Montages à tubes à tensions faibles

Expérimentations intéressantes et étonnantes avec tubes.

Est-ce de la pure nostalgie ou ne sait-on vraiment pas très bien si les tubes ne sont pas, pour une raison ou une autre, quand même meilleurs que les transistors ? Quoi qu’il en soit, les tubes connaissent, ces derniers temps, un peu partout, un véritable retour (come-back). Cependant, nombre d’amateurs potentiels sont rebutés par l’apparente complexité des montages à tubes et effrayés par les tensions élevées mises en œuvre.

Et cependant, nombre de caves et de greniers recèlent des quantités de tubes; pourquoi ne pourrait-on pas s’essayer à quelque chose de nouveau avec des (vieux) tubes ?

 

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En règle générale, les tubes travaillent à des tensions d’anode de 250 V voire plus, ces niveaux ne tombant pratiquement jamais en dessous de 100 V. Dans le cas d’amplificateurs de puissance, en particulier lorsqu’il s’agit d’émission, ces tensions peuvent grimper jusqu’à plusieurs kilovolts.

Qui ne serait effrayé par de tels niveaux de tension et n’aurait d’arrière-pensée quant aux transformateurs spéciaux et aux condensateurs à tension de service très élevée requis ? Ce sont sans doute là quelques-unes des raisons qui font sortir avec nostalgie un tube du tiroir où il est rangé pour l’y voir reprendre place.

Il n’y aucune raison que les choses se passent de cette façon ! De nombreuses expérimentations ont prouvé que la plupart des tubes travaillent encore fort bien à des tensions (relativement) très faibles.

Il n’est bien entendu pas question, à des valeurs de tension aussi faibles, d’obtenir la puissance ou le gain maximum, mais cela suffit
parfaitement pour des applications simples qui ne manqueront pas de réjouir un amateur de tubes inconditionnel.

Nous allons voir dans cet article comment réaliser des montages à tubes simples. Le fonctionnement à tensions d’anode faibles, de 12 V seulement par exemple, ne répond pas aux recommandations des fabricants et n’est jamais évoqué dans les fiches de caractéristiques de ces composants.

Si l’on veut se doter d’une expérience dans ce domaine il ne reste pas d’autre solution que de procéder à ses propres expériences et mesures.

Permettez-nous une remarque pour parer aux critiques des inconditionnels des tubes : le bus de la manœuvre n’est pas ici de réaliser l’amplificateur idéal ni même d’amener un tube donné à son point de fonctionnement optimal. Il s’agit plus en fait d’accumuler de l’expérience
avec les tubes en toute simplicité et sécurité.

Lorsque l’on utilise pour la première fois un tube, que l’on réalise un petit montage et que l’on arrive à le faire fonctionner, cela se traduit par un sentiment de réussite très particulier. Et cela ne tient pas uniquement au beau rouge du filament ou à la chaleur dégagée par le joli galbe du tube.

On se retrouve de nombreuses années en arrière, aux débuts de l’électronique, à l’époque où les amateurs maîtrisaient totalement une électronique relativement simple et où l’on voyait encore se passer quelque chose. Les tubes, avec leur enveloppe de verre sont, physiquement, plus transparents que n’importe quel circuit intégré de plastique noir.

Il va sans dire que nous aurions dès le départ pu faire bien les choses, c’est-à-dire travailler à des tensions d’anode de 250 V. Ce niveau élevé est cependant en contradiction avec le but choisi : procéder à des expériences simples et amusantes sur le plan de travail de son coin de bricolage.

Un châssis s’imposerait sinon et la mise en coffret serait un impératif incontournable. Il faudrait en outre être toujours conscient des risques potentiels impliqués par des niveaux de tensions aussi élevés.

Ces différents points ne sont pas à l’ordre du jour en cas de mise en oeuvre de tensions d’anode faibles.

Types de tubes :

Il arrive que l’on nous pose la question : existe-t-il encore des tubes produits de nos jours ? La réponse est affirmative. Quelques-uns des nombreux types de tubes apparus au cours des années continuent d’être produits aujourd’hui et ce dans différentes fabriques.

