Transistors préampli: BF422 Triodes driver: ECC81

3 - Double montage de Schmitt avec transistors et triodes

Un tube ECC82 peut éventuellement être utilisé dans le premier montage à gauche. Tous les tests ont été effectués avec un ECC81.

Dans ma première version de test les triodes sont alimentées par une tension négative commune en provenance du -8V (courant de 3mA), cette astuce permet de stabiliser le point de fonctionnement même avec une tension négative qui n'est pas très stable. Les résistances anodiques sont réduites à 62kΩ et la haute tension pour cette partie doit être de 250V. La déviation de tension maximale qu'on peut obtenir est de deux fois 32Vrms.

Il est possible de commander des tubes avec une impédance interne très basse et ce type de circuit peut être utilisé avec des étages de puissances attaqués en classe AB2 (où la grille de commande peut devenir légèrement positive par rapport à la cathode). La grille de commande des tubes de puissance peut avoir une capacité de Miller (calculée) de 180pF sans que le signal ne soit déformé.

Le montage est stable quand il est utilisé tel quel, mais il peut être nécessaire d'ajouter deux petits condensateurs (valeur: de 220pF à 1nF) au collecteur des transistors pour limiter la bande passante et éviter les overshoot quand on construit un ampli complet avec contre réaction (ces condensateurs ont été ajoutés sur les autres schémas, ainsi que sur les schémas à gauche). Ces condensateurs enpèchent que le déphasage causé par le transfo produisent des oscillations HF en coupant les fréquences élevées.

Selon le montage, la polarisation des tubes de puissance, le transformateur utilisé et l'age du capitaine qui tient le fer à souder, il peut encore être nécessaire d'ajouter quelques petits condensateurs vers la masse à des endroits stratégiques.

Ce montage a une impédance de sortie entre le montage schmitt solid state et le montage cascode solid state.

Le circuit en haut de page est le circuit de départ. Ce second circuit à gauche a été construit pour un amplificateur effectif (pour commander une paire de EL509). Il contient quelques petites modifications.

Un seul montage de schmitt ne suffit pas à garantir une équilibrage suffisant entre les deux sorties: il faut absolument un second amplificateur différentiel pour réduire l'asymmétrie à moins de 2%. Cette asymmétrie est mesurée dans la situation la plus extrème, avec le signal appliqué à un transistor et la base du second transistor à la masse via un condensateur.

Avec une paire de transistors BC546B, ce circuit atteint une amplification de 1180× (input = 100mVpp, sortie = 118Vpp), mais avec une distortion quand même assez importante. Cette distortion peut être éliminée avec un circuit un peu plus complexe montré plus bas.

Avec une paire de BSS38 le gain est de 485× avec une distortion très faible. Ce facteur d'amplification est idéal pour une paire de EL509 si on prévoit une contre réaction globale de 15dB.

Le gain est plus élevé avec une paire de BF422, notament 730×. Le gain hfe de ce transistor se situe entre celui des deux autres transistors.

Le transistor 2N2222A bien connu procure une amplification de 700×. L'amplitude du signal alternatif est de 110Vtt maximum avec un signal à l'entrée de 157mV. L'alimentation est de 265V, La tension sur le collecteur et la grille sont de est de 15.6V, la tesnion sur la cathode est de 17.2V et la tension anodique de 125V. Le gain mesuré en courant du transistor est de 85 pour un courant de 700µA.

Contrairement au long tail dans la partie transistors, il n'est pas nécessaire de prévoir des résistances cathodiques séparées. La stabilisation de la tension anodique se fait par les résistances grille-anode. La différence de tension entre les deux anodes est d'un volt au maximum (10V pour des transistors vraiment dépareillés, mais c'est à éviter).

Il peut être utile d'installer une contre réaction locale pour réduire les distortions, mais également pour réduire le gain du préamplificateur. Utiliser une contre réaction globale trop importante peut rendre le montage instable.

Les valeurs de certains composants ont changé, mais le fonctionnement reste identique. Le second long tail (celui avec les triodes) devient maintenant très important pour assurer un équilibrage correct des deux sorties et il faut nécessairement utiliser des triodes à gain élevé (un ECC82 ne fait plus l'affaire). Cela est causé par le fait que les transistors ne forment plus un long tail parfait.

Pour réduire au maximum les distortions, la tension négative a été rendue variable par un petit régulateur négatif. La tension doit être réglable entre environ -6V et -10V. Un petit régulateur sans refroidisseur est suffisant, il ne faut que quelques milliampères de courant négatif. Il faut d'abord régler la tension négative pour limiter au maximum les distortions avant d'enclencher la contre réaction. La valeur optimale de la tension négative dépend de la valeur de la haute tension. Ce petit réglage doit être refait (contre réaction débranchée) si la haute tension est modifiée. Attention, cette tension négative n'est pas la même que la tension de polarisation négative des grilles de commande des tubes de puissance.

Et puis finalement, on ajoute une contre réaction locale pour stabiliser le gain. Cela améliore fortement le fonctionnement de la contre réaction globale. La contre réaction locale va de l'anode à l'émetteur. Un système bizarre, mais cela fonctionne très bien, aussi bien avec de faibles valeurs de contre réaction que des valeurs élevées.

La résistance de 1k reste la même, car elle ne peut pas être modifiée sans retoucher la tension négative. La résistance de 220k assure la contre réaction. Comme il s'agit d'un montage de Schmitt (long tail) il faut se rappeller que le gain est réduit de moitié. Avec une résistance de 220k on a un gain de 85×. Pour commander au mieux une paire de EL509 il faut une valeur de 1.2MΩ.

La contre réaction va également réduire l'impédance de sortie, ce qui est toujours une bonne chose quand on doit commander des tubes de puissance élevée, qui peuvent avoir une capacité de Miller (calculée) de plus de 100pF.

Et on termine avec une double cascode symmétrique avec transistors et triodes.