Amplificateurs à tubes
intermodulation, contre-réaction, harmoniques,...
Petits détails

Cette page contient quelques détails techniques qui sont importants si vous construisez vous-même votre ampli.
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Les amplificateurs pour usage domestique travaillent généralement à une puissance relativement basse. C'est bien d'avoir un ampli de deux fois cent watt (un peu moins pour les voisins), mais c'est le premier watt qui compte. La puissance demandée en utilisation courante ne dépasse pas le watt per canal. A une telle puissance l'ampli a lampe a de meilleures caractéristiques, car il n'y a pas de distortion de croisement (crossover) car à une telle puissance les amplis à lampes travaillent encore en classe A. Et quand ils passent en classe AB, c'est très graduel et cela n'influence pas le son.

Sur les pages précédentes, nous avons parlé de l'étage de puissance. Pour construire un amplificateur à lampes, on se base sur un schéma, et on l'adapte selon ses goûts, mais également parce qu'on doit remplacer certains composants qui ne sont plus vendus. Voici quelques articles qui n'ont pas trouvé de place ailleurs.


PL802


PL83


Mon amplificateur oscille...

Vous avez constuit un amplificateur en vous basant sur un circuit qui a fait ses preuves.

Et pourtant, votre ampli se met à osciller dès qu'on augmente le volume
(ou il produit un ronflement très audible).



Le premier tube à droite est un PL802, un tube qui était utilisé comme étage de puissance vidéo dans les téléviseurs couleur. Ce tube a la transconductance (pente) la plus élevée de tous les tubes européens, meêm plus que le tube correspondant qui était utilisé dans les télés noir et blanc (PL802: S= 40mA/V, PFL200: S=21mA/V). Un gain si élevé est atteint par une construction bien spécifique du tube, avec la grille de commande qui se trouve très près de la cathode (non visible sur la photo). La grille qui est bien visible est la grille écran qui forme un écran électroqtatique entre la cathode et la grille de commande et l'anode. Il n'y a pas de grille suppresseuse mais des plaques de déflection comme dans les tétrodes à flux dirigé. Le tube n'est donc pas une vraie pentode. L'anode est de petite taille et situé à distance de toutes les électrodes pour limiter les capacités parasites.

Le tube permet une dissipation à l'anode de 6W et on pourrait l'utiliser comme tube de puissance audio, mais ces tubes sont devenus extrèmement rares. Le tube peut fonctionner jusqu'à une fréquence de 6MHz. Comme le tube a un facteur d'amplification très élevé, il ne faut même pas de triode préamplificatrice.

Le PL83 est également un tube de puissance vidéo qui a été utilisé avant l'apparition du PFL200. C'est un tube avec des caractéristiques différente du EL84. Ne confondez pas un PL84 avec un PL84!

On voit sur la seconde image l'anode du PL83 avec la grille écran et la grille suppresseuse (c'est une vraie pentode). La grille de commande est placée très près de la cathode.

Intermodulation, harmoniques, distortion et clipping
L'intermodulation se produit quand un signal complexe passe par un circuit non linéaire. L'intermodulation est utile dans les modulateurs (radio) et les changeurs de fréquence, mais n'a pas sa place dans les amplificateurs.

Les résistances d'arrêt
Les résistances d'arrêt servent à éliminer les oscillations haute fréquence que certains tubes peuvent produire. Une alternative aux résistances d'arrêt est montrée. On recommande de placer des résistances d'arrêt même si l'amplificateur est parfaitement stable à toutes les fréquences. Des oscillations peuvent se produire quand les tubes vieillissent.

La polarisation des tubes
La grille de commande d'un tube doit être polarisée négativement par rapport à la cathode. Comment cela est-il réalisé?

Les classes de fonctionnement
Les classes A, AB, B, C,... et ses variantes.

Transformateur de sortie
Le transformateur de sortie détermine en grande partie les caractéristiques de l'ampli. Nous décrivons les caractéristiques d'un bon transfo, puis nous montrons l'utilisation d'un transfo d'alimentation comme transfo de sortie, l'utilisation d'un transfo toroïde. L'utilisation d'un transformateur pour ligne de 100V est décrit ici.

La contre-réaction
La contre-réaction ou feedback permet d'améliorer les caractéristiques d'un ampli: réduction des distortions, amélioration de la bande passante, facteur d'amortisement plus élevé,... La contre-réaction réduit par contre le gain de l'amplificateur.

Le facteur d'amortissement
Le facteur d'amortissement est fortement lié à la contre réaction, qui permet d'améliorer ce facteur (qui sans contre réaction serait très bas).

