Préamplificateur (WOT) 5687 et 5Y3

[Bertrand]

Merci Rémy pour ces articles intéressants!

[Padawan]

je rejoins Bertrand, merci Rémy pour les articles, cela me fera ma lecture de ce soir.

[6336A]

Merci pour les articles.

J’ai lu dans l’autre post et la discussion Bertrand – Tadanimi

La charge d'anode avec un transformateur de sortie est déterminée par la charge au secondaire du transfo.

Pas exactement. Elle est d'abord déterminée par les caractéristiques du tube utilisé. C’est ainsi que l’on choisira l’impédance primaire (droite de charge). Le secondaire est déterminé par l’impédance du hp, donc disons 8 ohm dans le cas d’un ampli. Dans le cas d’un préampli, l’impédance de sortie doit au moins être 10 x plus faible que l’impédance d’entrée de l’appareil suivant.
Ces deux impédances différentes primaire/secondaire détermineront le rapport de transformation.
Exemple pour la 2A3 ; primaire 2,5K secondaire 8 ohm. Le rapport sera donc √ (2500 / 8) = 17,7. Si nous avons 17,7 V au primaire, nous aurons 1V au secondaire.
Cette notion est très importante pour comprendre comment fonctionne ce préampli 5687 à transfo.

La 5687 a une résistance interne comprise entre 1,7K et 3K suivant son point de polarisation. 2,1K pour un courant de 21mA. Il convient donc de la charger par au moins 2 à 3 fois sa résistance interne si on ne veut pas trop de distorsion. Donc disons 5K comme l’a choisi Bertrand (avec un autre tube) me semble correct. C’est la fameuse droite de charge.
Il nous faut une impédance de sortie pas trop élevée afin d'attaquer l'appareil suivant (filtre actif ou amplificateur). Cette impédance de sortie sera déterminée par le secondaire du transfo, et devra être faible en rapport avec celle d’entrée de l’appareil suivant.
L'impédance d'entrée d'un filtre actif ou d'un ampli, donc de l’appareil qui va suivre, peut être très variable... disons 10K, parfois moins, pour certains amplis à totors à plusieurs centaines de K pour certains amplis à tubes.
L’impédance de sortie d’un préampli dans « l'idéal » est inférieure à 1K. Le standard est 600 ohm, les préamps modernes affichent largement en dessous.
Si par exemple notre primaire fait 5K et notre deuxiaire aussi, en négligeant l’impédance d’entrée de l’appareil suivant, qui est au moins 10 fois supérieure, le rapport de transformation est unitaire. Le gain sera donc comme si on chargeait le tube par une résistance de 5K. Ce qui nous donne un gain en tension de 12 soit 22db. Il se calcule là aussi par la droite de charge.

Si on choisit, et il vaut mieux, une impédance de sortie de 600 ohm, nous aurons un rapport de transformation de 2,89 √ (5000 / 600)
C'est à dire que nous devrons diviser par 2,89 le gain précédant qui était de 12. Soit 4,15 environ 12db, ce qui est dans la moyenne d’un préampli ligne. Nous sommes donc dans les clous.
Nous voyons aussi que plus impédance de sortie sera faible, plus le gain le sera également.

Donc, voici l'histoire de l'impédance du transfo, secret de polichinelle mystificateur propriétaire. Chhhhhhuuuut, ne le répétez pas…

Ainsi armé, on peut attaquer n'importe quel appareil en aval sans avoir de perte. Il faut donc un transfo abaisseur de tension, contrairement aux cellules MC, et pareillement aux amplificateurs à tubes. Mais le problème de fond reste le même, rapport de tension, et rapport d’impédance sont liés.

Maintenant, venons-en au transfo. En prenant 5K au primaire et 600 ohm au secondaire, nous devons pas être bien loin du choix de notre concepteur. Celui-ci aura donc au primaire 21mA. 21mA pour un préampli… on peut baisser ce fameux courant de moitié, en polarisant notre 5687 différemment, mais la résistance interne du tube va augmenter… donc l’impédance primaire du transfo également, le rapport sera différent, le gain également.
Nous sommes donc un peu coincés à ce niveau, on ne peut pas trop des permettre de baisser le courant. Encore une histoire de compromis et de choix.

