Me voici donc pour vous parler des tubes et des transistors et, en guise d’introduction, il me semble judicieux de vous expliquer, pour l’essentiel, leurs rôles en audio.

On peut comparer les transistors et les lampes aux écrans : les tubes s’apparentent aux écrans cathodiques et les transistors aux écrans plats. En audio, les lampes et les transistors sont principalement utilisés pour amplifier un signal, prendre une petite modulation et la rendre plus grande. Dans les préamplificateurs de microphones ou de cellules phono, on parle en terme de gain ou de facteur d’amplification, exprimé en dB (décibels) et entre 40 et 70dB pour un préamplificateur micro. Les décibels se mesurent sur une échelle logarithmique. Ainsi, quand le signal est 100 fois plus grand, on parle d’un gain de tension de 40 dB. Si il est seulement 10 fois plus important, le gain de tension sera égal à 20dB.

Venons-en aux amplificateurs. Nous avons ici un gain de tension (de généralement 26 dB) qui s’ajoute à un gain de puissance exprimé en Watts, lequel permettra de faire bouger le haut-parleur. Un préamplificateur de micro a une puissance d’1 Watt en sortie tandis qu’un amplificateur aura une puissance comprise entre 25 et 500 Watts généralement… On ne peut donc pas brancher un haut-parleur directement après un préamplificateur !

Mais les amplificateurs et les préamplificateurs assurent d’autres fonctions telles que la transformation du courant alternatif en courant continu et la régulation du tension. Car tous les composants ont besoin de courant continu pour fonctionner ! C’est pareil pour le matériel informatique et les périphériques numériques, où le standard est fixé à 5 Volts.

Nous savons donc maintenant que les lampes et les transistors sont principalement utilisés pour amplifier un signal dans l’audio. Mais pas seulement ! Nous verrons qu’ils peuvent aussi limiter et compresser le signal, ce qui revient à une réduction de gain… Mais ceci est une autre histoire et il me faut revenir au coeur même de notre sujet : les tubes et les transistors. Notez bien d'ailleurs que le titre de l’article est bien ‘Tubes et Transistors’ et non ‘Tubes VERSUS Transistors’, car les deux technologies sont évidemment intéressantes de différentes façons, ce qui n’empêche pas cette rivalité d’avoir des fondements historiques.

Au début, les transistors faisaient pâle figure face aux tubes et je faisais partis de ceux qui ne voulaient pas laisser les seconds mourir face aux premiers. J’ai d’ailleurs participé activement à la réintroduction du tube dans les préamplificateurs et les amplificateurs après avoir entendu ce que les transistors étaient capables de faire. Mais je dois avouer aujourd’hui que chaque technologie a ses avantages et ses inconvénients : tout dépend des applications, et du budget !

Un peu d'histoire

Mais revenons un peu en arrière, dans les années 50. A cette période, les tubes connaissent un incroyable développement et de nombreux nouveaux modèles apparaissent. Parmi eux, on citera notamment les NU-VISTORS. Ces derniers utilisaient des câbles en lieu et place des broches et étaient initialement destinés à l’armée, mais furent très vite utilisés dans la conception des aides auditives pour les malheureux atteints du surdité (beaucoup de gens avait perdu de l’audition à cause du bruit faramineux des bombardements lors de la seconde guerre mondiale… mais ce pauvre Ludwig Von Beethoven souffrait des mêmes maux bien avant cette histoire, à cause des coups portés par son père, et nulle assistance auditive, qu’elle soit à tube ou à transistor, ne pouvait alors résoudre son problème.) Autre célèbre tube issu de cette époque, le DUODECAR à douze broches, surnommé ‘balle de golf’, consistait en 3 triodes assemblées et fut immédiatement utilisé par MacIntosh (et moi-même, en certaines occasions).

Puis les transistors arrivèrent et toute la recherche et les progrès concernant les tubes furent alors stoppés par ce nouveau miracle de la technologie, qui ne tint évidemment pas toutes ses promesses. Les exagérations (mensonges ?) promotionnelles abondèrent alors, promettant monts et merveilles : "oubliez les milliers de sortes de tubes différentes et les épais manuels techniques, un seul modèle peut les remplacer tous ! Et voyez la taille de ces merveilles : un ampli de 25 Watts tient dans une boîte à cigares ! Fini la chaleur et les composants à remplacer", et cætera, et cætera.

Le tournant le plus important dans cette évolution fut alors pris avec la naissance du concept PCB/CI (circuit intégré). La construction des transistors devint à la fois plus rapide et moins chères que celle des tubes, ce qui en faisait une technologie très intéressante pour les constructeurs proches de leurs sous, bien sûr. Beaucoup de compagnies spécialisées dans le Tube abandonnèrent alors cette technologie et, au prix d’un changement trop rapide, trop brusque, furent conduites au dépôt de bilan. Entre autres exemples, on évoquera le cas de LEAK UK que le fondateur, Harold J. Leak, vendit à RANK ORG, qui deviendra plus tard RANK-XEROX. Au milieu de ce bouleversement, certains restèrent pourtant en course (McIntosh, par exemple, ou moi-même) et passèrent des années à faire des recherches en attendant que la technologie des transistors arrive à maturité.