L'alimentation
La diode thermo-ionique de redressement haute tension, les filtres de secteur, la tension de chauffage, l'interrupteur de stand by, la tension de polarisation négative, la tension de la grille écran des tubes de puissance,...

Un peu de théorie: les pentodes et les tétrodes à flux dirigé
On explique la raison des différentes grilles. Les tétrodes à flux dirigé n'ont pas de grille suppresseuse, la charge d'espace du flux d'électrons crée une grille virtuelle qui repousse les électrons.

Images d'oscilloscope et la réduction d'oscillations parasites
Les images d'oscilloscope permettent de voir les problèmes de certains amplificateurs (oscillations haute fréquence, manque de linéarité,...).

Combien de watts en fin de compte?
C'est facile avec un ampli à transistors: dès que la puissance maximale est atteinte, on a un écrètement qui produit une distortion aisément audible. Un amplificateur à tubes produit une distortion qui augmente graduellement. La puissance d'un ampli dépend ainsi du taux de distortion qu'on trouve acceptable.

Les tubes à grille-cadre arnaque ou utile?
Les tubes à grille cadre étaient utilisés dans certaines applications pointues (amplification VHF et UHF, moyenne fréquence,...). Certaines triodes peuvent se retrouver dans certains circuits plus ésotériques. Ces triodes doivent fonctionner sous une tension plus basse, mais avec un courant plus important.

Indicateur de courant dans les tubes de puissance
Le circuit montre le courant maximal des tubes de puissance sur un milliampèremetre et montre le tube concerné via une led. Il est également possible de sélectionner un tube à la fois pour le réglage du point de fonctionnement de chaque tube.

Amplificateur hybride
Un petit amplificateur avec un transistor (amplification microphone) et une triode-pentode.

Selfs de filtrage dans l'alimentation
Les anciens amplificateurs utilisaient une self de filtrage car les condensateurs électrolytiques avaient une valeur trop basse pour assurer un bon lissage. Mais la self peut également servir à stabiliser la tension d'alimentation quel que soit le courant consommé par l'ampli.

Les montages Mullard
Les montages Mullard étaient des schémas fournis par l'entreprise Mullard pour vendre plus de composants. Ces amplificateurs utilisent pratiquement tous un déphaseur de type cathode commune (long tail), et c'est ainsi qu'on retrouve parfois le nom de dephaseur Mullard pour ce type de déphaseur.

Bi-ampli
Le montage bi ampli est un montage où on utilise un canal pour les basses et un canal pour les aiguës. Il permet de diminuer l'intermodulation, mais le circuit n'est plus tellement utilisé actuellement. Une réalisation pratique d'un préampli avec filtre passe-bas et passe-haut se trouve ici.

Amplificateur Williamson
On parle beaucoup du déphaseur Williamson, mais en fait il ne s'agissait que d'une partie de l'amplificateur complet, un des premiers à atteindre un taux de distortion global inférieur à 0.1%.

Sweep generator
Un sweep generator ou générateur de balayage permet d'envoyer un signal de fréquence variable (par exemple de 20 à 20kHz) et d'amplitude constante à un amplificateur pour le tester.

Correspondance des tubes
Une liste de correspondance de tubes américains et européens, peut par exemple être utilisée pour réparer un ampli américain (attention; tension d'alimentation de 115V!)

Recherche de composants obsolètes
Vous pouvez rechercher d'anciens composants pour réparer vos appareils via ebay, mais vous n'êtes pas sûr de la qualité des composants (qui ont pu être récupéré d'une ancienne télévision qui a fonctionné pendant 30 ans). Ou vous pouvez aller sur un site qui a de très nombreuses références (composants NOS).

Transistors
Un petit préamplificateur à transistors pour augmenter le signal envoyé à un ampli à lampes dont la sensibilité est trop faible.

Le remplacement de la partie préampli par 2 ou 4 transistors.

Les livres de Igor S. Popovich
Des livres remplis d'infomations, mais des livres peu pratiques quand on veut se lancer dans la réalisation d'un ampli.

Les phénomènes optiques dans les tubes
La fluorescence et l'ionisation sont les phénomènes les plus interessants, mais on vous parle également d'autres phénomènes.

Les amplis que j'ai réalisé
Si les premiers amplis étaient basés sur un schéma existant, le dernier ampli utilisait un montage propre avec deux étages mullard et une alimentation des cathodes via la tension de polarisation négative de tubes de puissance.
A droite: préamplificateur à transistors d'un ampli hybride avec EL504:
  • Entrée (signal et masse)
  • Sortie (vers les deux tétrodes en push pull)
  • Alimentation (masse, +250V et contre réaction)

Et pour terminer, un chapitre sur la réparation de pannes spécifiques aux montages à lampes.

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