Amplificateur à tube 300B Single-Ended

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Le schéma de l'ampli

Il faut bien commencer par quelque chose et comme le sujet a déjà été abordé ici et là depuis fort longtemps, il faut faire son marché pour connaitre les solution retenues par les divers amateurs qui se sont lancés dans l'étude et la réalisation d'un amplificateur de ce type.

Le Web regorge de schémas d'amplis utilisant une triode 300B dans une configuration Single-Ended.

Le schéma Western Electric qui fait appel exclusivement à des tubes Western Electric.
Le tube préamplificateur est un WE310A, celui de l'alimentation est un WE274 A/B. Ces tubes sont quasiment introuvables aujourd'hui. Polarisation automatique et absence de contre-réaction.
A noter le filaments du tube WE310A est en 10 volts.

Le schéma Anzai Zaika se distingue du précédent non seulement par ses tubes d'entrée (pentode 6SJ7) et d'alimentation (5U4G) mais également par la polarisation négative appliquée sur la grille.
Cet amplificateur à fait l'objet d'une description par Jean Hiraga dans la revue l'Audiophile n°9 de mars 1979.
J'ai trouvé le pdf de cet article sur le Web et vous pouvez le consulter ici.
Possédant toute la collection de cette revue, quel n'a pas été mon étonnement de constater que les 18 premières pages de ce numéro manquaient. Elles ne semblent pourtant pas avoir été arrachées. Mystère.

Le schéma de René Cariou qui possède un étage d'entrée de type SRPP réalisé avec la double triode 6SN7.
Curiosité : l'alimentation des filaments s'effectue en courant redressé mais non filtré (du moins sur le schéma)
Polarisation automatique

Le schéma de Patrice Tanguy (Diafan sur le Web) est le plus élaboré que j'ai vu sur le Web. Toutes les alimentations sont redressées, filtrées et stabilisées y compris la haute-tension qui est elle-même temporisée afin que les tubes soient chauds avant qu'elle ne soit appliquée. Circuit de contre-réaction déconnectable. Ce schéma ayant été élaboré sur un cahier des charges très précis se voit pourvu d'une entrée symétrique. Les réalisations de ce grand amateur de tubes sont magnifiques. Vous pouvez les retrouver sur son site.

Le schéma de Doede Douma trouvé sur le Web.
Ce schéma met en œuvre le fameux tube KR 300BXLS qui permet d'atteindre une puissance très élevée au prix d'un courant d'anode de 140 mA !
Je n'ai pas noté l'adresse du site ou j'ai trouvé ce schéma, mais l'article complet est ici : 
PDF

L'un des schémas mis au point par le constructeur anglais Audio Note.
Ici, 2 tubes 300B sont connectés en parallèle pour augmenter la puissance disponible.

Le site "Time Bandit" de Raymond Koonce regorge de schémas et de réalisations d'amplis à tube
http://www.timebanditaudio.com/timebandit.html
Ce schéma m'intéresse car il utilise la version pro du tube 6SJ7 (connue sous la référence 5693) que je prévois d'utiliser dans la partie pré-amplification.

A l'heure du choix

Une double réflexion doit être menée car il s'agit d'une part de déterminer le schéma qui sera retenu et d'autre part, de choisir et d'approvisionner les composants.

Choix du schéma

Avant d'arrêter un schéma, il y a des options techniques qui nécessitent réflexions.
- Quel type de polarisation (tension négative appliquée sur la grille du 300B ou résistance de cathode ou un mix des deux) ?
- Quel étage et tube d'entrée (triode ou pentode) ?
- Alimentation des filaments en alternatif ou en continu ?
- Régulation de la haute tension ?

Un point quasiment acquis dès maintenant, est la possibilité d'appliquer la haute-tension sur les tubes une fois que les filaments sont chauds. Cette disposition qui peut être manuelle (via un interrupteur sur le circuit haute-tension) soit automatique (via un temporisateur à relais), assure une durée de vie correcte aux tubes. J'ai même lu quelque part que l'inverse serait également souhaitable, c'est-à-dire, couper la haute-tension et attendre que celle-ci soit revenue à zéro avant de couper l'alimentation des filaments.

