Amplificateurs à lampes
images d'oscilloscope
Oscilloscope

Quelques images d'oscilloscope pour controler la stabilité d'un ampli (osscillations parasites) et pour déterminer la bande passante.
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Nous avons ici trois signaux parfaits: signal carré de 100Hz, 1kHz et 10kHz, 1Vpp, mesure au secondaire du transformateur de sortie.

Si vous obtenez les images à droite, vous pouvez être sûr d'avoir un bon ampli. Pour obtenir une telle image, j'ai dû utiliser un bon transformateur push pull (2.2kΩ + 2.2kΩ). J'ai un signal de 3.5V effectif (pour une puissance de 1.6W sur 8Ω). L'ampli travaille en classe A.

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. Un cas concrêt est montré sur la page "déterminer la bande passante".

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.

Analyse des images d'oscilloscope
Un amplificateur produit un mauvais son. Mais quelle en est la cause? Parfois l'amplificateur sonne mal chez l'utilisateur, mais à l'écoute je ne remarque rien.

On peut voir le problème en regardant les images à l'oscilloscope. J'utilise un signal en créneaux qui permet de mieux voir le problème. Mais un signal carré un peu déformé n'est pas un signe que l'amplificateur n'est pas bon: un amplificateur n'est tout simplement pas conçu pour reproduire des signaux carrés.

On ne trouve pas de signaux en créneaux dans la musique, et il est possible que certains amplificateurs produisent une légère oscillation amortie.

Après avoir découvert le problème, on peut y remédier en mesurant les tensions. C'est facile avec un ampli stéréo, car on a l'autre canal comme référence.

Déterminer la bande passante d'un ampli
On utilise un signal en créneaux pour déterminer la bande passante d'un ampli. Un oscilloscope avec des fonctions de mesure (niveaux, délais entre les marqueurs,...) est très utile.

Le résultat ne peut être qu'une approximation, car il n'est pas conçu pour amplifier des signaux en créneaux. Une autre manière c'est d'effectuer un sweep avec un sinus.

Et puis après l'analyse théorique d'images on passe à la pratique, et on voit que les deux amplificateurs testés ont des problèmes...

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