Clone C12 à partir d'un T-Bone SCT-700

Dans le sujet de Taffer j'ai résumé avec certains détails les fondamentaux du montage de base de la triode, att. je vais te retrouver ça...

ici :

https://fr.audiofanzine.com/construction-de-micros-amplis-pr/forums/t.539035,vulgariser-l-electronique-audio-pour-debutants-curieux,p.15.html

C'est avec ces 2 graphes qu'on peut déduire toutes les valeurs.....

Si on reprend les explications que j'ai donné sur le point de repos d'une résistance....

Rappel : la caractéristique de la résistance est une représentation de la variation du courant qui passe dans la résistance en fonction de la tension qu'on envoie à ses bornes. Imagine que tu veuilles mettre en oeuvre cette résistance mais que tu ne connais pas la formule U=R*I. Tu veux par exemple injecter 50V dans le circuit. Tu vas donc tracer une verticale à 50V sur le graphe, et à l'endroit où cette ligne coupe le droite de la caractéristique de la résistance, tu vas lire sur l'autre axe le courant qui va circuler. Bon dans ce cas c'est quand même plus simple d'appliquer la formule, mais l'idée est exactement la même pour un tube.

Déjà il n'y a pas 2 bornes, mais 3 sur le tube ! anode, cathode et grille (pour la triode...). Ensuite la caractéristique n'est pas linéaire... Donc la lecture graphique sera infiniment plus simple que le calcul direct.

Pour un tube, la caratérique qui décrit le courant (Ia)qui circule entre anode et cathode en fonction de la tension appliquée à l'anode (Ua) est différente selon la tension "négative" qu'on applique à la grille. L'ordre de grandeur de la tension négative de grille est entre grosso modo 0V et 5 à 7V. On va donc avoir sur la datasheet plusieurs courbes, chacune donnant la caractéristique Ia en fonction de Ua mais pour une valeur de Ug (tension grille) donnée, souvent par pas de 0,5V. Bon ça c'est les données constructeur !

Pour que la triode amplifie, il faut placer une résistance entre l'anode et la haute tension, c'est Ra, la résistance d'anode. Il faudra donc déterminer sa valeur, ainsi que la tension de grille qu'on va utiliser pour polariser le tube (donc la résistance de cathode pour la "polarisation automatique"). Il faut aussi déterminer la valeur de la HT.....

Le choix de ces 3 valeurs : Ra, Ug et HT vont déterminer dans quelle zone on va faire travailler le tube. Alors par où commencer ?

La 5840 est une penthode, peut être vaut-il mieux commencer par une triode.... par exemple l'ultra classique ECC83, ou 12AX7 !!

Voici les caratéristiques  :

Pour commencer il faut bien choisir une valeur un peu arbitrairement.... on va commencer par la HT.  Par exemple on va choisir HT=250V. Avec un peu d'expérience on arrive déjà à l'oeil à voir que c'est plutôt pas mal comme valeur pour un fonctionnement linéaire.... Par exemple si on alimente en 50V on sera dans les arrondis, ce qui n'est pas très bon.... Mais peu importe. HT = 250V. Tu pourras bien essayer les calculs avec d'autres valeurs...

Il faut bien avoir en tête le schéma de la triode amplificatrice... :

V+ correspond à 250V, notre HT.  Il faut bien comprendre que le tube, commandé par la grille (entrée du signal à amplifié) va modifier le courant (Ia) qui circule entre l'anode et la cathode. Donc il est bien clair que la "conductivité" (terme un peu simplificateur, mais évocateur) est une variable. C'est d'ailleurs la variable principale ! On va pouvoir enfin tracer la droite de charge qui va mettre cette variation en lumière ! On recoupera cette droite avec la caractéristique du tube pour trouver le point de repos ! comme précédemment avec le graphe de la résistance.

