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L'alimentation des deux doubles push-pull à KT 88

Les deux blocs double push-pull KT88

Le préampli (avec SRPP RIAA) et son alimentation

1°) Présentation générale :

L'ensemble ici présenté est une réalisation artisanale datant des années 80-90. Il comprend :

- une alimentation de 29 kg pour les blocs push-pull de puissance

- deux blocs à double push-pull KT88 (fondé sur le schéma de W.A. Ferguson et connu sous le nom de "Mullard 520"

- une alimentation de 10 kg pour le préampli RIAA/SRPP

- un préampli avec une section RIAA (schéma SRPP)

2°) L'ampli de puissance et son alimentation :

a) L'alimentation :

C'est un monstre avec deux transfo R-Core pour les filaments et un transfo HT fait sur mesure par ESO.

Le filtrage est assuré par des capa de forte valeurs et d'excellente qualité (SIF-SAFCO) monté en Pi avec des résistance bobinées de très faible valeur faisant office de self.

A l'avant on trouve deux énormes radiateurs sur lesquels sont fixés les résistances bobinées et les ponts de redressement filament.

A l'arrière on a deux ensemble de fiches destiné chacun à un bloc, ainsi que trois interrupteurs : deux commandent le chauffage filament (des drivers et des KT88) et le dernier la HT.

b) L'amplificateur de puissance :

Le schéma est identique à celui-ci dessus mais avec en V1 une EF86, en V2 une 12AX7 et en V3 et V4 des KT88. Le redressement HT est réalisé par un pont de diodes discrètes.

On été ajouté des condensateurs de très forte valeur en parallèle de tous les filaments.

On trouve quatre fois ce montage (deux push-pull par bloc). On verra qu'on atteint une très forte puissance pour un ampli à tube : 2 x 65 W sinus moyen (RMS) !!

Le schéma est très classique avec une penthode en préampli et sur laquelle est appliquée la CR, un tube déphaseur/amplificateur et les deux tubes de puissance en push-pull sur un transfo (ce qui est lié au fait qu'on doit débiter sur une forte impédance contrairement aux transistors qui sont capables de débiter directement sur l'HP.

On remarque qu'il n' y a pas de réglage du bias des tubes, ceci impose d'avoir des paires parfaitement appairées.

Les sorties des deux push-pull sont mises en parallèle sur chaque bloc.

A noter qu'il n'y a qu'une seule penthode qui va attaquer par contre deux 12AX7, on a quelques changements par rapport au schéma ci-dessus mais pas grand chose.

3°) Le préampli RIAA/SRPP et son alimentation :

L'alimentation est là aussi très simple avec d'énormes capa et filtrage en Pi, une tempo pour l'application de la HT aux tubes, et un filtrage stabilisé par du LM317/capa pour le chauffage.

Le circuit SRPP n'amplifie que le signal issu de l'entrée PHONO, les autres entrées (TUNER et CASSETTES) sont directement reliées aux potentiomètres de volume (il y en a deux ce qui permet d'éviter une balance et d'assurer une meilleure diaphonie).

Ceci signifie que les étage de puissance ont un gain très élevé, et c'est effectivement le cas ! Ceci est permis par l'utilisation de l'EF86.

Ce préampli ne posait pas de problème, aucune recherche sur un éventuel schéma n'a été faite.

4°) Remarques globales sur la fabrication de cet amplificateur :

Cet appareil est très bien fait, on sent que celui qui a commandé cet exemplaire avait beaucoup d'argent ! Les composants sont tous de très bonnes qualité, le câblage est propre, il y a quand même des points qui posent problèmes : très peu de protection vis à vis de la Haute Tension en particulier, compte tenu de l'énormité des capa de filtrage, cet appareil est très dangereux sur ce plan. Il faut absolument faire très attention où on met les mains et utiliser des gants de bonne qualité.

Il est un peu dommage aussi que les boîtiers des push-pull soient en bois avec juste une plaque dessus pour supporter les tubes et le montage en l'air (très bien fait encore une fois).

Reste qu'on peut être un peu dubitatif sur la débauche de moyens mis en jeu pour simplement écouter de la musique...

