Amplificateurs à tubes: caractéristiques et principe de fonctionnement

Beaucoup d'entre nous ont entendu parler du "tube sound" et se sont demandé pourquoi les mélomanes du monde entier préfèrent aujourd'hui écouter de la musique avec eux.

Quelles sont les caractéristiques de ces appareils, quels sont leurs avantages et inconvénients ?

Aujourd'hui, nous allons parler de la façon de choisir l'amplificateur à tubes de bonne qualité.

Un amplificateur à tube à vide est utilisé pour augmenter les caractéristiques de puissance des signaux électriques variables à l'aide de tubes radio.

Les tubes radio, comme de nombreux autres composants électroniques, ont une histoire très riche. Au fil des années, de leur création à nos jours, il y a eu une évolution majeure de la technologie. Tout a commencé au tout début du 20ème siècle, et le déclin de la soi-disant "ère du tube" est tombé sur les années 60, c'est alors que le dernier développement a vu le jour, et bientôt des transistors plus modernes et moins chers ont commencé à conquérir le marché de la radio partout.

Le tout premier type de tube conçu spécifiquement pour les amplificateurs était les triodes. Le nombre trois dans leur nom est apparu pour une raison - c'est le nombre de sorties actives qu'ils ont. Le principe de fonctionnement des éléments est très simple : entre la cathode et l'anode du tube radio, une source de courant électrique est connectée en série et l'enroulement initial du transformateur est réalisé, et l'acoustique sera déjà connectée au prochain enroulement secondaire. L'onde sonore est appliquée à la grille du tube radio, au moment où la tension est appliquée aux résistances, un flux d'électrons passe entre l'anode et la cathode. La grille, placée entre eux, sort ce flux et, en conséquence, change la direction, le niveau et la puissance du signal d'entrée.

Lors de l'exploitation des triodes dans divers domaines, un besoin s'est fait sentir d'améliorer leurs caractéristiques techniques et opérationnelles. En particulier, l'un d'eux était la capacité de débit, dont les paramètres limitaient considérablement la fréquence de fonctionnement possible des tubes radio. Afin de résoudre ce problème, les ingénieurs ont créé des tétrodes - des tubes radio qui avaient quatre électrodes à l'intérieur de leur structure, la quatrième étant une grille de blindage insérée entre l'anode et la grille de contrôle principale.

Cela a complètement satisfait les développeurs de l'époque, leur objectif principal était de créer un appareil qui permettrait aux récepteurs de fonctionner dans la gamme de fréquences à ondes courtes. Cependant, les scientifiques ont continué à travailler sur l'équipement, ils ont utilisé exactement la même approche - c'est-à-dire qu'ils ont ajouté un autre cinquième maillage à la structure de travail du tube radio et l'ont placé entre l'anode et le maillage de blindage. Cela était nécessaire pour éteindre le mouvement inverse des électrons dans le sens de l'anode vers la grille elle-même. Grâce à l'introduction de cet élément supplémentaire, le processus a été suspendu, ainsi les paramètres de sortie de la lampe sont devenus plus linéaires et la puissance a augmenté. C'est ainsi que sont nés les pentodes. Ils ont été utilisés à l'avenir.

Avant de parler des avantages et des inconvénients des amplificateurs à tubes, il convient de s'attarder plus en détail sur les mythes et les idées fausses qui existent parmi les mélomanes.Ce n'est un secret pour personne que de nombreux amateurs de musique de haute qualité ont des doutes et se méfient beaucoup de ces appareils.

Les amplificateurs à lampes sont fragiles.

En fait, une telle déclaration n'est absolument pas confirmée en aucune façon. Après tout, vous n'utiliserez pas un magnétophone des années 60 du siècle dernier, mais un équipement moderne de haute qualité, dans la création duquel les ingénieurs accordent une attention particulière à la fiabilité des unités structurelles. Tous les éléments utilisés pour créer des amplificateurs passent la sélection la plus stricte et sont conçus pour un fonctionnement actif pendant 10 à 15 000 heures, et si vous les utilisez sans fanatisme, un tel équipement durera presque éternellement.

Le tube a trop peu de basses.

Comme on dit, c'était il y a longtemps et ce n'était pas vrai. L'époque où les fabricants économisent sur les transformateurs est révolue depuis longtemps, les fabricants modernes n'utilisent que du fer de haute qualité et des approches de haute technologie pour composer leurs produits.

Les lampes peuvent changer le son.

Nous sommes d'accord sur beaucoup de choses ici. Oui, les tubes radio ont leur propre ton de voix, donc le développeur, lors de leur fabrication, doit avoir beaucoup d'expérience avec de telles conceptions et une connaissance des principes de leur fonctionnement. Nous vous assurons que dans une résistance de qualité il sera assez difficile de capter l'une ou l'autre tonalité.