Alors cette droite de charge...?

et bien supposons un cas extrème où le tube est bloqué, donc comme un inter ouvert. C'est un état possible selon ce qui peut arriver sur la grille ! Aucun courant ne circule donc entre l'anode et la cathode. Quelle est donc la valeur du courant Ia dans la branche ? et la tension Ua (potentiel mesuré entre l'anode et la masse) ? Ces 2 valeurs vont nous donner un 1er point ! Allons-y ! Pour le courant c'est facile : circuit ouvert => pas de courant = courant nul. Donc dans ce 1er cas Ia = 0mA (oui on va pas travailler avec des ampères à ce stade, les mA suffiront amplement !). Quid de Ua ? comme le circuit est ouvert, Ua = HT = 250V. Ra ne peut pas dissiper de courant puisque celui-ci est nul, le courant ne circule pas et le potentiel de 250V reste entier aux bornes de la résistance.

Remarque : ce 1er point n'est pas fonction de la valeur de Ra !

Un 2eme point pour déterminer la droite ? On va imaginer un cas où il circule un courant donné dans le tube entre anode et cathode. Ici il faut bien voir que la valeur de Ra va donner une droite plus ou moins inclinée. 

Pour le 2eme point, on va le déterminer en fonction de la valeur de Ra. On va prendre le cas où la tension Ua est nulle. Quel est alors le courant qui circule ? Pour le déterminer regardons ce qui se passe aux bornes de Ra. Quelle est la tension à ses bornes ? Comme HT = 250V, U(aux bornes de Ra) = 250V puisque Ua = 0. (petit rappel : Loi de base : dans une branche on additionne les tensions aux bornes de tous les dipoles en séries....soit HT = Ua + U(ra).)

 Application de la loi d'ohm autour de la résistance : U=RI => I=U/R => Ia = 250/Ra. Alors là il va falloir choisir une valeur pour Ra. Selon cette valeur la droite sera plus horizontale ou plus verticale.... et donc plus dans le linéaire ou le sinueux.... En regardant le graphe, si on veux par exemple que la droite de charge passe par un point Y (sur l'axe vertical puisque Ua = 0) vers 3 mA, soit 0,003A, il nous faut Ra = 250/Ia=250/0,003= 83333,3333333...ohms. soit Ra=83k.

Ainsi notre tube pourra fonctionner de façon linaire. 

Voilà pour un premier chapitre sur la droite de charge !

Ensuite il faudra étudier l'intersection de cette droite (déterminée par la topologie du circuit : Ra et HT et non par le tube) avec la caractéristique du tube (déterminé uniquement par le tube). L'intersection donne le point où les 2 éléments sont "compatibles", le point de repos dans lequel le circuit va naturellement se placer !

rappel sur ce qu'est un point de polarisation :

le point de polarisation est le point de repos, l'état électrique dans lequel se place un circuit comprenant un générateur et un receveur.

Par exemple : Tu envoies via un générateur de tension une tension U dans un récepteur, une résistance R. Le générateur lui va débiter un courant qui va dépendre du récepteur. En l'occurrence en application de la loi d'Ohm U=R*I on comprend que le courant débité qui va donc circuler dans le circuit et tranverser la résistance sera de I = U/R. Exemple générateur 12V, résistance 100k => I=12/100000=0,00012A soit 0,12mA. Quasi rien comme courant puisque la résistance est assez forte. Au contraire avec U = 12V mais R = 100ohms => I=12/100=0,12A=120mA, ce qui est déjà un bon petit courant ;)

Il faut bien comprendre que  un tel circuit simpliste (générateur/résistance) de lui même va se mettre dans cet état, qui est son point de polarisation ou de repos. Pour un tel système "linéaire" (c'est à dire que la relation mathématique entre la courant qui circule et les valeurs données du circuit U et R est de type "linéaire" au sens mathématique : coefficient.) La représentation de la caractéristique (courant I en fonction de la tension U) d'une résistance est donc une droite dont l'équation est I=U/R.