5°) Problèmes à la réception et dépannage :

a) Problèmes au départ :

- ronflement en particulier sur une voie au niveau de l'ampli de puissance

- forte odeur de chaud sur l'alim SRPP

Le premier problème était lié avant tout à la fatigue considérable des condensateurs de filtrage du chauffage (certains étaient franchement bombés et affichaient des capa 1/3 plus élevées que la valeur nominale à 50 Hz).

Le second venait de résistances sous-dimensionnées qui chauffaient énormément sur la partie HT.

Ces problèmes seront résolus en remplaçant les condensateurs de filtrage filament, en changeant les résistances, plus quelques autres changement de composants manifestement fatigués.

b) Problème à l'usage :

La grosse différence entre une électronique à tubes et une électronique à transistors tient en particulier au fait qu'une fois réparée et ayant tourné 5-10 minutes à mi puissance une électronique à semi-conducteurs ne va plus évoluer, si ça tient et que le son est OK c'est que c'est bon ; avec des tubes c'est très différent car les tubes chauffent et évoluent sur plusieurs heures, surtout avec des vieux tubes qu'on met sur un circuit de chauffage refait (ce qui est le cas ici).

A l'usage on a ainsi constaté que le bias n'était pas stable et augmentait lentement mais sûrement sur les KT 88, sur certaines la fuite est apparue très vite et non seulement on voyait le voltage de grille monter mais aussi la plaque se mettre à rougir ! Il faut alors arrêter immédiatement l'ampli (HT en particulier) car le courant dans le primaire du transfo de sortie augmente aussi (et le prix des transfo de sortie de cet appareil est certainement très élevé (modèles fait sur mesures)) !!

On a donc dû changer finalement trois paires de KT88, une seule semble OK... mais pour combien de temps ? Il est très difficile de donner la durée de vie d'un tube, il semble qu'il y ait eu un minimum de garanti par les constructeurs dans les années 50 de 500 h, cela dit en lisant le même document on voit que presque 50 % des tubes testés ont atteint ou dépassé 4500 h de fonctionnement (il s'agit de tubes de faible puissance). Les fabricants dans les années 60 recommandaient un changement toutes les 5000 h de fonctionnement (pour des lampes de faible puissance).

Pour les lampes de puissance on trouve chez Sovtek un document donnant 5000 h pour une 6L6.

Il faut aussi noter que les tubes à chauffage direct ont une espérance de vie plus importante que les tubes à chauffage indirect :

4000-10.000 h pour une WE300B

1500-2000 h pour une EL 84 ou une KT88.

De façon très curieuse on ne trouve absolument rien dans les datasheet des constructeurs de tubes quant à l'espérance de vie de leur produit (alors qu'une lampe, forcément finira par claquer, ce qui n'est pas le cas d'un semi-conducteur).

Une fois les paires défectueuses remplacées, l'appareil marche très bien.

6°) Quelques images :

a) Ampli de puissance :

L'alimentation des doubles push-pull, l'étage de HT est en haut (ce qui le rend encore plus accessible !!!), il n'y a aucune gaine de protection...

En bas l'étage de chauffage avec en particulier deux condo de filtrage changés (soudés alors que les précédents étaient à vis).

Sous les KT88. C'est un montage "en l'air". Il a fallu changer quelques éléments, en particulier deux gros condensateurs de filtrage filament, des condensateurs de découplage et d'isolement ainsi que deux résistances.

Les condo bleu accrochés (d'origine) avec des rilsan sont des condensateurs de découplage sur le filament de chaque lampe.... En vert sur les côtés on voit bien les résistance de charge de cathode.

Une vue sur les deux transfo de sortie (deux par bloc), il s'agit de toute évidence de fabrication sur mesure : il n'y a rien comme ref dessus et ESO (Electronique du Sud-Ouest fabriquait des transfo à la demande). On remarque la qualité : les tôles sont parfaitement alignées et jointives, on ne le voit pas mais les enroulements sont capotés !

b) Le pré-ampli SRPP/RIAA :

C'est assez délirant : des canettes pareilles avec des barres de cuivre pour la HT d'un pré-ampli....