Si l’on fait abstraction des tubes d’émission fort appréciés, il s’agit plus particulièrement de types de tubes utilisés principalement dans les amplificateurs Hi-Fi. On trouve aujourd’hui sans le moindre problème des tubes de puissance tels que les EL84 et EL34 ainsi que les doubles triodes des types ECC81/82/83 même si leur prix est sensiblement supérieur à celui d’il y a quelques décennies.

Il existe différentes sources de tubes neufs sous la forme, cf. la liste des liens en fin d’article, de points de vente par correspondance qui proposent quantité de tubes fabriqués en Russie à des prix très abordables.

Plus intéressants encore sont les nombreux tubes miniatures, les tubes pour piles, prévus dès à l’origine pour des tensions faibles (les premières postes radio portatifs).

Cependant, rien ne force à utiliser des tubes neufs. Dans les stocks que l’on aura pu se constituer dans sa cave, il s’agit bien souvent de tubes
ayant déjà servi vu qu’ils ont été récupérés sur de vieux postes radio ou téléviseurs morts au champ de bataille.

Dans le cas des téléviseurs il s’agit le plus souvent de tubes du type P, c’est-à-dire pour chauffagesérie avec un courant de chauffage de 300 mA, mais on y trouvait également des ECC81 et ECC82 évoquées plus haut et nombre de EF80. Les postes-radio étaient eux des « fournisseurs » de tubes intéressants tels que les EL84 ou les EL95 pour l’étage de puissance, la série-E se caractérisant par une tension de chauffage de 6,3 V.

Ces différents types de tubes peuvent être réanimés et cela même à des tensions d’anode plus faibles.

Il existe en fait tant de types de tubes différents que toute tentative de proposer un panorama de leurs fiches de caractéristiques et des
supports ferait exploser le cadre de cet article. Il est cependant possible de retrouver toutes les informations importantes sur Internet.

Outre les caractéristiques techniques, on trouvera sur Internet légion de schémas de base voire de projets d’amateur remarquables. La commande par tension d’anode faible semble, ici et là, devenir une nouvelle tendance.

 

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Figure 1. Brochage du ECC81.

ECC81 :

Le ECC81 est aisément disponible tant en neuf qu’en version d’« occasion ». Au nombre de membres de la série des doubles diodes, ECC81, 82 et 83, au brochage identique, le ECC82 convient lui aussi, le ECC83 étant moins adapté vu qu’aux tensions plus faibles il se caractérise par un courant d’anode trop faible.

À l’origine, le ECC81 avait été conçu pour des applications HF et pour des circuits de basculement dans les téléviseurs et oscilloscopes. L’important étant dans ce cas-là une fréquence de travail élevée que l’on pouvait obtenir au mieux à des courants d’anode compris entre 5 et 10 mA.

Dans le cas d’applications HF les tubes étaient souvent montés en cascode, les 2 triodes se trouvant alors prises en série et devaient partant se partager la tension d’anode disponible. Ceci explique que le ECC81 ait, même aux tensions faibles, un courant d’anode et une pente suffisants.

La première chose que l’on aimerait savoir, lorsque l’on prend un tube utilisé en main, est s’il fonctionne. Il n’est pas besoin pour cela de réaliser un circuit de test complexe. Il suffit de quelques pinces crocodile éparpillées sur le plan de travail. On commence par appliquer la tension de chauffage. On trouve en figure 1 le brochage d’un ECC81.

La quasitotalité des tubes à socle Noval à 9 broches ont les sorties de chauffage au niveau des contacts 4 et 5. Les ECC81/82/83 présentent
cependant une spécificité. le filament de chauffage commun aux 2 triodes possède une prise intermédiaire centrale accessible par le contact 9.

Il est pourtant possible d’attaquer ces tubes soit à une tension de chauffage de 12, 6 V et un courant de chauffage de 150 mA soit sous 6,3 V et 300 mA. Cela tombe à pic pour nos expériences sachant que si nous optons pour un fonctionnement en 12, 6 V (12,0 V suffisent !) nous pourrons utiliser cette même tension de chauffage en tant que tension d’anode.

