| Quelques images d'oscilloscope à partir d'un sinus ou d'un signal carré. |
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Les test ont été effectué avec un amplificateur standard (schéma de base en dessous de la page). Les tubes utilisés sont un ECC83 et deux PL508, ce sont des tubes de puissance trame des télévisions en couleur.
Image 1 Tout semblait aller normalement en classe A, mais une fois que l'ampli passe en classe AB, les tubes de puissance commencent à osciller au moment où la pentode correspondante passe hors de conduction. L'oscillation se produit également avec des signaux carrés. Quand le tube de puissance n'est plus en conduction, il n'a plus aucun controle sur le transformateur de sortie, qui se met alors à osciller. La fréquence propre de ce transfo est de 30kHz environ. Il n'est pas possible de bloquer les oscillations avec un condensateur entre anode et grille de controle du tube: le tube n'est pas en conduction et ne peut rien faire. J'ai obtenu des résultats acceptables avec un filtre de boucherot (4.7kΩ et 10nF) entre les deux anodes des tubes de puissance, mais il n'est pas sûr que cette solution puisse toujours être appliquée. Ce transformateur ne pouvait simplement pas être utilisé en classe AB.
Image 1b C'est ce qui m'a poussé à utiliser un vrai transformateur de sortie, cela ne sert à rien de continuer à essayer avec un tel transfo dont on ne peut éliminer les oscillations parasites qu'en réduisant fortement la bande passante. Même avec une contre-réaction poussée, le son sera mauvais car la phase va changer avec la fréquence, ce qui fait que certaines fréquences seront plus ou moins amorties. Je suis passé à un vrai tranfo de sortie et voici les images qui en ont résulté.
Image 2
Image 3 A cause de la tension d'anode relativement basse (nécessaire pour pouvoir commander correctement le tube déphaseur) on voit que le signal est limité dans le sens négatif. L'amplitude du signal est de 70Vpp, c'est le maximum que l'étage préamplificateur peut traiter, mais en pratique cela ne pose aucun problème, les amplitudes étant limitées à une dixaine de volts.
Images 4, 5 et 6 Le premier signal carré est à 100Hz. Cette forme est normale car le transformateur de sortie ne peut pas reproduire les fréquences les plus basses. Le plateau est en fait une fréquence très basse. En mesurant l'angle du plateau on peut déterminer la fréquence basse de la bande passante. Le second signal est à 1kHz. La forme est parfaite, n'y touchez plus! On ne voit pas de traces d'oscillations parasites. Les flancs deviennent moins raides à 10kHz, c'est tout à fait normal car j'ai limité la bande pssante en plaçant des petits condensateurs à des endroits critiques. Il y a plusieurs endroit où ces condensateurs peuvent être placés, et je ne peux pas garantir que vous aurez le même résultat avec le même montage. Pour obtenir cette image sans "overshoot" (oscillations amorties), j'ai dû placer un condensateur de 100pF entre la masse et l'anode du tube préamplificateur. Ce condensateur a limité la bande passante juste assez pour empècher l'instabilité. Avec ce condensateur, le montage était également plus stable avec une contre-réaction. Il est possible qu'un flanc soit moins raide que l'autre. Cela peut être causé par des résistances d'anode de valeur élevée. Prenons un étage amplificateur simple à triode. Si nous appliquons un flanc positif à la grille de commande, le tube va conduire plus, et donc avoir une résistance interne plus faible. Le flanc descendant est raide et le tube suivant est bien commandé. Si nous appliquons un flanc négatif à la triode, sa conduction va diminuer, son impédance augmente et le flanc ascendant est moins raide car la résistance d'anode doit charger plusieurs capacités parasites: capacité d'anode de la triode, capacité des fils, capacité de la grille du tube suivant. Ce n'est pas un phénomène dont on doit tenir compte à 10kHz: un signal carré à 10kHz a des harmoniques à une fréquence qui dépasse de beaucoup la bande passante de l'ampli. Il faut qu'il y ait un tout petit plateau horizontal, aussi bien en haut qu'en bas et c'est bon. Quand tu remplaces la charge résistive par un vrai haut-parleur (et surtout par une enceinte multi-voies), tu vois que la forme des ondes ne correspond plus. Pour les tests avec des enceintes, il est recommandé d'utiliser des signaux sinusoïdaux de faible amplitude. Le facteur d'amortissement d'un ampli à tube est très faible et l'enceine se comporte comme un générateur électrique et ajoute un signal au signal de l'ampli. Un signal carré ne ressemble plus du tout à un signal carré, alors que l'ampli n'est pas brusquement devenu mauvais. L'image d'un signal à flancs carrés envoyé aux hauts-parleurs ne permet pas de déterminer la qualité de l'ampli. Le schéma de principe à droite montre un petit amplificateur à tube typique. On remarque le faible nombre de composants (quand on compare à un amplificateur à transistors). Pour stabiliser le fonctionnement, on peut ajouter des petits condensateurs à différents endroits critiques. Si les oscillations parasites se produisent quand un signal fort est amplifié, il faudra principalement corriger autour des tubes de puissance. L'ampli travaille en classe A pour limiter les risques d'oscillations parasites. On peut placer un petit condensateur de 1nF entre les deux connections du primaire, de préférence sous la forme d'un filtre de boucherot (résistance + condensateur en série) qui forme un amortisseur pour les fréquences élevées. Si les oscillations se produisent quand on ajoute la contre-réaction, on peut placer 47pF entre les anodes et les grilles de commande des pentodes de puissance. J'ai obtenu le meilleur résultat avec un petit condensateur de 100pF entre l'anode du tube préamplificateur et la masse. Ce condensateur limite la bande passante vers le haut et empèche l'amplification de fréquences trop élevées, qui ne peuvent pas être transmises correctement par le transfo de sortie. Il se produit un déphasage à ces fréquences, qui fait que la contre-réaction négative agit comme contre-réaction positive. Dernière image: des signaux d'oscilloscope d'un ampli sans filtre et avec filtre de correction (ce ne sont pes des images de moi). Mon amplificateur a une bande passante plus faible aux hautes fréquence à10kHz (cela se voit déjà à 1kHz) et j'ai également réduit la bande passante dans les basses fréquences. Tu construis un amplificateur basé sur un schéma qui a donné de bons résultats (mêmes lampes, même transformateur de sortie, même schéma général) et pourtant le premier amplificateur fonctionnait parfaitement tandis que le son du second est mauvais et ne peut pas être amendé. Il y a tellement de petits détails qui déterminent le fonctionnement d'un ampli à tubes, même le placement des composants joue un rôle. La configuration retenue qui me donne satifaction est: (également avec de vraies enceintes accoustiques)
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