Electronique Audio : Montages à lampes

Tous les montages à lampes décrits ci-après sont cablés sans circuit imprimé, directement sur les supports et sur cosses relais,le tout sur un chassis en tôlerie à l’ancienne.

Préampli S.R.P.P.

Après avoir monté et écouté pas mal de circuits copiés sur les schémas des grandes marques de la Hi-Fi, voici le seul préampli à lampes que j’apprécie, je l’ai découvert dans les pages de la regrettée revue de l’audiophile (N°2 de décembre 1977 et N°7 de novembre 1978).
Je ne m’appesantirais pas sur les principes de fonctionnement du système SRPP (voir The Tube CAD Journal May 2000:http://www.tubecad.com/may2000/).
Ce schéma date du début des années 40 et fait l’objet d’un brevet américain (et n’est pas d’origine nipponne comme certains le croient). Ce schéma est certainement ce qu’on peut obtenir de mieux en matière de linéarité avec des lampes et permet de se dispenser de contre réaction; Il y existe quelques variantes notées sur le site indiqué ci-dessus, mais pour le circuit décrit dans l’audiophile, c’est le montage de base qui est mis en œuvre, les différentes variantes n’amènent pas grand chose, si ce n’est de la complication inutile pour nos besoins (le mieux est souvent l’ennemi du bien).

schéma issu de la revue de l’audiophile:

Le résultat du correcteur R.I.A.A. ne me satisfaisant pas, j’ai été amené à réaliser la modification suivante:

Les composants du correcteur (encadré en pointillé) sont à 1% Vous pourrez noter que le préampli possède des réglages graves et aiguës, je ne m’en suis servi que lors de la première mise sous tension, depuis lors, les boutons sont couverts de poussière… Si c’était à refaire, je ne les mettrais pas, comme l’écrivait M.Pierre Loyez dans son ouvrage « mes amplificateurs », lorsqu’on a un bon ampli, des bonnes enceintes, de bonnes sources (platine vynil et lecteur cd) et qu’on utilise des disques en bon état et bien enregistrés, les filtres anti rumble, anti scratch et autres réglages sont inutiles… Plus on rajoute de composants plus on a de sources de pannes. Le choix des tubes reste à votre inspiration, essayez toutes les combinaisons entre ECC81,82 et 83, et gardez ce qui vous convient le mieux. Je vous conseille quand même de mettre à l’entrée R.I.A.A. une ECC83 munie d’une grille cadre, par exemple une E83CC JJ. Evitez les tubes chinois sans pour autant verser dans les « gold lion » ou autre marque de luxe, qui ne fabriquent rien, ces tubes étant le résultat d’un tri de tubes pas chers, remarqués et vendus bien chers pour ce que c’est. Favorisez plutôt les constructeurs que les revendeurs. L’alimentation est classique,Les filaments sont alimentés en continu pour des raisons de bruit, et isolés de la masse pour la raison suivante: Les tubes de la série ECC81, 82, 83 etc., ont un isolement filament/cathode de l’ordre de 100V. Or, la cathode du tube supérieur pouvant être, dans les cas extrêmes, portée à la demi tension d’alimentation H.T., soit environ à 150/160V, il y a un risque de claquage de l’espace filament/cathode; la solution consiste à porter les filaments à une tension prélevée sur la H.T. destinée aux anodes par un diviseur résistif. De cette façon, on n’atteint jamais la tension de claquage. Exemple d’alim. :

Ampli Loyez

Etant l’heureux propriétaire d’enceintes à très haut rendement (voir le chapitre sur les enceintes à pavillon), je n’ai jamais vu l’intérêt d’avoir des amplis très puissants pour de l’écoute de salon, d’une part à cause du voisinage, lorsque je résidais en appartement, d’autre part pour mes oreilles qui se contentent d’un niveau de pression acoustique décent sans pour autant mettre les deux tympans au milieu du cerveau.
Pendant une bonne période, j’ai eu deux blocs mono Dynaco, munis d’EL34, qui étaient de qualité très correcte mais largement surdimensionnés pour mes besoins.