La première étape consiste à appliquer la tension de chauffage de 12 V aux broches 4 et 5.

Au bout d’une demi-minute environ on devrait voir les cathodes rougir. S’il ne circule pas de courant il est fort probable que le tube est grillé. Ceci n’est pas très fréquent.

Le plus souvent, un tube n’est pas grillé, mais son vieillissement est tel que ses caractéristiques se sont dégradées sensiblement. Même dans
ce cas-là ils peuvent, pour la plupart, fort bien être utilisées pour des applications expérimentales simples.

 

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Figure 2. Mesure de la charge de grille négative.

Un second test consiste à vérifier que le tube a conservé son vide. Il suffit pour cela de brancher un voltmètre entre la cathode et la grille (cf. figure 2). Si tout est OK on devrait mesurer, lorsque le tube est chauffé, une tension de quelque –0,5 V au niveau de la grille (résistance interne du voltmètre 1 MΩ).

Ceci est dû au mouvement des électrons libres. La cathode accélère les électrons dans le vide. Un certain nombre d’entre eux atterrit sur la grille de sorte qu’elle se charge négativement. Si, au lieu de mesurer la tension à vide, on relève le courant de court-circuit on devrait trouver un courant de l’ordre de 20 μA.

Dans de nombreux circuits on utilise cet effet pour une génération automatique d’une tension de grille négative, comme ce sera le cas d’ailleurs dans l’amplificateur pour casque d’écoute dont nous parlons un peu plus loin.

Il est souvent possible, par un simple examen visuel, de voir si le vide du tube est intact. Dans sa pointe, un ECC81 possède une tache argentée
connue sous la dénomination de tache de Getter. Lors de sa fabrication le tube est vidé par le biais d’une mince tubulure de verre, celleci
est ensuite fermée par fusion.

On trouve dans sa partie supérieure un sillon annulaire rempli d’un métal à point de fusion faible. On procède ensuite, à l’aide d’un champ magnétique HF puissant, à un échauffement de cet anneau au travers du verre. Le métal se vaporise et se dépose à l’intérieur du verre.

Le but de ce processus est d’obtenir une fixation des derniers atomes de gaz encore présents et de les déposer à tout jamais sur le verre. Si, les
années, voire les décennies, passant, cette tache a toujours conservé sa brillance tout est OK. Si elle a perdu son éclat métallique et qu’elle est
devenue blanchâtre ou grise, cela signifie que le tube a « pris l’air » et que le métal de Getter s’est oxydé.

Amplificateur pour casque d’écoute :

Si la cathode s’illumine, qu’il existe un courant de grille et que la tache de Getter brille de tous ses feux, il est quasiment certain que le tube est intact et l’on pourra alors s’en servir pour réaliser un amplificateur à tube pour casque d’écoute simple.

Nous vous en proposons 2 variantes.

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Figure 3. Un amplificateur pour casque d’écoute simple.

Le premier schéma représenté en figure 3 requiert, outre le tube et le casque d’écoute lui-même, 2 composants additionnels par canal seulement.

Le courant d’anode mesuré expérimentalement aux contacts d’un tube usagé de quelque 0,17 mA est relativement faible. Ce courant peut être
légèrement plus important dans le cas de tubes faible tension spéciaux. À titre de comparaison : on obtient, avec un tube ECC86 faible tension,
avec ce schéma, de l’ordre de 1 mA.

S’il devait se faire que vous ayez un ECC86 sous la main il n’est cependant pas question d’enficher ce tube dans le support sans autre forme de
procès. En effet, ce tube ne possède pas de prise intermédiaire au niveau du filament de chauffage et s’attend partant à trouver 6,3 V entre ses
contacts 4 et 5.

Le premier circuit amplificateur donne des résultats très honorables avec un casque d’écoute à haute impédance de 600 ou 2000 Ω. Cependant on peut difficilement parler de high tech vu l’application d’un courant continu au casque. Il n’existe cependant pas de risque de surcharge du système en raison de la faiblesse du courant d’anode.