Choix des composants

Comme je l'ai dit au début de cet article, la qualité des composants est tout à fait primordiale dans ce type d'amplificateurs.

Le tube 300B.
La technologie de ce tube est aléatoire, il suffit de lire les compte-rendu des différents marques pour s'en persuader.
Il existe beaucoup de fournisseurs potentiels et chacun a ses aficionados ! J'ai trouvé :
    - Western Electric, La référence mais rare et quasi introuvable.
    - KR Audio, probablement le meilleur choix à ce jour, 616 € la paire (appariés) chez Ceres Electronique, existe aussi en version musclée XLS mais plus chère à environ 750 €.
    - Electro Harmonix, on les trouve appariés chez Audiophonics à 199 €.
    - Shuguang 300B-98, 200 € la paire, bonne réputation.
    - Emission Labs, 400 € la paire standard, mais il existe une version "boostée" dite XLS à 550 € la paire dont on dit le plus grand bien..
    - Valve Art, 150 € la paire
    - Svetlana,
    -
Golden Dragon

Un comparatif de 300B (english) sur enjoythemusic.

Mon choix s'est finalement porté sur les Shuguang 300B-98

Fournisseurs de tubes
Passion audio tubes    audiophonics    Stquentin-radio    dbtubes    kataudio    audiotubetech    audiotriodes    hifiatubes
TubesUSA    jacmusic    audiotubes    thetubestore    New_Sensor
EBay un peu partout dans le monde :    eBay_France    eBay_USA    eBay_De    eBay_UK    eBay_It    eBay_Be   
eBay_China

Le transformateur de sortie.
Là aussi il existe plusieurs fabricants. Difficile de choisir, Il semble toutefois que le plus cher soit le mieux si l'on en juge par le résultat du concours organisé par ETF (European Triode Festival) en 2011. C'est un modèle Audio Note qui remporté les suffrages, mais, à 1000 € par transfo... Je vais essayer d'optimiser mon choix...
    - Tamura, parait-il les meilleurs, mais très chers et il faut les acheter au Japon, alors vu le poids...
    - Audio Note, très bons mais très très chers. Le modèle Trans-300 est celui qui a remporté la coupe lors du comparatif ETF, mais à 900 € le transfo, ça refroidit un peu !
    - Hashimoto, excellents transformateurs d'après ce que j'ai lu ici et là et relativement abordables. Le modèle H-20-3.5U me plaît beaucoup.
    - Lundahl, excellente réputation, mais chers. Le modèle LL1623/90 semble bien adapté au 300B.
    - Sowter, excellente réputation là aussi, mais pas facile de s'y retrouver dans leur catalogue et rarement utilisé en transfo de sortie
    - Bartolucci, discours intéressant sur la page d'accueil du site. Ces transfos italiens ont bonne presse sur le Web.
    - Hexacom, accessibles facilement, ces transfos sont régulièrement cités dans les réalisations amateurs.
    - James, transfos de bonne réputation très employé dans les réalisations amateurs. Le modèle 6123H est bien adapté au 300B.
Il y en a certainement d'autres et j'invite mes visiteurs à me faire part de leurs avis.

Connaissant les résultats du concours de l'European Triode Festival cité plus haut, j'ai finalement opté pour la sous-traitance de ces transformateurs  à Charly Doria http://montagnaise.free.fr/transformateurs.html. pour la réalisation de deux transfo DA144. C'est un modèle un peu plus "musclé" que le DA143 très utilisé chez les amateurs et qui permet une réponse en fréquence un peu plus étendue dans les basses fréquences.

Le transformateur d'alimentation
Quelles ont les tensions et courants nécessaires ?
Cela dépend du type d'alimentation envisagé :
- Courant redressé par un tube ou par des redresseurs au silicium pour la haute tension
- Filaments chauffés en alternatif ou en continu, compliqué par le fait que les tubes 300B nécessitent du 5 volts et les autres tubes du 6,3 volts. Compliqué aussi par le fait que l'usage d'un régulateur impose un écart de tension correct entre la tension redressée/filtrée et la tension régulée.
Bilan : au moins 3 tensions : 1 pour la haute tension, 1 pour le 5V et 1 pour le 6,3 volts.

