41 amplificateur monotube

7/22/2019 41 Amplificateur monotube

1/4

41 Amplificateur monotube - La pentode 7591A en SEUN AMPLIFICATEUR MONOTUBE ECONOMIQUE LA 7591A EN SINGLE ENDProjet publi dans Electronique Pratique Hors-srie n 5 sous le titre Amplificateur monotube

conomique - La pentode 7591A en Single end

Cet amplificateur met en uvre un systme hybride compos dun tage pilote FET et dunepentode 7591A monte en Single End et fonctionnant en classe A. Il dveloppe une puissance de 2 x

5 Weff ou 2 x 6 W impulsionnels (musicaux). Le dfi de dpart fut de fabriquer un amplificateur dunprix infrieur 200 , tout en conservant une puissance acceptable et les caractristiques demusicalit propres aux tubes.Laugmentation sensible des cots de composants survenue entretemps, il faut compter 250 minimum pour la version de base et 300 350 suivant les options choisies. La pentode 7591A lance assez tardivement sur le march en 1959 fut abondamment utilise par lesgrandes marques amricaines de la haute fidlit : Fisher, Scott, Ampeg, Sherwood, Marantz,McIntosh, Eico Elle dveloppe des caractristiques intressantes telles que la consommation filament de 800 mA, lapente de 10 mA/V tout en supportant une dissipation anodique de 19 Watts. Son comportement est

similaire celui de la EL84 . Elle est disponible chez Electro Harmonix et JJ Electronic.Datasheet TungSol de la 7591A Le circuit dentre

Bien ququip dun transistor effet de champs, nous avons repris la configuration classique utilisepour un circuit tubes: un tage amplificateur dun gain de 30 dB environ. Le transistor effet dechamp BS107 supporte une tension Vds de 200 Volts, se polarise avec un Vgs de 2 Volts pour uncourant de quelques milliampres et prsente une pente de 60 mA/V aux faibles courants.Le transistor Q1 mont en source commune est polaris +30 Vdc ce qui par R13 22 k fixe lecourant 1,2 mA. La tension du drain charg par R11 100 k stablit alors vers +150 Vdc. Cblen source commune, le gain slve plus de 600. Cest pourquoi il faut le rduire en introduisantune rsistance entre la source et la masse. Avec une valeur de 2,2 k en R17, le gain sans la contreraction globale stablit 32 dB.

Avec une tension dalimentation de +280 Vdc le signal maximal de pilotage obtenu est de 160 Vpp !La cellule de compensation a t supprime car les capacits parasites intrinsques du BS107 sontdj de lordre de 30 pF, ce qui avec la rsistance de charge de 100 k limite la bande passante 50KHz.

Le single-end

Nous avons profit des nombreuses prises proposes sur le transformateur de sortie : la grille cranest alimente via un prise du primaire. Ce nest pas proprement parler un fonctionnement ultra-linaire car la prise est situe 10% du primaire. Les quatre liaisons du secondaire sont utilisespour introduire deux contre-ractions, la premire faible de 2 dB au niveau de la cathode, lautre
http://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/EP%20HS5.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Ph02.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig02.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/datasheets/Tubes/EL84_ph.pdfhttp://www.novotone.be/_site/datasheets/Tubes/7591_ts.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/datasheets/Semiconducteurs/BS107.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Ph01B.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Ph01A.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/EP%20HS5.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Ph02.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig02.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/datasheets/Tubes/EL84_ph.pdfhttp://www.novotone.be/_site/datasheets/Tubes/7591_ts.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/datasheets/Semiconducteurs/BS107.pdf


2/4

classique de 15 dB vers ltage dentre.La tension Vk stablit +9,5 Vdc. Lanode est charge par une dimpdance de 3,5 K . Le courantde cathode stablit 54 mA, soit 50 mA par lanode et 4 mA par G2, les dissipations sont de 14,5 Wpour lanode et 1,2 W en G2.Lamplificateur comme tous les single end fonctionne en classe A. A noter galement que lcrtagese produit de manire assez douce. Du fait de la contre-raction de 15 dB limpdance de sortiestablit 1 , ce qui porte le facteur damortissement 8. Ce facteur nous permet de piloter sansperte de puissance une charge de 6 souvent utilise pour les enceintes modernes.Le transformateur de sortie affiche une puissance nominale de 6 Watts. Cest un ancien design deTelefunken. Il est fabriqu en Allemagne et porte la rfrence ATRA0238.