Il n’en reste pas moins que le son produit pourrait se dégrader quelque peu en présence de courants momentanément plus élevés. De plus, les casques d’écoute à haute impédance ne courent pas les rues (ou devrions nous dire les magasins).

Si l’on utilise, avec ce circuit, un casque d’écoute pour baladeur standard d’une impédance de 32 Ω, le niveau du son diminue très fortement. On se trouve confronté à une très mauvaise adaptation vu que la résistance interne du tube se situe plutôt dans le domaine du kiloohm.

 

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Figure 4. Mise en œuvre d’un transformateur de sortie.

On pourra alors faire appel à un transformateur de sortie et utiliser, par exemple, un petit transformateur secteur 230 V/24 V d’une puissance
de 1,8 VA. Le rapport de transfert est de l’ordre de 10:1. Le transformateur que nous avons utilisé sur notre circuit expérimental (figure 4) possédait au primaire une résistance en continu de 2,5 kΩ et au secondaire de 100 Ω.

La mise en œuvre d’un transformateur plus gros présenterait l’avantage de pertes moindres et d’un niveau sonore plus élevé. Dans le cas d’un rapport de transfert de 1:10 l’impédance du casque d’écoute est relevée dans un rapport de 1:100.

Dans ce cas-là le tube « voit », avec un casque d’écoute d’une impédance de 32 Ω, une résistance de 3,2 kΩ, valeur d’impédance sensiblement
mieux adaptée.

La résistance de fonctionnement optimale théorique des tubes répond à la formule Ua/Ia, ce qui, avec le faible courant d’anode de 0,17 mA se
traduit par une valeur de quelque 70 kΩ. Pour la présente application, la valeur précise de l’impédance n’est pas critique, de sorte que l’on
peut fort bien, avec le même transformateur, attaquer un casque d’écoute de 600 Ω.

L’impédance appliquée au tube correspond, avec ses quelque 60 kΩ, bien mieux au courant d’anode évoqué.

 

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Figure 5. Tensions d’entrée et de sortie vues à l’oscilloscope.

Courbe caractéristique :

L’oscillogramme de la figure 5 montre que le tube travaille même à une tension d’anode faible. Nous avons effectué la mesure à un gain en tension de l’ordre de 8 sur un casque 600 Ω avec transformateur de sortie, c’est-à-dire à impédance de sortie élevée.

En règle générale, le gain en tension répondant à la formule suivante :

V = S*Rsor (V = gain en tension, S = pente, Rsor = résistance de sortie)

Si l’on prend une résistance de sortie de 60 kΩ, le tube doit posséder une pente de 0,13 mA/V. Cela correspond à l’observation d’ensemble qu’à tout point de travail la pente du tube est égale au courant d’anode divisé par 1 V.

La fiche de caractéristiques officielle du ECC81 donne, par exemple, pour Ua = 100 V et Ug = –1 V, un courant d’anode Ia de 3,0 mA et une pente S de 3,75 mA/V.

Une comparaison nous apprend qu’à une tension d’anode de 12 V seulement le tube a énormément perdu en courant et en pente.

Partant il faudra, si l’on envisage une application haut de gamme, opter pour la tension d’anode la plus élevée possible. Une tension de 24 V pourrait nous paraître un compromis acceptable entre sécurité et gain en courant.

Nous allons, de manière à mieux comprendre les propriétés d’un tube aux tensions d’anode plus faibles, établir une courbe caractéristique par nos propres moyens.

Les fiches de caractéristiques des fabricants ne nous aident guère vu qu’ils ne tiennent pas compte du comportement à des valeurs de tension
d’anode aussi faibles (cela n’a visiblement intéressé personne à l’époque). Pour les mêmes raisons, les programmes de simulation courants
ne fournissent pas de résultats réalistes.

 

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Figure 6. Mesure de la courbe caractéristique.

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Figure 7. Caractéristique du ECC81 à Ua= 12 V.

Il suffit, pour effectuer une mesure des données réelles, d’appliquer une tension de grille variable et de relever le courant d’anode correspondant
à chacune de ses valeurs (figure 6). La caractéristique relevée présentée en figure 7 montre aux tensions de grille négative, une croissance de la pente en cas d’augmentation du courant d’anode.

