Amplificateurs à lames
La réparation de petites pannes
 

Nous décrivons la réparation de quelques petites pannes. Sur cette page, nous nous limitons pas aux amplificateurs, mais traitons également des postes de radio à lampes.
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Une panne qui se produit souvent avec les amplificateurs qui ont beaucoup travaillé (il s'agit ici en particulier de radios à lampes), c'est la couche de la cathode qui permet l'émission qui lache de son support. Des particules se déposent sur la première grille. La couche peut se détacher en fragments à cause du bombardement ionique quand le tube fonctionne à puissance maximale. Pour un étage single ended, c'est toujours le cas car il doit nécessairement fonctionner en classe A.

La couche de barium sur la cathode permet l'émission d'électrons. Quand du barium se retrouve sur la première grille (grille de commande), la grille peut également émettre des électrons. A cause du rayonnement de la cathode, la grille chauffe également et commence à émettre des électrons.

Le son est devenu très mauvais et quand tu mesures la tension sur la grille, tu remarques une tension positive, alors qu'elle doit être légèrement négative (-0.5V) si tout van bien.

La cause de la panne peut également être un condensateur de couplage qui fuit (si tu as de la chance). C'est le condensateur de 10nF indiqué en rouge). Le test est très rapide: enlève le tube de puissance et allume la radio. Si la tension reste à 0V, c'est que le condensateur ne fuit pas (mesurer avec un voltmètre électronique).

La tension positive sur la grille de commande produit un courant plus important dans le tube. L'anode peut devenir rouge cerise et la résistance de cathode peut griller à cause du courant. La tension sur la cathode est trop élevée. On remarque souvent un ronflement plus prononcé parce que les condensateurs de filtrage n'ont pas été prévus pour ce courant plus élevé.

La seule solution c'est de remplacer le tube (ici un EL41). On en trouve encore en condition NOS (New Old Stock) en emballage d'origine.

Amplificateurs à lampes

La panne peut également se produire avec les vrais amplificateurs à lampes qui ont fonctionné très longtemp (amplificateurs qui étaient utilisés dans les écoles,...), mais également avec les amplificateurs dont les tubes de puissance travaillent à la limite (le bombardement d'ions est alors plus intense). Il s'agit des amplificateurs qui utilisent des tubes EL84 (souvent utilisés à la limite). Les tubes EL34 sont un peu plus costauds, mais n'aiment pas non plus les courants trop forts (100mA max).

Les tubes ont deux limites de fonctionnement: la dissipation anodique maximale (qui peut faire fondre le verre en quelques minutes) et le courant cathodique maximal (qui produit à la longue une destruction de la cathode et un dépot sur la première grille).

Pour limiter la destruction de la cathode, les amplificateurs à lampes sont généralement conçus pour travailler à la tension la plus élevée possible (les amplificateurs à lampes EL34 fonctionnent ainsi à une tension de 450V). A cette tension plus élevée, la limite de fonctionnement est la dissipation totale qui ne peut pas être dépassée.

Mais ce que les ingénieurs ne se rendent pas compte, c'est qu'une tension plus élevée produit un bombardement d'ions plus énergiques. Il y a moins d'ions, mais ils font plus de dégats, ce qui fait que le résultat est presque pareil.

Les tubes qui ont été conçu pour la déflection ligne des téléviseurs (PL504, PL509, PL519, PL508) résistent mieux car ils ont une cathode plus large et la grille se trouve à une plus grande distance de la cathode (c'est la raison pour laquelle ces tubes doivent recevoir un signal de command eplus important). Le bombardement d'ions a moins d'effet puisqu'il est étendu à une plus grande surface.

C'est également la raison du succès des "faux tubes de déflection" du genre EL509: ces tubes ont concus avec les paramètres d'un tube de déflection, mais ont une tension de chauffage de 6.3V.

D'où viennent ces ions?

Le tube de radio est sous vide poussé et ne contient pratiquement plus d'air. Mais il y a toujours quelques molécules de présentes. Par la collision avec les électrons animés d'une grande vitesse, les molécules peuvent perdre des électrons et devenir des ions de charge positive. Les molécules ionisées sont attirées par la cathode. Sous le choc des molécules, il se forme des petits cratères à la surface de la cathode. Les particules de la cathode peuvent se déposer sur la première grille.

On peut se rendre compte que le vide n'est pas parfait quand le tube travaille: il y a une ionisation bleu clair près de la cathode, alors que la cathode elle-même est rouge foncé (l'effet n'est vraiment visible qu'avec les tubes de puissance). C'est un effet identique qui se produit avec les lampes néons et les TL, mais les électrodes des lampes sont conçues pour résister à ce bombardement. La cathode d'un tube est rapidement détruite en cas de bombardement ionique.

L'effet peut même se produire avec les nouveaux tubes (NOS: new old stock), mais également avec les tubes de fabrication récente. C'est parfois le cas avec les tubes chinois qui sont vraiment très mauvais. Ces tubes tombent en panne au bout de quelques heures de fonctionnement. Il y a parfois un bruit de fond plus important, mais la panne se manifeste généralement par une réduction de l'effet de la grille de commande (qui est contaminée).

L'ionisation (bleu clair près de la cathode) ne doit pas être confondue avec la phosphorescence (bleu foncé contre le verre). Ici, ce sont des électrons qui frappent le verre et produisent la luminescence. Le phénomène est surtout visible avec les tubes de puissance qui travaillent près d eleur limites. Le phénomène est tout à fait naturel et n'est pas un défaut. Au fil du temps, le verre devient un peu plus foncé à cet endroit. Certains tubes qui sont utilisés dans le même circuit (étage push pull) n'ont pas cet effet, qui dépend du type de verre utilisé et de la forme des électrodes.



Panne dans un amplificateur

J'ai reçu des messages de plusieurs personnes qui ont un amplificateur à lampes qui est tombé en panne sans raison apparente. Les étages de puissance ont été surchargés, avec parfois la résistance de cathode qui est grillée. La panne se produit généralement après une période d'arrêt.

La cause la plus probable, c'est que le trimmer pour la tension de polarisation fait mauvais contact. Il n'y a alors plus de tension de polarisation négative et le tube fournit un courant trop important.

La solution est simple: on ajoute une résistance de 1MΩ à chaque trimmer (résistance verte dans le schéma). Quand le contact n'est pas bon, la polarisation prend une tension très négative et bloque le tube, au lieu de produire une surcharge.

Bien qu'un amplificateur à lampes ne contienne pas tellement de composants, il est à noter que les résistances sont régulièrement défectueuses (résistance infinie ou craquements). C'est parce qu'il y a une tension élevée aux bornes de certaines résistances. Les résistances défaillent, même si la dissipation maximale est loin d'être atteinte. On utilise de préférences des résistances à film métallique dans les amplificateurs à lampes.

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