Pour une résistance, un tel raisonnement est un peu "lourdingue" et compliqué pour rien car le composant est parfaitement (??) linéaire. En revanche pour un TUBE, les choses sont différentes. Et les différentes courbes de la caractéristiques permettent de trouver visuellement comment on va choisir les valeurs de tension, courant, donc résistance d'anode et tension de bias de la cathode, selon sur quelle portion des courbes on veut se placer. Il faut que tu oublies un peu les valeurs typique des datasheet. Un tube a une certaine caractéristique, qu'on va utiliser différement selon les besoins...

Un exemple :

alors d'abord il faut savoir que ce micro nécessite une alimentation de 120V, appliquée au point 5, milieu à gauche.

le point A sert à "polariser" ou charger la capsule avec une tension moitié (diviseur de tension R2/R4), soit 60V.

Le signal de "modulation" produit par la capsule est récupéré au point B, le point C étant à la masse, blindage du micro. Celui-ci est appliqué à la grille de la lampe, qui va ainsi moduler plus ou moins le courant qui la traverse en fonction de ce qui arrive sur la grille. La lampe est alimenté par le 120V, R1 provoque une chute de tension, et au point de connexion entre R1 et C1 on récupère la haute tension modulée par la tension de grille, mais avec un facteur d'amplification important.

C1 va supprimer la partie continue du signal (haute tension) et laisser passer uniquement la modulation amplifiée. Il agit aussi comme un filtre coupe bas, dont la fréquence de coupure est déterminée par la valeur du condo et l'impédance de la liaison à cet endroit. C2 agit aussi comme un filtre, mais passe bas (normalement bien au-delà de l'audible).

C3 sert à filtrer le courant avant la capsule, afin de bien découpler de l'étage d'amplification de la lampe, surtout en cas de crête.

C4 et R5 sont ce qu'on appelle une polarisation automatique du tube. Pour fonctionner correctement, la grille doit être portée à un potentiel négatif par rapport à la cathode. Soit on l'alimente directement avec une tension dédié de l'alim (comme dans ton C12), soit on utilise un tel montage. En fonction du courant au repos qui traverse la branche R1 lampe R5, R5 produit une petite chute de tension de l'ordre du volt qui place de fait la cathode à un potentiel plus élevé que la masse, hors avec R6, la grille est vue par la cathode comme étant négative de cette tension là. Le problème est que le courant varie en permanence, donc la tension au borne de R5 aussi, donc la polarisation du tube aussi..... Donc on place C4 entre cathode et masse afin de "filtrer" la composante alternative présente sur la cathode. Ce qui augemente de façon non négligeable le gain du circuit. 

La partie gauche de la lampe n'est pas utilisée donc reliée à la masse. Au passage ce micro est une tuerie !!! ;)

Voilà dans les très grandes lignes...

A la base une triode possède une caractéristique courant anodique/tension Anodique. C'est le genre de courbe qu'on trouve sur les datasheet des tubes. En fait si la grille est à la masse comme la cathode, en gros la tension d'anode et le courant d'anode sont plus ou moins proportionnels. La triode se comporte comme une simple diode.

Par contre si on commence à appliquer une tension sur la grille, on va modifier cette relation courant anodique/tension anodique. On peut ainsi tracer toute sortes de caractéristiques en fonction de la tension de grille. Exemple avec une 12AX7 :

On voit les caractéristiques pour des tensions de grille de 0V à -4V (donc grille négative par rapport à la cathode). On voit bien que le courant anodique est bien fonction à la fois de la tension sur l'anode, et à la fois de la tension sur la grille !

Pour mieux voir comment la grille influence le courant anodique, on utilise une autre caractéristique :

 Pour une tension d'anode fixée, par exemple 250V, on voit la variation du courant d'anode en fonction de la tension de grille. On voit par exemple que pour une tension de 250V, le tube est linéaire pour une tension de grille entre -2V et 0V, en dessous la variation n'est plus proportionnelle.