Dans la plage des tensions de grille positives, la pente n’augmente plus, retombant même lorsque cette tension dépasse +1 V.

Simultanément on a d’ailleurs une augmentation du courant de grille, ce courant pouvant même, à partir d’un terme Ug de l’ordre de +0,5 V, dépasser le courant d’anode. Il est intéressant, avec des tubes usagés surtout, de relever la courbe caractéristique de manière à trouver le point de travail optimal.

Grille positive :

S’il est dans vos intentions d’utiliser l’amplificateur pour casque d’écoute proposé ici plus qu’expérimentalement, il se pourrait que, dans certaines conditions, le niveau sonore soit quelque peu trop faible. Ce risque est encore plus grand dans le cas d’une tension d’alimentation de
12 V seulement.

Il suffit de rendre un peu d’énergie aux électrons fatigués et d’opter pour une tension de grille légèrement positive. Les inconditionnels des tubes expérimentés ne manqueront pas de protester véhément et d’argumenter que l’on aura alors circulation d’un courant de grille et des distorsions importantes.

En principe, cela est vrai, mais si l’on veille à attaquer la grille à une impédance relativement faible cela ne devrait pas poser de problème. Dans
le temps, à la grande époque des tubes, il fallait attaquer les tubes à impédance élevée, vu que l’étage en amont était à haute impédance lui aussi.

De nos jours au contraire, l’attaque prend la forme d’une sortie pour casque d’écoute à faible impédance d’un petit baladeur CD. Ce petit zeste de courant de grille n’a plus guère d’importance dans ce cas-là.

 

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Figure 8. Amplificateur stéréo avec tension de grille positive.

Sur le circuit de la figure 8 on a circulation d’un courant de grille d’une taille proche de celle du courant d’anode. Le courant d’anode et la modulation possible sont environ 3 fois plus importantes qu’à Ug = –0,1 V.

Cela se traduit par une puissance de sortie quasiment décuplée, ce qui devrait suffire dans la majorité des cas. On a établissement d’une tension de grille de +0,5 V et un courant d’anode de 0,5 mA. De ce fait, on se trouve dans un domaine de pente constante ce qui donne une distorsion faible.

La tonalité de ce petit amplificateur est, en réalité, très bon, même si, techniquement, il y aurait peut-être moyen de faire encore mieux.

L’inévitable distorsion introduite par un étage à tubes, aux niveaux de modulation importants plus particulièrement, est, la plupart du temps,
agréable à l’oreille.

L’avez-vous remarqué ?

Il serait fort possible, sur ce schéma, de remplacer sans autre forme de procès les tubes par une paire de transistors NPN. Au courant de grille se substitue alors un courant de base, le courant d’anode étant remplacé par un courant de collecteur.

Le transistor ne nécessite pas de chauffage. C’est là un progrès auquel nous nous sommes habitués. Il n’est pas évident que l’on puisse affirmer que le son en soit devenu meilleur.

Vous avez ici l’occasion de le vérifier par vous-même très simplement. La plupart des auditeurs ne manqueront pas de constater que la sonorité des tubes est, simplement, meilleure. On accepte alors la puissance de chauffage soit beaucoup plus importante que la puissance de sortie de l’amplificateur.

N’at-on pas en plus une jolie lumière de la cathode et de quoi se chauffer les doigts, si tant est que l’on touche, avec toutes les précautions du monde, un tube du doigt.

Plus de puissance :

Si vous souhaitez disposer d’un peu plus de puissance tout en travaillant à une tension d’anode faible, au risque d’en avoir mal aux oreilles, il
vous faudra attendre le second article publié le mois prochain. L’utilisation de tubes de puissance tels que les EL84, EL95, ECL80, ECL86 et
surtout le PL504, ouvre de nouvelles perspectives, le dernier nommé permettant même d’attaquer une enceinte et cela à une tension d’anode de 27 V seulement.

Nous vous présenterons en outre quelques tubes miniatures d’origine russe qui, de type pour alimentation par piles, s’en sortent non seulement
avec une tension d’anode faible mais dont la puissance de chauffage est sensiblement moindre elle aussi.

