le truc classique avec des pentodes (où cela réussit très bien), mais cela ne marche pas avec des triodes qui ont des caractéristiques fondamentalement différentes.

Chauffage direct

La triode est à chauffage direct. Je me demande pourquoi les fabricants n'ont pas mis sur le marché une version à chauffage indirect, avec une vraie cathode. Actuellement il n'y a plus aucune raison d'utiliser un tube à chauffage direct, qui n'apporte que des inconvénients.

Le chauffage direct nécessite un bobinage séparé pour le chauffage (5V, 2A par tube).

  • Soit un redresse, on filtre et on stabilise le courant de chauffage et on peut utiliser une connection de la masse sur un coté du tube (premier exemple),
  • Soit on alimente le filament en alternatif directement à partir du bobinage, mais alors il faut un potentiometre pour réduire l'ondulation du secteur (voir second schéma).
Techniquement le second système est mieux, car il permet une émission plus équilibrée sur toute la surface du filament, mais le ronflement ne peut pas être totalement éliminé.

Tous les schémas utilisent le bias via la résistance de cathode, ce qui nécessite un bobinage (et un circuit de redressement, filtrage et stabilisation éventuel) par tube puisque la polarisation peut être légèrement différente pour chaque tube.

Les condensateurs,... Ah! les condensateurs...

La valeur des condensateurs de cathode a fait un bond énorme entre les deux schémas, ce qui n'est pas une bonne chose: on passe de 100 et 220µF à 3300µF (évidemment découplé par un second condensateur non-polarisé!). Foutaise tout cela, ces condensateurs de découplage augmentent la bande passante vers les basses fréquences, alors que le transfo ne peut pas les reproduire. L'amplificateur amplifie ainsi des fréquences inaudibles qui ne sont de toute façon pas transmises au secondaire. La triode, déjà pas très puissante, s'essoufle à amplifier de très basses fréquences qui se perdent dans le transfo. La valeur de 100µF (préampli) et 220µF (triode de puissance) suffisait amplement.

Les condensateurs de couplage ont par contre une valeur tout à fait normale. Allez comprendre ces chinois...

Avantages et inconvénients

Dans un amplificateur, les triodes ont malgré tout des avantages: elles ont une courbe plus linéaire. Cele se voit indirectement sur le graphique: la distance entre les courbes est relativement constante, ce qui signifie que pour un signal variable sur la grille, on aura un signal amplifié linéairement sur l'anode. Mais d'un bout à l'autre du tracé, les extrèmes sont courbes. Plus on s'approche de la limite, et plus l'amplification de la triode se réduit. Une triode produit un taux d'intermodulation élevé.

Une triode a une impédance de sortie plus basse qu'une pentode, qui se comporte plutot en source de courant. La triode a un taux d'amortissement plus élevé qu'une pentode. En théorie, la triode n'est pas trop regardante quant à l'impédance du transfo, mais en pratique il faut que l'impédance soit correcte pour assurer le meilleur transfert de puissance. Une pentode peut avoir un son désagréable si l'impédance n'est pas correcte, une triode va toujours fournir un son correct, mais avec une réduction de la puissance disponible.

La triode a besoin d'un signal alternatif très important sur sa grille, c'est la raison d'un étage de commande en configuration SRPP. L'amplification de la triode est très basse avec µ = 3.85 et une pente de de 5.5mA/V. La grille doit être polarisée à -70V. Comme la polarisation se fait habituellement par la résistance de cathode, cela produit une perte de tension de 70V. Il faut donc une tension d'alimentation de 370V pour obtenir une tension entre cathode et anode de 300V.

L'influence de l'anode sur la grille est importante. Dans une pentode, la grille est isolée électrostatiquement de l'anode par la grille écran. L'effet miller fait que les fréquences élevées ont tendance à être atténuées, c'est pour cela que la grille doit être commandée par un signal de basse impédance. Un montage avec pentode au contraire à tendance à rehausser les fréquences élevées (le transfo laisse mieux passer les fréquences élevées).

Il n'y a pas de contre-réaction sur ces schémas, ce serait un crime de lèse-majesté... Mais plus terre à terre, le gain du circuit est trop faible pour permettre une contre réaction! Je n'ai pas les moyens de m'acheter un tel circuit (même pas un circuit complètement monté made in China), je n'ai donc pas testé ce circuit ou sa variante. Si vous voulez un circuit ésotérique single ended, je vous recommande la super triode.

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