Amplificateurs à tubes
Les classes de fonctionnement
Quiescent Push Pull

Une classe de fonctionnement peu connue est la classe de fonctionnement QPP ou Quiescent Push Pull, en fait une classe de fonctionnement qui s'apparente très fort à la classe de fonctionnement B.
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Nous sommes dans les années trentes en Grande Bretagne et il y a de plus en plus de personnes qui peuvent s'acheter un poste de TSF (ou en construire un, car la production commerciale n'avait pas encore vraiment démarré).

Ces postes étaient souvent alimentés par batteries car le réseau électrique était très fragmentaire. Alimenter son poste de radio sur le secteur était une grande complication, car il n'y avait pas vraiment de standardisation: il y avait un réseau continu et aternatif et même la tension n'était pas standardisée.

Il fallait normalement trois batteries: une batterie pour la tension de chauffage, cette batterie était normalement appellée batterie A. A cette époque c'était souvent du 4V (première lettre du code des lampes A) ou du 2V (première lettre K), puis on est passé à du 6.3V pour les postes secteurs et batteries (première lettre E). Il s'agissait souvent d'une batterie au plomb de 1, 2 ou 3 éléments qui était rechargée chez le garagiste du coin. Les piles classiques n'étaient pas en mesure de fournir un courant suffisamment important.

Après la seconde guerre mondiale on a fabriqué des tubes spéciaux pour radio portatives. La tension de chauffage était alors de 1.4V (tension d'une pile zinc carbone).

La batterie haute tension était appellée batterie B, c'est pour cela qu'on voit sur certains schémas B+ pour la haute tension (surtout sur les schémas américains, même si l'appareil était alimenté sur secteur). Ici aussi il n'y avait pas vraiment de standardisation, mais une valeur souvent utilisée au début était 135V. La batterie était composée de nombreux éléments zinc-carbone de 1.5V

Après la guerre les tubes spéciaux pour radio portatives pouvaient se contenter d'une haute tension de 90 ou même 67V.

La batterie C est la batterie de polarisation. On n'utilisait pas encore de polarisation par résistance cathodique (qui était difficile à mettre en œuvre avec le chauffage direct de la cathode). La batterie avait des sorties à différentes tensions pour les différents étages de la radio.

Après la seconde guerre mondiale on a tout simplement éliminé la batterie de polarisation. Cela n'a pas été facile dans les postes portatifs, car pour augmenter le rendement les lampes étaient à chauffage direct. Chaque cathode se trouvait donc au même potentiel et il fallait donc créer une batterie C virtuelle (cela est expliqué sur la page des radios portatives à lampes).

Mais venons-en aux circuits Quiescent Push Pull, car quel était le problème de ces radios de l'entre deux guerres?

Le problème n'était pas les accus pour la tension de chauffage, qui pouvaient être rechargés chez un garagiste, ni les piles de polarisation. La consommation était pratiquement nulle et ces piles duraient très longtemps. Le problème était les piles haute tension qui étaient fort chères et avaient une capacité limitée (environ 140mA): le nombre d'heures d'écoute était d'environ 10 heures.

Pourquoi un tel nom? Tout d'abord, le fonctionnement en classe B a mauvaise presse, le son n'est pas bon. Pour dorer la pilule on utilise un nom commercial qui sonne mieux et qui met en avant l'avantage du système: une consommation au repos plus faible, et donc des batteries qui durent (en théorie) plus longtemps.

On voit tout de suite que ces transformateurs ne sont pas destinés à des radios portables (comme après la guerre) mais à des radios sur piles car il n'y a pas de réseau électrique.

De plus, avec l'apparition des postes alimentés sur secteur et disposant d'un haut parleur, l'écoute se fait de plus en plus souvent par haut parleur et non plus avec une paire d'écouteurs. Les utilisateurs veulent une puissance de 1W.

Mais l'écoute sur haut parleur demande un courant anodique plus important, même si on écoute la radio à faible volume (étage de puissance fonctionnant en classe A).

Le solution (jusqu'à la guerre...), c'était l'utilisation de deux pentodes en push pull avec un courant de repos très faible. La solution pour avoir un fonctionnement correct avec un très faible courant de repos, c'était de placer deux pentodes dans une même enveloppe pour avoir des caractéristiques identiques.

Ce sera le tube KLL32 avec les paramètres de fonctionnement suivants: (on a également utilisé d'autres tubes)

  • Tension d'alimentation de 135V
  • Courant anodique de 3.8 à 16.9mA selon la puissance demandée (le courant de grille écran est de 5.7mA au maximum, c'est un courant qui est perdu)
  • Tension de polarisation de -11.3V, signal alternatif de 2 × 8.4Vrms
  • Puissance de 1.2W avec d = 2.8%
Ce sont des valeurs très interessantes, les tubes suivants de la série "D" (1.4V) d'après la guerre auront une puissance moindre (et également une consommation beaucoup plus faible et n'ont plus besoin de batterie au plomb pour le chauffage).

Comme tous les tubes pour fonctionnement sur batteries la double pentode est à chauffage direct (0.3A).

Voici un schéma standard de la partie audio d'un récepteur de cette époque. C'étaient des récepteurs fabriqués individuellement ou en très petites séries.

Le super hétérodyne n'était pas encore utilisé, le poste se composait d'un tube HF (souvent un montage à réaction), d'un tube amplificateur à détection par la grille (c'est le tube V2 sur le schéma) et d'un étage de puissance.

La composante radiofréquences est éliminée par le condensateur et le signal va au primaire du premier transfo qui va créer les deux phases et légèrement augmenter l'amplitude du signal.

L'amplificateur de puissance est un push pull réduit à sa plus simple expression. On utilise une polarisation négative. La batterie C avait plusieurs connections et il fallait choisir une connection qui donne environ 11.3V (donc 7 ou 8 éléments) pour avoir un fonctionnement très proche de la classe B.

Les revues de l'époque disaient que l'écoute était "acceptable". Il est vrai que la qualité sonore d'un récepteur, même alimenté sur secteur n'était pas très élevée. La plupart des haut parleurs étaient électrodynamiques (donc avec bobine supplémentaire pour créer le champ magnétique car les aimants de l'époque n'étaient pas fameux). Les appareils sur batterie n'avaient pas cette bobine et devaient donc utiliser des aimants dont le champ magnétique était moindre. Le son ainsi produit était faible et de mauvaise qualité.

On n'a pas tellement écouté la radio pendant la guerre, mais plutot le bruit des bombes. Après la guerre on a directement abandonné le montage quiescent push pull. On avait maintenant des aimants plus puissants permettant de produire un volume sonore plus important avec une puissance moindre. L'utilisation du push pull a été abandonné dans les radios au profit d'un montage single ended qui était jugé suffisant. Si les radios d'avant guerre fonctionnaient sur batteries, c'était contraint et forcé parce qu'il n'y avait pas de secteur. Après la guerre les radios sur piles deviennent si pas portatives, du moins portables.

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