Il va sans dire que les vrais tubes de puissance tels que les EL84, EL95, ECL80 et ECL86 et bien plus encore un PL504, fournissent, à des tensions d’anode faibles, une puissance bien plus importante que celle dont sont capables les ECC81 et ECC82 évoquées dans la première partie. Il devient même possible, dans le cas du PL504, d’attaquer un haut-parleur standard à condition qu’il ait une faible impédance, et cela à une tension d’anode de 27 V seulement.

 

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Nous aurons en outre l’occasion, dans cette seconde partie, de vous présenter quelques tubes miniatures en provenance de Russie, qui, étant des tubes destinés à être alimentés par piles, non seulement s’en sortent à une tension d’anode faible mais également se caractérisent par une puissance de chauffage moindre.

Une fois que les premiers essais à base de ECC81 et ECC82 eurent comme résultat de prouver qu’il serait bien qu’avec le casque d’écoute utilisé l’amplificateur à tube pour casque d’écoute ait une puissance un peu plus importante, il fallut essayer de trouver un autre tube pouvant travailler à des courants plus importants.

Les candidats entrant en ligne de compte sont tous les tubes de puissance (tubes de sortie) tels que les EL84, EL95, ECL80, ECL86 et types similaires.

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Figure 1. Amplificateur à base d’un EL95.

EL95:

Nous avons testé ici un EL95 d’occasion. Le EL95 est une pentode, il possède partant 2 grilles de plus qu’une… triode. La grille 2 doit être
reliée à la tension d’alimentation, la grille 3 devant l’être à la masse. Les pentodes se targuent d’un facteur d’amplification plus élevé que les
triodes et d’une distorsion inférieure à celles-ci.

L’alimentation du EL95 s’est faite ici sous 12 à 24 V. On retrouve, en figure 1, le circuit requis pour une version mono-canal et le brochage du tube.

Avec son courant de chauffage de 200 mA seulement, le EL95 est un tube relativement économe. Ceci n’empêche pas d’atteindre des courants
d’anode de 1,3 mA à 12 V et de 3,5 mA à 24 V. Pour peu que l’on utilise un transformateur adéquat, il est possible d’obtenir de bonnes puissances.

Il est possible ainsi, par exemple, d’alimenter un amplificateur pour casque d’écoute stéréo de faible impédance (32 Ω) à l’aide d’une tension d’alimentation asymétrique de 12 V fournie par un adaptateur secteur lorsque l’on met en série les filaments de chauffage des 2 tubes et que l’on se contente de 12 V pour l’alimentation des anodes.

Si l’on porte l’accent sur une bonne tonalité, utiliser le bon transformateur revêt une importance capitale. Les transformateurs de très petite
taille présentent une résistance filaire importante et entre trop aisément en saturation magnétique.

Si l’on utilise un transformateur de taille plus importante, si le problème de saturation a disparu, l’inductance devient plus faible de sorte qu’il
devient impossible de transférer les graves dans leur totalité. Dans ces conditions, un transformateur secteur ne peut remplacer un  transformateur BF (audio) qu’imparfaitement.

Il faudrait en fait bobiner un transformateur spécifique pour chaque étage à tubes, mais cela deviendrait bien trop complexe.

Les choses étant ce qu’elles sont, nous en revenons ainsi peut-être nouveau au schéma le plus simple et on connecte le casque d’écoute
directement à la ligne d’anode. La pratique nous apprend que cela fonctionne, avec un casque de 600 Ω étonnamment bien.

La question se pose cependant s’il est bien prudent d’appliquer au casque un courant de, par exemple, 3,5 mA. Chaque système consomme, au repos, une puissance électrique inférieure à 7,5 mW.

La charge thermique ne paraît pas être trop élevée, sachant que les casques d’écoute sont prévus, par exemple, pour un maximum de 100 mW. Autre question que l’on peut se poser : le déplacement mécanique de la membrane, lorsque l’état de repos est quitté, pose des problèmes.

Le courant continu produit, pratiquement, une « tension de polarisation » mécanique. Théoriquement, cela pourrait entraîner une modification du son. Dans la pratique, nous n’avons cependant pas pu découvrir d’inconvénient.