Bilan énergétique (En prenant des valeurs moyennes de consommation et en arrondissant les valeurs)
Haute tension :
450 V / 90 mA = 40 VA
200 V / 5 mA = 1 VA
Basse tension:
5 V / 1,8 A = 9 VA
6,3 V / 0,6 A = 4 VA
Soit 54 VA par canal, donc environ 110 VA pour un ampli stéréo.

Ces transfos de type toriques seront sous-traités à la société Audiophonics qui réalise du sur-mesure.

20 janvier 2013

Ces 6 derniers mois, j'ai beaucoup pris conseil auprès de mes pairs, comprenez, ceux qui savent et/ou ont une expérience en la matière, quand à l'élaboration du schéma de l'amplificateur et des circuits d'alimentation. Mais, l'heure du choix est venue et bien évidemment, il sera critiqué, ce que j'accepte dans la mesure ou ça me fait progresser.

C'est l'une de mes dernières recherches qui m'a donc définitivement fait basculer vers la structure ci-dessous. J'y pensais déjà depuis quelques temps et ce qui est écrit (en anglais) via le lien ci-dessous n'a fait que confirmé ce vers quoi je m'orientais.
http://www.users.globalnet.co.uk/~valveamp/SEPowerAmp.htm
Pour ceux qui ne lisent pas l'anglais, je résume les propos tenus il y a une quinzaine d'années par un amateur venu à l'amplification à tubes single-ended utilisant des 300B.
C'est vers 1995 que cet amateur a commencé à s'intéresser à l'amplification à tubes se bornant à la réalisation de Push-Pull à base de 2A3 ou d'EL84 puis de pré-ampli et autre étage phono.
Un premier SE fut réalisé : un AudioNote Neiro pourvu d'un étage SRPP / 6072A en entrée..
Divers tubes driver furent ensuite essayés : ECC88, ECC82, E182CC, mais c'est l'association de 6SN7 en cascade qui permit l'obtention des meilleurs résultats. Puis, ce fut un 6SL7 monté en anode driver qui a été utilisé. Ce circuit montra vite que le 300B n'était pas suffisamment drivé dans ce cas.
Les travaux de Nobu Shishido et de Susumu Sakuma sur le couplage inter-étage à l'aide de transformateurs produits par les firmes Tango et Tamura donnèrent à l'auteur l'envie d'essayer ce schéma. Selon ses dires, les résultats furent les meilleurs obtenus jusqu'alors.
Les dernières évolutions de cet amplificateur ont portées sur les circuits d'alimentations.

Au cours de mes recherches sur le Web j'ai trouvé récemment (Avril 2013) un amateur suédois (Lennart Jarlevang) présentant un amplificateur SE 300B de structure et conception très proches de la précédente:  LA 300b twin :: LennArt Labs
Cet ampli est détaillé (en anglais) ici : Leonardo - Introduction, mais comme je trouve cet article très bien fait, j'ai effectué la traduction intégrale que vous trouverez ici.

Le schéma de l'amplificateur

Voici donc le schéma général de l'amplificateur que je convoite depuis un bon moment maintenant.
Le schéma de l'ampli est on ne peut plus simple et on voit bien que dans un amplificateur à tubes, 80% du schéma est constitué par son circuit d'alimentation.

Schéma de l'amplificateur SE300B
Schéma de l'amplificateur SE300B

Le tube d'entrée est une triode à grand gain monté en cathode commune. Ce point est déjà discuté et bien entendu, il y a des pour et des contre !
J'adopte également la polarisation fixe qui a le gros avantage de permettre une tension d'alimentation du tube 300B significativement réduite par rapport à une polarisation automatique qui nécessite d'ajouter environ 70 V à cette tension d'alim puisque présente entre cathode et masse.
L'inconvénient d'une polarisation fixe est qu'en cas de défaillance, le tube n'étant plus polarisé correctement, le courant maximum va traverser le tube et le transformateur de sortie qui vont partir en fumée.

La résistance chargeant le secondaire du transfo inter-étage est encore un point d'interrogation.
La littérature n'est curieusement pas très abondante sur le Web, pourtant il semble normal de considérer qu'un transformateur soit chargé par quelque chose au secondaire dont l'effet se traduira au primaire... A suivre donc !

 

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