A présent, ce que les fervents partisans du transfo oublient de dire, est que celui-ci constitue pour le tube une charge beaucoup plus complexe qu’une résistance. En simplifiant un peu beaucoup la chose, nous avons la résistance du bobinage primaire en série avec la self primaire, le tout en parallèle avec la capacité de fuite primaire. Plus la valeur de la self sera importante, plus la réponse dans les fréquences graves sera étendue. Facile ! Il suffit d’ajouter des spires au primaire pour augmenter cette valeur. Ben nan... Car plus je vais enrouler, et plus les fuites dues aux capacités parasites seront importantes, et donc limiter la réponse dans les fréquences élevées. Je vais également augmenter la résistance série de l’enroulement, donc les pertes dans le transformateur (on parle de rendement). Pas évident…
Et vient par dessus le marché, le courant continu, non constant en régime alternatif, variant au gré de la modulation, et qui va nous faire chuter la valeur de notre self. Il faut donc placer un entrefer dans le circuit magnétique pour limiter la casse. Un entrefer est un espace, une ouverture où le noyau du transfo se trouve interrompu. Ceci se calcule, vous vous en doutez… section et longueur de l’entrefer ne se choisissent pas au hasard, de même que son positionnement. Chacun a sa petite recette qu’il a expérimentée, en fonction de nombreux paramètres dont nous pourrons discuter. (Là aussi c'est un secret, chhhhhhhhuuuuut !
Bref, la mise au point de cet entrefer est difficile. C’est souvent elle qui déterminera la performance globale du transfo.

J’espère donc que vous en saurez donc un peu plus sur le fonctionnement de ce genre de préampli mais aussi sur la problématique du transformateur de sortie.
Dans le cas d’un amplificateur single end, nous sommes obligés de l’utiliser, il n’y a pas d’autre solution. Mais dans le cadre d’un préampli… à vous de juger maintenant.

[6336A]

On peut à présent discuter des préamplis phono donnés par Remy si vous le voulez...

[Klemp]

Merci pour toutes ces explications Jean-François

[Kikook]

Super intéressant, merci !

[Bertrand]

Maintenant, venons-en au transfo. En prenant 5K au primaire et 600 ohm au secondaire, nous devons pas être bien loin du choix de notre concepteur. Celui-ci aura donc au primaire 21mA. 21mA pour un préampli… on peut baisser ce fameux courant de moitié, en polarisant notre 5687 différemment, mais la résistance interne du tube va augmenter… donc l’impédance primaire du transfo également, le rapport sera différent, le gain également.
Nous sommes donc un peu coincés à ce niveau, on ne peut pas trop des permettre de baisser le courant. Encore une histoire de compromis et de choix.

Bonjour Jean-François,

J'avoue que je ne saisi pas très bien comment varie le rapport entre impédance secondaire et impédance primaire en fonction de la RI du tube. Je pensais justement que ce rapport était fixe pour un transfo donné.

[6336A]

Bonjour Bertrand

J'avoue que je ne saisi pas très bien comment varie le rapport entre impédance secondaire et impédance primaire en fonction de la RI du tube. Je pensais justement que ce rapport était fixe pour un transfo donné.

Le rapport de transformation est bien fixe. Nous avons un rapport de transformation dans notre cas (primaire 5K secondaire 600 ohm) qui est de 2,89 /1 .
Mais nous avons choisi 5K au primaire en fonction de la polarisation du tube.
Ici, la 5687 .

5687.jpg (261.06 Kio) Vu 3033 fois

Nous choisissons la 2eme colonne dans exemples de fonctionnement entouré en noir :
On voit alors que pour le point de polarisation choisi, la RI du tube est de 2,1K. Si nous avions choisi la 3eme colonne, la RI est 3K entouré en rouge.
La résistance interne d'un tube n'est pas constante. Hélas, ajouterais-je, sinon notre tube serait parfait.
Donc , c'est en fonction du point de polarisation choisi que nous allons déterminer la valeur du primaire de notre transfo, dans notre cas 5K. La fameuse droite de charge. On va s'amuser à la tracer. Droite noire.

Si nous avions choisi la 3eme colonne, il aurait certainement fallu un peu plus, 6K par exemple. Droite rouge. Et ce n'est même pas assez, il faudrait plus car nous sommes en classe AB dans ce cas.
Donc le rapport de transformation n'aurait plus été le même, puisque au secondaire nous voulons toujours 600 ohm.

5687 Cjpg.jpg (252.31 Kio) Vu 3033 fois

C'est plus clair, maintenant ?

[Bertrand]

Pour avoir 6k au primaire, et garder 600ohm au secondaire, il faut prendre un autre transfo, en fait, de ce que je comprend.

Les 600ohms en sortie sont fixés par une résistance, on peut donc modifier l'impédance primaire en changeant la résistance au secondaire, si on choisi un autre point de fonctionnement pour le fonctionnement du tube, non?

[Satchmo]

Merci Jean François de partager de cette manière.
Je relis souvent tout ce qui touche aux transformations d'impedances dans les transfo, je crois qu'avec l'age ça imprime moins bien... donc je relis encore.