De ce fait, il semble intéressant, en règle générale, de réaliser un amplificateur pour casque d’écoute sans transformateurs.

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Figure 2. Amplificateur pour casque sans transformateur avec EL95.

Si l’on veut éviter tant le transformateur que le passage de courant continu dans le casque, il ne reste pas d’autre solution qu’un couplage par condensateur (figure 2).

Cependant, dans ce cas-là, on est forcé de se rabattre vers un casque d’écoute à impédance élevée (600 Ω). Si le volume est plus faible qu’il ne le serait en cas d’utilisation d’un transformateur de sortie idéal, il est parfaitement suffisant pour la majorité des applications.

Ampli de classe A à base de PL504 :

Un rien de plus ? Que penseriez-vous d’un petit amplificateur pour haut-parleur en classe A à base de PL504 ? Le PL504 est un tube de dimensions plus importantes à support Magnoval, qui a été utilisé dans les étages de puissance de ligne de postes de télévision. Son chauffage se fait à 27 V/300 mA.

Il est judicieux partant d’opter du même coup pour une tension d’anode de 27 V.

Lors de leur utilisation dans un étage de ligne, ces tubes devaient supporter des courants d’anode allant jusqu’à 500 mA. On peut imaginer qu’ils sont également en mesure de travailler à des tensions plus faibles.

Des essais sous 27 V se traduirent par un courant d’anode de 33 mA. Cette valeur dépasse le courant d’anode à laquelle devrait fonctionner, si l’on en croit sa fiche de caractéristiques, un EL95 alimenté sous 250 V.

Ceci explique qu’un PL504 permette, à 27 V, de réaliser un amplificateur pour haut-parleur parfaitement viable.

Les résultats sont satisfaisants si l’on n’utilise pas un transformateur trop petit. L’impédance de connexion devrait se situer aux alentours de 800 Ω. Nous avons testé le schéma avec un transformateur un peu plus costaud de 230 /24 V.

Le rapport des enroulements est de 10:1, le rapport des impédances étant partant de 100:1. Un haut-parleur de 8 Ω fait exactement l’affaire vu que le tube « voit » alors 800 Ω. Un coup d’oeil à l’oscillo permet de constater que le transformateur est très exactement ce qu’il nous faut.

Lorsque, dans le cas d’une surmodulation des 2 demi-ondes, l’amplificateur les écrête presque de la même façon, tout va pour le mieux dans le meilleur des mondes.

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Figure 3. Amplificateur pour haut-parleur utilisant le PL504.

Dans la réalité, il s’avéra que cet amplificateur (figure 3) était capable de fournir une bonne puissance et un son agréable. La dissipation au niveau de l’anode étant proche d’un watt, on peut s’attendre à quelque chose de bien.

La tension de 27 V sort quelque peu de l’ordinaire, ce qui explique que nous ayons procédé  à des essais à 24 V. À cette tension, le chauffage du tube est un peu plus faible. Cela ne semble pas avoir de conséquence sensible. Le courant d’anode chute à 25 mA, mais le son ne change  pratiquement pas lui.

Amplificateur pour casque à PL504 :

Si l’on désire réaliser uniquement un amplificateur pour casque d’écoute, le PL504 dispose de suffisamment de réserves pour un couplage
RC en sortie. Une résistance de cathode de 100 Ω définit une tension de polarisation de grille de –1,3 V.

Simultanément, par la contre-réaction qu’elle introduit, elle diminue la distorsion. Une résistance de 680 Ω prise dans la ligne d’anode sert au découplage du signal amplifié.

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Figure 4. Étage de sortie pour casque travaillant à 24 V.

Avec ce circuit (figure 4), la moitié seulement du courant du signal amplifié passe par le casque d’écoute, l’autre moitié se frayant un chemin au travers de la résistance d’anode. Dans le cas d’un courant d’anode de 12 mA on peut fort bien se permettre de telles largesses.

La réalisation de cet amplificateur pour casque ne pose pas le moindre problème vu qu’il n’est pas nécessaire de se casser la tête pour mettre
la main sur un transformateur de sortie convenable.