Le prix d'un récepteur à tube est comparable à celui d'une voiture.

Ce n'est pas tout à fait vrai, car beaucoup dépend du fabricant : plus il en vient à créer son amplificateur avec soin et scrupule, plus le coût du produit sera élevé.

Les amplificateurs à tubes présentent de nombreux avantages, certains faits plaident en faveur d'un tel équipement.

• Relative simplicité de conception... Le principe de fonctionnement de ces appareils est beaucoup plus simple que celui des modèles de type onduleur, respectivement, la possibilité de réparation et son coût sont dans ce cas beaucoup plus rentables.
• Restitution sonore uniqueen raison d'un certain nombre d'effets audio, y compris une large plage dynamique, des transitions plus fluides et une overdrive agréable.
• Résistance aux courts-circuits sous l'influence des variations de température.
• Pas de sifflement typique des amplificateurs à semi-conducteurs.
• Conception élégante, grâce auquel tout amplificateur s'intégrera harmonieusement dans une variété d'intérieurs.

Cependant, on ne peut pas dire que l'amplificateur à tube soit au centre de certains avantages. Les lampes ont aussi leurs inconvénients :

• dimensions impressionnantes et poids solide, car les lampes sont beaucoup plus grandes que les transistors;
• niveau élevé de bruit pendant le fonctionnement de l'équipement ;
• pour atteindre le mode de fonctionnement optimal de reproduction sonore, la lampe a besoin d'un certain temps pour préchauffer;
• impédance de sortie accrue, ce facteur limite dans une certaine mesure la gamme d'utilisation des systèmes acoustiques avec lesquels les amplificateurs à tubes peuvent être combinés;
• moins, par rapport aux amplificateurs à semi-conducteur, linéarité;
• augmentation de la production de chaleur;
• consommation d'énergie élevée;
• L'efficacité ne dépasse pas 10 %.

Néanmoins, la coloration sonore unique obtenue avec l'utilisation d'un tel équipement compense largement tous les inconvénients ci-dessus.

Revenons à l'histoire des amplificateurs à tubes. Tous les types de structures ci-dessus sous une forme ou une autre ont trouvé leur application dans les équipements audio modernes. Pendant de nombreuses années, les ingénieurs du son ont cherché des moyens de les utiliser et ont très vite compris que la section d'incorporation de la grille de blindage de la pentode dans le circuit de fonctionnement de l'amplificateur est exactement l'instrument qui peut changer radicalement la nature de son fonctionnement. .

Lorsque la grille est connectée à la cathode, un régime typique de pentode est obtenu, mais si vous le basculez sur l'anode, alors cette pentode fonctionnera comme une triode... Grâce à cette approche, il est devenu possible de combiner deux types d'amplificateurs dans un même design avec la possibilité de changer les options de mode de fonctionnement.

Au milieu du siècle dernier, des ingénieurs américains ont proposé de connecter ce réseau d'une manière fondamentalement nouvelle, en l'amenant aux prises intermédiaires de l'enroulement du transformateur de sortie.

Ainsi, avec les modes des tubes radio, en fait, la même chose s'est produite qu'auparavant avec les classes d'amplificateurs, lorsque la connexion des catégories A et B a servi d'impulsion à la création d'une classe combinée de type AB, qui combinait les meilleurs aspects des deux précédents.

Selon le schéma de fonctionnement de l'appareil, on distingue les amplificateurs à tube asymétrique et push-pull.

Les conceptions asymétriques sont considérées comme plus avancées en termes de qualité sonore. Un circuit simple, un nombre minimum d'éléments amplificateurs, c'est-à-dire des tubes, et un trajet de signal court garantissent un son de la plus haute qualité.

Cependant, l'inconvénient est la puissance de sortie réduite, qui est de l'ordre de 15 kW. Cela rend la limitation en termes de choix d'acoustique assez stricte, les amplificateurs ne sont associés qu'à des équipements très sensibles, disponibles dans les systèmes d'enceintes à pavillon, ainsi que dans plusieurs modèles classiques tels que Tannoy, Audio Note, Klipsch.

Par rapport aux amplificateurs push-pull asymétriques, le son est un peu plus rugueux. Cependant, leur puissance est beaucoup plus élevée, ce qui permet de travailler avec un grand nombre de systèmes d'enceintes modernes.

Fondamentalement, les utilisateurs préfèrent les amplificateurs à tubes japonais et russes. Les modèles les plus achetés ressemblent à ceci.