Détail amusant aussi le transfo à droite et comportant un dissipateur juste à côté est en fait un module de récupération destiné à alimenter... la tempo (que l'on voit bien juste devant avec sont petit relais bleu (c'est un kit welleman)). La tempo doit consommer royalement 100 mA, le module est régulé avec un L200 et doit sortir au moins 3 A ! Les montages ont été faits sur plaques à trous et pas sur du CI classiques, visiblement ce ne sont pas des électroniciens qui ont fait le travail, mais plutôt des électromécaniciens, travail cependant très bien fait.

On voit bien au fond à la verticale le radiateur de la régulation de la tension filament.

L'intérieur du SRPP. C'est très bien fabriqué, avec du fil de cuivre tressé pour masse, des composants de très très bonne qualité : rotacteur de sélection fermé, gros potentiomètres bobinés (qui ont été nettoyés)...

7°) Essais et mesures :

Il n'y a pas de réglage à faire, simplement s'assurer que les courants dans les résistances de grilles des KT88 sont bien les mêmes (ce qui n'est pas évident compte tenu de la chaleur dégagée par les tubes et des tensions présentes !

Les essais ont été fait sur charges de 8 ohm purement résistives avec le HP3325A en générateur et le Picoscope 4262 en analyseur.

Les résultats sont assez surprenants par leur qualité !

a) Puissance :

A gauche à 25 W sinus moyens (12,81 VRMS) à 1 kHz, à droite 65 W (23,14 VRMS) à 1 kHz (l'échelle en y n'est pas la même). Au-delà de 23,14 on écrête visuellement, donc en fait on peut estimer raisonnablement que 60 W sinus moyens est la puissance max sans distorsion harmonique élevée liée à un début d'écrêtage.

C'est considérable !

b) DHT (1 kHz) :

On voit qu'on a un dégradé assez harmonieux avec une DHT de 0,085% à 7 W et de 0,135 % à 25 W.

Le spectre a été fait sur 10 kHz d'étendue, c'est un peu faible, mais les valeurs obtenues sont vraiment très bonnes pour un ampli à lampes.

C'est ce dégradé presque antilog des harmoniques qui donne ce son agréable à l'oreille des amplis à lampes, autrement dit c'est en distordant le son qu'on le rend agréable, c'est là la critique fondamentale (en dehors des aspects purement technologiques) qu'on peut faire aux lampes : un amplificateur à lampes n'est pas du tout fidèle à l'enregistrement d'origine, il ajoute des harmoniques, agréables certes, mais qui ne se trouvent pas dans le signal issu de la source !

c) Bruit résiduel et offset :

Le bruit résiduel est faible (9 mVRMS) pour ce type d'appareil. Il y a un peu d'offset : environ 20 mV (c'est aussi un défaut des amplificateurs à lampes), cela dit 20 mV reste un offset très faible

d) Bande passante :

Par curiosité elle a été poussée jusqu'à 35 kHz. C'est très plat, sauf au début, on a donc un renforcement dans les graves (au moins à 3 dBu)...

Là aussi c'est très bon, et c'est là qu'on voit que les transfo de sortie sont d'excellente qualité.

Le son d'un amplificateur à lampes dépend au moins à 60 % de ses transfo de sortie (se sont des transfo très particuliers, qui sont parcourus par un faible courant continu, ce qui oblige à les réaliser de façon particulière avec circuit magnétique très particulier).

Aucune mesure n'a été faite sur le pré-ampli, il n'y a rien sauf une correction RIAA.

8°) Bilan :

Appareil énorme, d'une qualité de fabrication (en particulier en terme de dimensionnement) tout à fait extraordinaire. Il est évident qu'équipé avec de bonnes triodes il est capable de piloter de grosses enceintes. On est évidemment extrêmement loin des actuels push-pull à KT88, sans compter qu'on a là un double push-pull sur chaque voie !

C'est une belle réalisation, après c'est quand même très très gros, ça chauffe comme un vrai radiateur électrique, et ça demande un budget conséquent en terme de lampes.