Le montage se caractérise par une excellente tonalité et une puissance sonore importante. Si donc vous arrivez à mettre la main sur une paire de
PL504, ne cachez pas votre plaisir.

À noter qu’il existe également le EL504 qui connaît une tension de chauffage de 6,3 V à un courant de 1,3 A, c’est-à-dire le même tube doté d’autres filaments de chauffage. Il existe bien évidemment nombre d’autres pentodes de puissance qui pourraient être mises en oeuvre avec un circuit similaire.

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Figure 5. 1SH24B, 1SH29B et 1P25B.

Tubes basse-tension de Russie :

L’ex-URRS a mis sur le marché des tubes miniatures destinés à être alimentés par pile(s), tels que les 1SH24B, 1SH29B sans oublier les 1P24B (figure 5). Ce type de tubes existe encore en grande quantité et à un prix très abordable. Ils possèdent des broches à souder directement ce qui élimine le besoin de supports spéciaux.

L’une des caractéristiques marquantes de ce type de tubes est une cathode à chauffage direct. Le filament de chauffage fait également office de
cathode. Cette spécificité a des conséquences sur le concept électronique vu que, par exemple, il est problématique, de brancher des filaments
de chauffage en série. Un premier test avec un 1SH29 révèle des caractéristiques parfaitement utilisables : à Ua = Ug2 = 40 V le courant d’anode
est de 3 mA.

Pour ce faire, la grille 1 a été mise à la tension de la broche du filament de chauffage négatif. La pente est de l’ordre de 1 mA/V. Le tube peut également se contenter d’une tension d’anode plus faible, mais cela se traduit par des diminutions sensibles du courant d’anode et de la pente.

La plupart des tubes possèdent une construction concentrique. Il en va tout autrement avec ce type de tubes. Au centre on trouve un filament
de chauffage fin faisant office de cathode chauffée, les 1SH29 et 1P24B en possédant même deux.

Toutes les autres électrodes prennent la forme de filaments ou de grilles disposées parallèlement par rapport à la cathode.

On dispose ainsi d’un tube à la fois très solide et efficace.

Dans le cas du 1SH24B (pentode HF) le courant de chauffage atteint, à 1,2 V, 13 mA seulement, une merveille d’économies.

Avec le 1SH29B (pentode universelle de Pa = 1,2 W), le courant de chauffage est de 64 mA sous 1,2 V ou de 32 mA sous 2,4 V.

Un premier essai à base de 1SH29B donna d’excellents résultats : à Ua=Ug2 = 40 V nous avons un courant d’anode de 3 mA, lorsque l’on force la grille 1 à la tension de la broche de chauffage négative.

La pente se situe à nouveau aux alentours de 1 mA/V. Ce tube aussi peut travailler à une tension d’anode plus faible, mais cela se traduit par une
réduction du courant d’anode et de la pente. Même à une tension de 12 V seulement, les valeurs obtenues dépassent les caractéristiques
d’un ECC81.

Un cran plus haut nous trouvons la 1P24B (pentode de puissance de Pa = 4 W). Le P de sa dénomination pourrait signifier Puissance car ce petit tube est impressionnant.

S’il est vrai qu’il lui faut un courant de chauffage relativement élevé de 240 mA sous 1,2 V, il donne à une tension d’anode de 12 V, des résultats
très acceptables. À une tension de grille nulle, on obtient un courant d’anode de 2 mA à une pente de 1,5 mA/V.

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Figure 6. Ampli BF faisant appel à un 1P24B.

Ce tube convient partant à merveille à la réalisation d’un petit ampli pour casque d’écoute. La figure 6 vous propose le schéma d’une  électronique ayant fait ses preuves destinée à un casque à haute impédance.

Source : Elektor
Auteur : n/c

4 commentaires à propos de “Montages à tubes à tensions faibles”

  1. Votre article est très intéressant. Il manque les niveaux de puissance approximatifs de sortie. Même si on sait qu’avec 100mW c’est déjà bien. Et l’impédance d’entrée idéale sur ces montages ?

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