Vulgariser l'électronique audio pour débutants curieux

allé... je vais me pencher sur ta datasheet ! ;)

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. 

NB. le dessin représente une autre valeur de HT, c'est juste pour voir l'aspect de la droite de charge en rouge

Le 1er point déterminé est le point X (dans notre cas non pas à 180V mais 250V).

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 !