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

C'est bien de (re)construire des amplificateurs à lampes selon les schémas d'époque et de réparer des amplificateurs existants, mais alors on ne profite pas des avancées qui ont été réalisées depuis les années 1950.
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Quand vous construisez un ampli à lampes selon un schéma existant ou un schéma d'époque, vous ne profitez pas des avancées techniques réalisées depuis la fin de la seconde guerre mondiale.

Transformateurs toroïdes

Un exemple, ce sont les transformateurs toroïdes qui ont moins de pertes et qui peuvent être utilisés comme transformateur d'alimentation (tension secondaire plus stable) et comme transformateur de sortie (rendement plus élevé grâce au meilleur transfert de puissance). La résistance ohmique de ces transfos est très faible: une différence dans le courant de repos des deux tubes de 10mA peut causer une saturation. Ces transformateurs ne peuvent évidemment pas être utilisés pour un amplificateur single ended.

Au lieu d'utiliser des transformateurs haute tension spécifiques (et chers), on peut également récupérer un transformateur de chaine hifi (partie amplificateur) et utiliser un doubleur de tension pour arriver à la tension voulue.

Stabilisation du point de fonctionnement

Mais il y a d'autres endroits où on peut utiliser des circuits modernes, par exemple pour stabiliser le point de fonctionnement des tubes de puissance. Dans les premiers amplificateurs on utilisait souvent une résistance cathodique pour arriver à la tension correcte sur la grille de commande. C'est un système simple qui permet une stabilisation automatique de point de fonctionnement de l'ampli, mais qui ne permet pas de faire travailler le tube au maximum de ces capacités.

Une solution c'est d'utiliser une polarisation négative de la grille de commande des tubes de puissance avec un asservissement pour avoir une tension de polarisation correcte. Certains amplificateurs historiques à haute puissance ont un tel circuit pour tirer le meilleur des tubes sans les surcharger. On peut également stabiliser le point de fonctionnement en mesurant la tension des grilles écran, et de corriger la tension de la grille de commande.

Une antre avancée, c'est d'utiliser un circuit préamplificateur avec des transistors au lieu de tubes, par exemple un BF421 et BF422 à la place d'un ECC83 ou ECF80. Les transistors ont un gain plus élevé que la pentode et également un plus grand sweep.

Prototype d'un amplificateur

Prototype d'un amplificateur en phase de test. L'ampli est réalisé avec des fils volants avant de le reconstruire dans un boitier adapté. C'est surtout nécessaire pour déterminer la valeur des petits condensateurs qui assurent la stabilité de l'ampli.

A gauche les deux transformateurs d'alimentation, le premier pour la haute tension (il n'est pas encore connecté, j'utilise deux alimentations stabilisées pour la haute tension), le second pour la basse tension (tension de chauffage et polarisation négative via un doubleur de tension). Le transformateur de haute tension a une puissance de 65VA, ce qui limite la puissance audio à 20W par canal quand les deux canaux doivent fournir de la puissance. J'utilise toujours deux transformateurs dans un ampli.

Ensuite le circuit de redressement et de filtrage pour les différentes tensions.

En haut les deux préamplificateurs, en bas les deux transformateurs audio (pour une puissance de 25W par canal)

A droite les 4 tubes de puissance avec EL508, ce sont à mon avis de très bons tubes pour réaliser un petit ampli hifi. J'ai acheté ces tubes NOS à 8€ pièce. Bien que la dissipation anodique théorique de ces tubes soit limitée à 12W, ils peuvent encaisser 15 à 18W (la dissipation anodique est indiquée pour un fonctionnement en tube de puissance de déflection trame qui met les tubes à rude épreuve).

Ce circuit manque encore une stabilisation du point de fonctionnement, que j'ai ajouté par après.

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.

Dans les avancées modernes, je ne veux pas citer l'engouement pour les amplificateurs single ended, qui ne permettent que d'obtenir une puissance très faible. Et le pire, c'est qu'on ajoute un régulateur LM317 pour stabiliser le courant cathodique, ce qu'il ne faut absolument pas faire. Une vulgaire résistance cathodique découplée, c'est ce qu'il faut!

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