Amplificateurs à tubes
intermodulation, contre-réaction, harmoniques,...
Petits détails
Root » Serveurs » Electro-ménager » Historique » Audio » Amplificateurs à tubes » Techniques » Résistances, condensateurs et diodes

Trois composants que l'on retrouve dans presque tous les amplificateurs: les résistances d'arrêt, les diodes de redressement et les résistances de polarisation des cathodes.
-

-

Résistances d'arrêt

Le but des résistances d'arrêt est de réduire les oscillations parasites (Barkhauzen). Les oscillations apparaissent principalement avec les tubes de puissance et certains tubes y sont plus affectés que d'autres. Souvent les oscillations sont inaudibles (fréquence d'oscillation supérieure à 20kHz) mais elles bouffent de la puissance et déplacent le point de fonctionnemente correct du tube.

Les résistances d'arrêt fournissent un chemin d'impédance plus élevée, qui amortit les oscillations. Certains tubes ont besoin de telles résistances d'amortissement (sur la grille de commande et la grille d'arrêt), d'autres tubes peuvent être stabilisés par une petite capacité entre la grille de commande et l'anode. Cette dernière solution permet de stabiliser un tube de façon déterminée en réduisant l'amplification pour les fréquences élevées (inaudibles). Le petit condensateur (une centaine de pF au maximum) peut être nécessaire pour les montages qui ont tendance à osciller comme les pentodes et les montages cascode.

Le petit condensateur permet de déterminer précisément la limite haute de la bande passante, quel que soit le tube utilisé: on n'est plus à la merci de la capacité propre de la grille (qui peut être différente d'un fabricant à un autre).

L'extrait de schéma montre les résistances d'arrêt d'un tube EL34. Pour une lampe EL84 on utilisera une valeur de 100Ω pour la grille d'arrêt et de 1kΩ pour la grille de commande. Comme dans beaucoup de situations, la valeur correcte doit être déterminée au pifomètre.

L'emploi de résistances d'arrêt n'empèche pas l'utilisation d'un petit condensateur limiteur de bande passante. Un exemple de ce condensateur, qui relie la sortie à l'anode du tube précédent est indiqué en rouge dans le second schéma (amplificateur SIPP, maintenant que vous êtes à la fin des pages de ce manuel, vous devriez savoir ce que c'est).


Remplacer la diode haute tension

Dans certains schémas, on retrouve un tube diode double. Peut-on le remplacer par des diodes au silicium?

A droite la courbe d'une diode de redressement double EZ81. Elle pouvait fournir 150mA (deux diodes en parallèle), ce qui était assez pour alimenter un petit amplificateur. Mais peut-on la remplacer par deux diodes modernes?

Ce qu'on remarque sur le graphique, c'est la pente de la diode EZ81: à 100mA elle produit une chute de tension de 15V: la résistance interne de la diode est donc de 150Ω. C'est une résistance qu'il faudra ajouter pour éviter d'avoir une haute tension trop élevée, faisant fonctionner les tubes à une puissance plus élevée (qui dépasse peut être les limites). La courbe rouge est celle d'une diode au silicium classique, genre 1N4007.


Version d'origine

Version moderne

Si vous remplacez le tube par une diode au silicium, il faut mettre en série une résistance de 150Ω de 3W au minimum. On peut en profiter pour ajouter un condensateur de filtrage entre les deux diodes et la résistance que nous avons ajouté. Sa valeur peut être de 100µF (en plus des condensateurs d'origine).

Les diodes modernes commutent rapidement. Lors de la commutation il se produit des oscillations parasites dans le transfo. Ces oscillations parasites s'entendent à bas volume sous forme d'un grésillement très caractéristique. Il peut être éliminé par deux petits condensateurs de 10nF entre chaque sortie de transfo et la masse.

Et puis un dernier problème, c'est que les diodes au silicium fonctionnent directement, même quand les tubes ne sont pas encore assez chauds. La haute tension peut ainsi devenir trop élevée pour certains tubes préamplificateurs. Un amplificateur a une seule haute tension, et les tensions pour le préamplificateur sont prélevées via une résistance.

La solution la plus simple c'est de prévoir un relais temporisateur qui enclenche les diodes au bout de 25 secondes. Il est très recommandé de mettre en parallèle sur le contact de haute tension une résistance de 100kΩ 3W. Cette résistance permet à la haute tension de monter légèrement: les condensateurs électrolytiques pourront ainsi se reformer sans stress. La tension va lentement monter à la moitié de la tension d'alimentation, pour retomber à 50V une fois que les tubes sont en fonctionnement. Puis le relais cours-circuite la résistance et l'ampli fonctionne normalement.

Il est de toute façon recommandé de placer une petite diode anti-flashover à certains endroits pour éviter la destruction du tube déphaseur.


Polarisation par résistance de grille de valeur élevée
(étages préamplificateurs uniquement)

Polarisation du tube

La grille de commande doit avoir un potentiel légèrement négatif par rapport à la cathode. Deux systèmes peuvent être utilisés: une résistance de fuite de valeur élevée (sur la grille) ou une résistance de cathode.

Polarisation par résistance de grille de valeur élevée
Il apparait une légère tension négative sur la grille à cause des électrons qui sont captés par la grille. Cette tension se stabilise automatiquement: si la grille devient plus négative, elle repousse plus les électrons, et il y en aura moins qui vont s'y déposer. La valeur de la résistance de fuite doit être de 1MΩ ou plus, mais cela dépend du tube utilisé.

Cette méthode n'est pas applicable directement pour les tubes de puissance. La valeur élevée de la résistance de fuite fait que le point de fonctionnement n'est pas bien défini. Les tubes de puissance ont généralement besoin d'une tension négative plus élevée qu'un tube basse puissance et cette tension ne peut pas être obtenue par ce système. Le signal alternatif qui fait plus de 10V va encore plus déplacer le point de fonctionnement.

Si la grille de commande devient contaminée par des débris issus de la cathode (ce qui arrive souvent avec des tubes utilisés à forte puissance), la grille va commencer à émettre des électrons, la rendant positive au lieu de négative. C'est la raison pour laquelle la résistance de grille d'un tube de puissance a une valeur relativement basse, 470kΩ au maximum.


Polarisation par résistance cathodique
La résistance de cathode produit une chute de tension, rendant la cathode positive par rapport à la grille qui est maintenue à la masse. La résistance de la grille a généralement une valeur plus basse.

On utilise parfois des résistances de cathode non-découplées pour stabiliser le gain d'un étage. Cela se fait surtout dans les étages de préamplification. Un inconvénient d'une résistance de cathode non-découplée c'est l'augmentation de la résistance interne du tube: ce procédé n'est donc normalement pas utilisé pour les étages de puissance.

A gauche un exemple d'étage de puissance single ended. Cet etage produit une puissance de quelques watts. Les circuits de polarisation sont décrit plus en détail sur la page de la polarisation des étages de puissance


Un circuit déphaseur de type "long tail" utilise la résistance de cathode commune pour générer les deux tensions déphasées de 180° (voir la page consacrée aux circuits déphaseurs). La résistance de cathode ne peut pas être découplée.

Le circuit à droite utilise un déphaseur classique de type cathodyne, suivi d'un étage amplificateur à résistance de cathode commune non découplée (R11 = 1.5kΩ).

Ce type de circuit produit deux signaux parfaits de même amplitude (mais de phase inverse) et l'impédance de sortie des deux tubes est identique.

Ce montage à 3 triodes est appellé Williamson et permet de commander directement des tubes qui nécessitent une tension de commande élevée.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's

-