Après avoir fouillé dans la litérature technique, et avoir écouté pas mal de machins vantés par les revues idiophiles (mono tube, triode en classe A, d’autres et j’en passe…) j’ai retenu le schéma de M.Pierre Loyez qui m’a séduit par sa simplicité et son déphaseur dérivé du Schmitt mais avec un tube supplémentaire, monté en grille directe à la masse, corrigeant ainsi l’assymétrie dûe à la capa mise en œuvre dans le Schmitt d’origine.
L’étage de sortie est un Push-Pull d’EL84 en ultra-linéaire, la boucle de contre-réaction globale est complétée par 2 petites boucles de contre-réaction locales, cette approche me paraissait séduisante.
J’ai utilisé des transfos de sortie Supersonic de récupération sur une épave d’ampli récoltée dans une brocante pour une poignée de cerises, des TU101 Audax devraient faire également l’affaire, dans l’article d’origine du livre « mes amplificateurs », M. Loyez préconise des Millérioux, excellent choix, mais malheureusement rare et cher!

Le schéma est le suivant:

Le résultat est tout à fait à la hauteur de mes espérances, l’ampli est très stable, propre, et à l’écoute, fin et détaillé à souhait, tout à fait à la hauteur de mes 15″gold monitor Tannoy.
J’ai également essayé avec des 215ORTF Supravox (des anciens, ceux qui fonctionnent bien), montés dans des MauhornXII: rien à redire.
L’alimentation est des plus classique et n’appelle aucun commentaire particulier (le transfo d’alim à été aussi récupéré sur l’épave brocantée).

Ampli Blesbois

Celui-ci est paru dans les pages de la revue de l’audiophile (N°37 hiver 1986) sous la plume de Monsieur François Blesbois. Je dois avouer qu’initialement, ce montage n’avait pas attiré mon attention et c’est un amateur de la région parisienne de passage chez moi, qui m’en a fait l’éloge (Gérard Valtat, pour ne pas le nommer). Après être retourné à la lecture de cet article, j’ai trouvé ce montage très intéressant et plein de bon sens.
Le déphaseur est un paraphase du genre de celui qui équipe le Quad II mais réalisé avec des triodes montées en S.R.P.P. en lieu et place des EF86 qui équipent le Quad. L’étage final est un push-pull de 6V6 montées en ultra linéaire.
Ayant dans mes tiroirs et cartons tout le matériel qui dormait (à l’exception des transfos de sortie), j’ai donc réalisé cet ampli.

Le schéma est le suivant:

Les étages de sortie « SE »=Single Ended pour les con(naisseurs) n’ayant à mes yeux (ainsi qu’a mes oreilles) aucun intéret, il ne sera question, ici, que de transformateurs de sortie pour push-pull en ultra-linéaire, n’en déplaise aux amateurs de la mode « SE » et des grosses triodes (très jolies en décoration « rétro » et amusantes au tir à la carabine). De plus, pour des raisons évidentes de simplification de montage et aussi de performances, il ne sera fait usage que de C-cores. Ma référence en matière de C-cores est le catalogue Isolectra. (http://www.isolectra.fr/page8.html). La méthode utilisée découle de celle exposée par Monsieur Brault dans son ouvrage « Basse fréquence Haute Fidélité », de la méthode exposée par Monsieur Ramain dans son livre »Technique des Amplificateurs Basse Fréquence de Qualité », ainsi que des précisions amenées par l’article de Monsieur D.M.Leakey et de Monsieur R.B.Gilson paru dans Wireless world de Janvier 1956(elec-p3-21.pdf). 1°- calcul de l’inductance primaire: On doit , tout d’abord déterminer l’impédance équivalente à la résistance interne des tubes en parallèle sur l’impédance de charge optimum de l’étage de sortie, ces valeurs sont déterminées par le constructeur des tubes et indiqué dans le « datasheet » du tube http://www.drtube.com/tubedata.htm

Pour les tubes les plus couramment utilisés, on a les valeurs suivantes: EL84:ρ=38Kohms ,Rch=8Kohms plaque à plaque : Zéqu.=7,24Kohms EL34:ρ=17Kohms ,Rch=3,8Kohms plaque à plaque : Zéqu.=3,42Kohms 6V6:ρ=65Kohms ,Rch=8Kohms plaque à plaque : Zéqu.=7,54Kohms 6L6 ou KT66:ρ=22,5Kohms,Rch=6,6Kohms plaque à plaque : Zéqu.=5,76Kohms 6550 ou KT88:ρ=15Kohms ,Rch=4Kohms plaque à plaque : Zéqu.=3,53Kohms L’inductance primaire est a déterminer en fonction de la fréquence la plus basse a transmettre (Fc)

Prenons l’exemple d’un transfo pour Push pull d’EL84, avec une fréquence de coupure basse de 20Hz à -3dB, Lp=7240/6,28×20=57,61Henrys
2°- calcul de la section de fer:

Pour les petites puissances, jusqu’a 10w, on comptera:

On peut compter le double de section de fer pour les puissances supérieures, voire d’avantage, si on désire faire un ampli qui commence a être déraisonnable.
Pour des raisons de « confort », le « P » dont il est question ici, n’est pas la puissance que vous désirez obtenir, mais la puissance de dissipation anodique du tube, comme il s’agit d’un push-pull, on prendra 2 fois la dissipation anodique, par exemple, l’EL34 est qui donnée pour 27,5W maxi de dissipation anodique, P sera de 27,5×2=55W, ce qui nous donne une section de fer de 14,8cm², on arrondira à 15. Pour une EL84 qui dissipe 9W., Sfer sera de 4,25cm².
on choisira, dans le catalogue Isolectra, dans la série 30/100, le couple de C-cores qui a la section de fer la plus proche, immédiatement au dessus de la valeur calculée.

Dans l’exemple pris du push-pull d’EL84, on voit qu’une paire de C-cores T25 conviendrait (S_fer=4,66cm² pour 4,25 cm² calculés)
L’entrefer résiduel « e » dû à la jonction des 1/2 cores est, pour ce type de matériel, de l’ordre de 3/100^ièmede mm, la perméabilité initiale du matériau est µi=1500, la longueur de la ligne de force doit être majorée en tenant compte de cet entrefer, la longueur équivalente de fer est:
Lf_équ= longueur ligne de force +(µi x e)
Soit, dans le cas de notre exemple de transfo pour PP d’EL84, avec Lf du T25=16,6 cm et e=3/1000^ièmede cm : Lf_équ=16,6+(1500×3/1000)=21,1 cm

3°-calcul du nombre de spires:
le nombre de spires au primaire est donné par la relation:


avec: Lp en Henrys; Lf_équ en cm; S_fer en cm²
Ce qui, toujours dans notre exemple de transfo pour PP d’EL84, se traduit par Np=3730 spires
L’impédance des enroulements étant proportionnelle au carré du nombre de spires, le nombre de spires du secondaire sera:


Ce qui, dans notre exemple donne  =118 spires.
En pratique, on procèdera un peu différemment, en effet, d’une part, il faut limiter les inductances de fuite ( fuites de flux entre primaire et secondaire), et d’autre part, notre transfo étant prévu pour une fonctionnement en régime ultra-linéaire, il faut se remémorer que ce mode de fonctionnement revient à réaliser une contre réaction en tension par l’écran, or, si sur un tube on réalise une contre réaction en tension par l’écran, on réalise une réaction sur l’autre tube, ceci compromet grandement la stabilité de l’ampli; il conviendra donc, lors de l’exécution de notre transfo, de coupler au mieux le secondaire au primaire, pour limiter les inductances de fuite, tout en limitant le couplage entre les 2 demi-primaires, pour rendre l’étage de sortie stable.
Pour ce faire, on va diviser les enroulements pour réaliser un sandwichage en les insérants les uns dans les autres pour coupler au mieux primaire et secondaire, et on va utiliser une carcasse de bobinage possédant une joue médiane, de façon à bobiner les demi-primaires séparément pour limiter leur couplage. On va en profiter pour réaliser la division des enroulements de façon pratique, avec 10 enroulements pour le primaire encadrant 4 enroulements pour le secondaire, et celui ci sera constitué de 4 enroulements d’impédance environ 1 ohm de façon a avoir plusieurs impédances de sortie qui seront 4 ohms avec 2 enroulements en série; 9 ohms avec 3 enroulements en série et 16 ohms avec les 4 enroulements en série, ainsi, nous pourrons avoir a peu près n’importe quelle charge normalisée . Ces 4 enroulements secondaires seront, en pratique, 8 enroulements identiques, 4 couplés au mieux à 1/2 primaire, et 4 couplés au mieux au 2^ième demi primaire,chacun des enroulements imbriqués dans le 1^erdemi primaire seront mis en parallèle avec ceux qui sont imbriqués dans le 2^ième demi primaire. La charge le plus répandue étant 8 ohms, on peut prendre des secondaires de 0,92 ohms pour être au plus près de 8ohms au lieu de 9, nous obtenons 3,68 ohms; 8,28 ohms et 14,72 ohms, ce qui est satisfaisant pour la majorité des applications.
Chaque secondaire, dans notre exemple sera de  = 40 spires.
chaque 1/2 primaire comportant 5 enroulements, la prise d’écran se fera aux 2/5, soit à 40%. Un petit dessin valant mieux que de longs discours:


4°-vérifications:
La tension alternative efficace maximum aux bornes du primaire du transfo est de:

Dans notre exemple, on ne peut raisonnablement pas avoir plus de 10W de puissance de sortie, en qualité satisfaisante, avec 2 EL84, donc  

Dans notre exemple, on ne peut raisonnablement pas avoir plus de 10W de puissance de sortie, en qualité satisfaisante, avec 2 EL84, donc V. la formule de Boucherot nous permet de vérifier qu’on ne dépasse pas l’induction maximum à 20HZ Bmax=Vp/(4,44 x Np x Sfer x Fc x 10-4), ce qui dans notre cas donne Bmax=282,84/(4,44 x 3730 x 4,66 x 20 x 10-4)=1,85 Tesla, ce qui dépasse un peu l’induction maxi admissible par le matériau (normalement Bmax=1,7T), 3 solutions s’offrent à nous: – laisser ça comme c’est et se contenter de 10 w à une fréquence un peu moins basse(le calcul inverse donne 21,6Hz à -3dB) – recommencer les calculs en augmentant la section de fer à savoir changer de C-core – augmenter le nombre de spires primaire Pour ma part, je ne me battrais pas pour une si petite différence, rigoureusement inaudible. Mais si, par exemple on prend des C-cores T32 à la place des T25, on obtient les résultats suivants: Np=3300 spires (soit 10 enroulements de 330 spires); Ns=144 spires (soit 8 enroulements de 36 spires en parallèle 2 par 2); la vérification nous donne une induction max de 1,62Tesla, on est en dessous de ce que les c-cores peuvent faire, le calcul inverse nous garanti 20Hz à -3dB. Ce transfo est utilisable aussi bien pour le montage Loyez que pour le montage Blesbois (où d’ailleurs il remplacera avantageusement les transfos Magnétic). Reste à déterminer les diamètres des fils émaillés, on peut prendre une densité de courant de 2 à 4 A/mm²; 2,8A/mm² est un bon compromis, le Ik max (courant cathodique) de l’EL84 est de 65mA
ce qui nous donne du 18/100^ième pour le primaire; pour le secondaire   =1,12A, les secondaires étant composés de 2 enroulements en parallèle, chaque enroulement sera parcouru par un courant de 0,56A, du 50/100^ième conviendra pour les secondaires
Les 2 avantages supplémentaires en passant du T25 au T32 sont, que le nombre de spires du primaire et des secondaires est moindre et, que la hauteur des T32 est supérieure de 7mm à celle des T25, laissant ainsi plus de place pour les enroulements.

Récapitulons:
Pour un push-pull d’EL84: 2 C-cores T32, 10 enroulements primaires de 373spires en fil émaillé de 18/100; 8 enroulements secondaires de 40 spires de fil émaillé 50/100.
Pour un push-pull d’EL34: 2 C-cores X51, 10 enroulements primaires de 170spires en fil émaillé de 30/100; 8 enroulements secondaires de 26 spires de fil émaillé 15/10.

Pour la réalisation , je vous conseille de prévoir une carcasse en nylon chargé de fibre de verre, munie d’une joue médiane; de prendre toutes les précautions pour que les spires soient bien jointives et bien serrées sur le noyau, chaque couche devra être isolée au moyen de film terphane ou mylar , celui ci devra être taillé exactement à la largeur de l’espace entre 2 joues , personnellement, j’utilise un isolant trouvable dans n’importe quel magasin de bricolage, c’est le téflon de plombier, ça coûte une misère et c’est un excellent isolant, sous réserve d’en mettre plus d’une couche. , à chaque sortie du fil vers l’extérieur de la carcasse, s’arranger pour que celle ci se fasse de façon à pouvoir intervenir une fois les c-cores montés, les débuts et fins d’enroulement devront être fixés au moyen d’adhésif du genre « scotch » d’électricien, les fils émaillés traversant un enroulement pour sortir de la carcasse devront être munis d’un souplisso de façon qu’à long terme, il n’y ait pas de spires en court-circuit. Je pense ne rien avoir oublié comme précaution à prendre; chez Isolectra vous trouverez tout le matériel nécessaire, y compris les cadres de montage, les colliers de serrage à vis et même des cuves en tôle étamée pour faire joli, yapuqua!!