Audio Note Ongaku a les caractéristiques suivantes :

• mécanisme de tube stéréo intégré;
• puissance par canal - 18 W;
• Classe A.

D'après les avis des utilisateurs, cette résistance japonaise est considérée comme l'une des meilleures sur le marché aujourd'hui... Parmi les lacunes, seul son coût élevé est noté, le prix de l'amplificateur commence à partir de 500 000 roubles.

Magnat MA 600 présente les avantages suivants :

• mécanisme de tube stéréo intégré;
• puissance par canal - 70 W;
• la présence d'un étage phono ;
• rapport signal/bruit inférieur à 98 dB ;
• contrôle à partir de la télécommande.

McIntosh MC275 inclut les options suivantes :

• résistance de tube;
• puissance par canal - 75 W;
• niveau de signal / bruit - 100 dB;
• taux de distorsion harmonique - 0,5%.

Aujourd'hui, l'industrie propose de nombreux appareils de type tube, des modèles sans transformateur et hybrides, des modèles à trois et deux voies, basse tension et basse fréquence destinés à un usage domestique et professionnel peuvent être trouvés en vente.

Afin de trouver l'amplificateur à tubes optimal pour vos enceintes, vous devez faire attention à certains facteurs.

Pour résoudre les problèmes rencontrés par la résistance du tube, un paramètre de puissance approprié serait un niveau de 35 W, bien que de nombreux mélomanes n'accueillent qu'une augmentation du paramètre à 50 W.

La plage optimale est considérée comme comprise entre 20 et 20 000 Hz, car elle est caractéristique de l'audition humaine. Aujourd'hui, presque tous les appareils à tubes du marché ont exactement de tels paramètres, dans le secteur Hi-End, il n'est pas facile de trouver des équipements qui n'atteindraient pas ces valeurs, néanmoins, lors de l'achat d'un amplificateur à tubes, assurez-vous de vérifier dans quelle gamme de fréquences ça peut sonner....

Les paramètres de distorsion harmonique sont d'une importance fondamentale lors du choix d'un appareil. Souhaitable de sorte que la valeur du paramètre ne dépasse pas 0,6%, et de manière générale, plus cette valeur est basse, plus vous obtiendrez un son de qualité en sortie.

Bien sûr, le prix de ces produits de haute qualité devient incomparablement plus élevé par rapport aux modèles concurrents, mais pour de nombreux mélomanes, le coût est souvent un problème secondaire.

La plupart des récepteurs maintiennent un rapport signal/bruit dans les 90 dB, on considère que plus ce paramètre est grand, mieux le système fonctionne... Certains fabricants donnent même des rapports où le signal est rapporté au bruit avec un rapport de 100.

C'est un indicateur important, mais toujours secondaire, vous ne pouvez y prêter attention que si si pour tous les indicateurs ci-dessus, il existe d'autres paramètres égaux.

Et, bien sûr, lors de l'achat d'un équipement de lampe, certains facteurs subjectifs jouent un rôle important, par exemple la conception, la qualité de fabrication, ainsi que l'ergonomie et le niveau de reproduction sonore. Dans ce cas, les acheteurs font un choix en fonction de leurs préférences personnelles.

Lors du choix des paramètres de puissance de sortie, veillez à prendre en compte les dimensions de la pièce. Par exemple, dans une pièce de 15 m². m il y aura plus qu'assez de caractéristiques de puissance de 30-50 W, mais des salles plus spacieuses, surtout si vous prévoyez d'utiliser un amplificateur avec une paire d'enceintes, vous avez besoin d'une technique dans laquelle la puissance est de 80 watts.

Afin de configurer l'amplificateur à tube, vous devez acquérir un compteur spécial - un multimètre, et si vous installez un équipement professionnel, vous devez également acheter un oscilloscope, ainsi qu'un générateur de fréquence audio.

Vous devez commencer à configurer l'équipement en réglant les paramètres de tension aux cathodes de la double triode, il doit être réglé entre 1,3 et 1,5 V. Le courant dans la section de sortie de la tétrode du faisceau doit être dans le couloir de 60 à 65 mA.

Toutes les autres résistances répertoriées dans le schéma peuvent être prises de n'importe quel type, mais il vaut mieux privilégier les modèles C2-14.

Tout comme dans le préamplificateur, le condensateur de séparation C3 est considéré comme le composant de base, s'il n'est pas à portée de main, vous pouvez prendre des condensateurs à film soviétiques K73-16 ou K40U-9, bien qu'ils soient légèrement pires que ceux importés. Pour un fonctionnement correct de l'ensemble du circuit, les données sont sélectionnées avec un courant de fuite minimum.

Comment fabriquer un amplificateur à tubes de vos propres mains, voir ci-dessous.