A présent, il me faut opérer une petite digression et revenir plus en arrière encore dans le temps pour évoquer la naissance du tube qu’on appelle aussi parfois 'valve', 'lampe' ou encore ‘vacuum tubes’. Nous nous en tiendrons toutefois ici à la dénomination de tube et ce, bien que l’appellation VACUUM-TUBE soit des plus correctes et que l’invention originale du britannique Fleming porte le nom de VALVE. Mais ‘Valve’ concerne les robinets et semble plus à même de décrire l’ustensile qui sert à ouvrir, fermer et régler le débit d’un gaz ou d’un fluide.

Or, le Valve de Fleming disposait de seulement 2 électrodes (ANODE & CATHODE), n’offrant que 2 positions ouvertes/fermées : pas de quoi faire une amplification. Bien plus tard, l’américain LEE de FOREST ajouta la troisième électrode "GRILLE" : dès lors, on disposait d’un véritable outil, d’un amplificateur pour la radio et l’audio. Bien d’autres ingénieurs de différents pays sophistiquèrent alors la chose, de sorte qu’on vit bientôt apparaître des TETRODES, des PENTODES et même des HEXODES cependant que l’alimentation en sortie offrait toujours plus de PUISSANCE. Mais laissons-là l’histoire qui n’est pas l’objet de cet article et qu’on peut lire dans de nombreuses encyclopédies. Je tenais juste à faire un clin d’œil à ces pionniers, 'Thanks for the memory' comme dit la chanson.

Microphones à tubes ou à transistors ?

Ce détail éclairci, j’ai pas mal de sujets à aborder et j’ai décidé de commencer par le premier maillon de la chaîne : le microphone ! Ici le tube gagne haut la main…Pas besoin de délibérer pendant des heures, cela s’entend. Pourquoi croyez-vous que des gens payent un Neumann U47 vintage 10 fois plus cher qu’un M49 ? Ce n’est pas juste par nostalgie ! La raison est que le tube agit comme un adaptateur d’impédance : d’un Giga Ohm (l’impédance de la capsule) à 30/50 KOhm. On a toutefois toujours besoin d’un transformateur en sortie pour pouvoir faire transiter le signal dans de longs câbles symétriques.

Pour ceux qui ne s’y connaissent pas en technique, Z est le symbole de l’impédance exprimée en Ohms. Cette dernière varie en fonction de la fréquence et particulièrement pour les haut-parleurs. Le Z utilisé est alors le Z ‘nominal’. CMRR est l’abréviation de Common Mode Rejection Ratio qui est le phénomène introduit par le câblage symétrique. L’étage Push-Pull des amplis à tube rejète le bruit introduit par le courant alternatif et les distorsions harmoniques indésirables. Mais ceci est une autre histoire qui sera contée plus tard!

Revenons-en aux micros. Les transistors sont par nature des éléments à très faible impédance et ont des cousins appelés FETS, Field Effect Transistors, qui ont eux-mêmes des cousins appelés J-FETS et MOS-FETS. Donc quand vous avez un microphone sans tube, c’est soit un électret ou au mieux un FET en lieu et place du tube, car ce dernier a été inventé pour avoir une impédance similaire au tube. Mais similaire ne veut pas dire exactement pareil. Moi, par exemple, je suis physiologiquement similaire à Brad Pitt, mais on ne se ressemble pas pour autant! Vous voyez la nuance? Les FETS ne peuvent pas vraiment bien s’en sortir avec les Giga Ohms d’une capsule de micro. Car seul un tube avec ses 200/250 Volts (mais je préfère 300) est à même gérer les pics extrêmes que l’on peut trouver dans la musique.

A ce sujet précis, un ami à moi, constructeur de microphones allemand de grande qualité (très sous-estimé en France, d’ailleurs, selon moi) m’a assuré qu’un FET pouvait rivaliser avec un tube. Il a d’ailleurs écrit un livre à ce propos, que j’ai lu. J’ai eu une longue conversation au téléphone avec lui et je lui ai demandé si il avait trouvé un micro équipé d’un FET capable de gérer le son d’une caisse claire frappée violemment, en prenant de préférence du cerclage. Il n’a préféré pas répondre à ma question… En effet ce niveau acoustique, proche de celui d’un pistolet, va momentanément faire saturer le FET qui va transformer le signal sinusoïdal en carré qui pourra occasionner de sérieux dommages au haut-parleur situé en fin de chaîne. D’ailleurs le constructeur Danois DPA, anciennement Bruel & Kjaer, proposent en option une alimentation 120 Volts (si mes souvenirs sont bons) avec leur excellents micros, en lieu et place du classique 48 Volts. Je vous conterai plus tard comment l’alimentation fantôme est née.

Ce premier épisode touche cependant à sa fin. Merci de m’avoir lu et merci à AudioFanzine de m’avoir laissé la parole !

David Manley, Paris