Amplificateurs à tubes
Petit préamplificateur à transistors
Petits détails

Dans certains cas, il faut ajouter un préamplificateur pour avoir un gain total suffisant pour commander les haut parleurs.

Ce préamplificateur se monte avant l'amplificateur complet et n'est pas intégré à l'ampli: il ne reçoit pas de signal de contre réaction globale: c'est un simple amplificateur linéaire.

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Il est parfois nécessaire d'augmenter l'amplitude du signal à l'entrée d'un ampli de conception récente. C'est par exemple le cas avec un amplificateur push pull ou d'un ampli SRPP équipé de deux tubes PLC805 par canal.

La triode de ce tube a un gain un peu plus faible que celui de la triode d'un PLC86 ou d'une triode combinée ECC83. Cela ne joue aucun role tant qu'on n'ajoute pas de contre-réaction: les sources actuelles ont une amplitude élevée et l'amplification totale est suffisante pour commander le haut parleur à sa puissance maximale.

Mais quand on veut ajouter une contre-réaction (ce qui est recommandé avec une paire de PCL805), le gain total devient trop faible. Que faire? Ajouter une triode ECC83? C'est une possibilité, un seul tube suffit pour les deux canaux. C'est d'ailleurs la solution qui aurait été utilisée même après l'arrivée sur le marché des transistors, car les transistors de l'époque étaient plus chers et avaient de moins bonnes caractéristiques que les tubes qu'ils étaient sensés remplacer. Ah, les transistors OC70... le seul avantage qu'ils avaient, c'était qu'ils étaient fabriqués avec un boitier plastique transparent peint. Il suffisait de gratter la couleur noire pour avoir un photo-transistor. Courant maximum de 50mA, gain en courant de 30×, dissipation maximale de 125mW... Et le comble, c'est que le même transistor était vendu dix fois plus cher comme photo-transistor sans couleur noire! (OCP70)

Pour un pramplificateur, il est plus interessant d'utiliser un a-op ou quelques transistors. Ce circuit est alimenté par la tension négative de polarisation des tubes de puissance (-30V). Il est recommandé de prévoir un filtrage supplémentaire (cellule de 1kΩ et 1000µF). La référence de cet ampli est la tension positive qui doit être la masse.

Cet amplificateur a un gain de 10X et permet un signal en sortie de 21Vpp (7.45Vrms). S'il vous faut un gain plus élevé ou plus faible, ajoutez une résistance et un condensateur de découplage sur l'émetteur du premier transistor. Pour avoir un gain de 5X, ajoutez en parallèle sur la résistance de 15kΩ une seconde résistance de 15kΩ avec un condensateur de 10µF en série. Pour un gain de 20X, ajoutez une résistance de 1.5kΩ en parallèle sur la résistance de 1.5kΩ avec un condensateur de 100µF.

Le choix des transistors est étendu: BC157 ou BC557 (A, B ou C) pour le premier étage et BC148 ou BC548 (A, B ou C) pour le second étage. Le gain en courant des transistors n'a que peu d'influence à cause de la contre réaction continue. L'impédance de sortie est assez élevée (et asymmétrique!) et ne peut servir que pour commander une triode avec résistance de grille supérieure à 150k ou un potentiomètre de 1MΩ..

La première triode d'un ampli peut également être remplacée par un transistor, mais la tension de sortie doit faire au minimum 10V effectifs (30Vpp) et de préférence 20V. Ce transistor doit être alimenté avec du 100V au minimum. Un transistor qui donne de bons résultats est le BF422 (tension maximale de 250V). Attention, cet étage reçoit généralement le signal à amplifier sur la grille (ou base) et la contre réaction sur la cathode (émetteur).

Le préamplificateur montré ci-dessus est idéal pour augmenter l'amplitude du signal dans le cas d'un petit amplificateur standard avec un ECC83 et deux EL84 (préampli, déphaseur cathodyne et étage de puissance) ou des tubes équivalents comme les ECL86 ou PCL805. Le gain total peut être trop faible si on ajoute une contre-réaction. Dans le cas d'un amplificateur plus puissant, équipé de tubes EL34 ou EL509 on utilise un circuit plus complexe (genre Williamson) qui a un gain plus élevé. Un préampli n'est alors pas nécessaire.

Un circuit un peu différent est présenté plus bas. Il a une impédance de sortie plus basse et peut être utilisé pour commander un réglage de tonalité qui nécessite une impédance plus basse.

L'alimentation de ce circuit provient de la tension de chauffage des tubes qui est redressée et filtrée par un électrochimique de 1000µF au moins, ce qui nous fournit une tension continue de 8V. La consommation est de 1.5mA. La tension aux collecteur du PNP doit être d'environ 4V. La référence de cet ampli est la tension négative, l'ampli doit donc être alimenté par une tension positive contrairement au premier préampli.

L'amplitude maximale du signal en sortie est de 2V effectifs et le gain est d'environ 10×. La modification du gain se fait par remplacement de la résistance de 1k: prenez une valeur de 2k pour un gain de 5× et 510Ω pour un gain de 20×.

Le choix des transistors n'est pas critique, prenez des transistors de gain moyen (hfe = 100 - 250). Vous pouvez également utiliser des transistors à faible bruit de fond (BC549B et BC559B).

On peut remplacer les triodes d'un ampli par des transistors, si on adapte le schéma. Le schéma d'un montage avec transistors se trouve ici. Le schéma à remplacer est un Williamson, mais on se rend vite compte que le montage à transistors est fort différent.

Il est parfois plus interessant d'utiliser un ampli opérationnel qui à cause de sa contre réaction intégrée a une très faible impédance de sortie. Même un vulgaire LM741 a de bonnes caractéristiques, il ne faut pas nécessairement utiliser un ampli spécialement destiné aux applications audio comme le LM833. Un LM833 est idéal quand il s'agit d'amplifier de très faibles signaux. Pour un peu augmenter le niveau, un LM741suffit amplement.

Utiliser un ampli opérationnel a comme avantage qu'il a un slew rate limité (de 0.5V/µs pour un LM741) et symmétrique. Les signal en crénaux a une fréquence de 10kHz et de tels signaux n'existent pas dans la nature. L'a-op limite ainsi automatiquement la bande passante à 500kHz. L'amplificateur n'a pas à reproduire des signaux que le transformateur de sortie ne peut de toute façon pas transmettre.

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