L'alimentation Le transformateur dalimentation dune puissance de 72 VA du mme fournisseur porte la rfrenceTRA0201. Un enroulement de 460 Vac point central fournira aprs redressement la haute tensionde 305 Vdc. Le filtrage est ralis par la seule capacit de 330 F. Londulation de la HT est de 2 Vpp

sur C12 et de 20 mVpp sur C11.Un secondaire de 6,3 Vac fournit le courant de chauffage des filaments.La haute tension suit les alas de la tension secteur. Les filaments sont maintenus au potentiel demasse par les rsistances R28 & R29 de 100 .Par rapport la publication du Hors-Srie n5 dElectronique Pratique, nous avons ajout un filtrageen tte du redressement. Il est compos dune self L1 de 1,5 H et dune capacit C13 de 100 F.Ce filtrage rduit de 14 dB le bruit en sortie. Le circuit imprim permet les deux options.

MISE EN UVRE Le chssis Lassemblage est ralis sur un chssis 1441-16BK3 de Hammond de 254 x 152 x 51 mm. Il est plusfacile de raliser en premier lieu la partie mcanique en se servant de la carte non monte et desdivers lments.
http://www.novotone.be/fr/_site/datasheets/Boitiers/Hammond.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/datasheets/Boitiers/Hammond.pdf


3/4

Les photo 3 - photo 4 et figure 3 - figure 4 prsentent lagencement gnral et les diverses cotesdusinage. Les cotes de la figure 3 sont releves lextrieur du chssis vue de haut. Les cotes deplacement du circuit imprim doivent tre marques et perces avec prcision. A cet effet, oncommencera par percer le trou marqu dun astrisque. On y fixera la carte, lextrieur et cuivreapparent, bien orthogonalement et on percera un deuxime trou afin de la fixer. Les autres trous sontpercs en utilisant la carte comme guide. Pour la dcoupe des culots des tubes, il est prfrabledutiliser un poinon emporte-pice de 27,5 mm. La dcoupe est alors parfaite. Les faces avant et

arrire ne font pas lobjet dun plan cot et sont laisses lapprciation de chacun.Tous les autres trous sont marqus et percs In-situ. A linverse de nos autres ralisations, le placement des trois transformateurs ncessite la dcoupe duchssis.

A noter que les transformateurs sont livrs non peints et sans capot protecteur ''EI84' '.Le prix modique des transformateurs sera compens par un peu dhuile de bras

Aprs stre assur que tous les ensembles trouvent leur place, nous pouvons passer au montagedes divers composants sur le circuit imprim. Le circuit imprim

hTypon l chelle 1 Le circuit imprim mesure 99 x 159 mm.Implantation des composants et photo de la carteLes 21 picots de 1,3 mm sont insrs et souds en premier lieu suivi des 5 pontages. Ensuite on

soudera les deux supports des tubes. Les supports sont souds du cot cuivre et les broches nedoivent pas dpasser du ct composant. Ce faisant, lpaulement du support sera 15 mmexactement de la surface de la carte et le maintien par les 5 entretoises de 15 mm positionnera ceux-ci la bonne hauteur. On soudera ensuite les composants par ordre de grandeur croissant enterminant par llectrolytique C12.La liaison des filaments entre les deux tubes est ralise du ct cuivre.Si nous utilisons la cellule de filtrage L1-C13, il y a lieu de la cbler suivant ce plan . Pour la version debase, seule la liaison en pointill reliant les deux diodes la capacti C12 sera place.Il est prfrable de tester la carte en dehors du chssis. Ce premier test se fait sans les tubes, onvrifiera les valeurs des tensions aux lectrodes des deux transistors. Un signal de 1 Vac en entrese traduira par une tension de 32 Vac (100 Vpp !) en broche 6 du culot octal.

Le montage fina l Les premiers lments fixer sont les 5 entretoises M3 F-F de 15 mm de maintien du circuit imprim.Ensuite nous fixerons les transformateurs de sortie sur quatre entretoises de 10 mm laide de visM4 de 50 mm et le transformateur dalimentation directement sur le chssis par des vis M4 de 40 mm(photo 4 ).Suivront les divers lments des faces avant et arrire et enfin le placement de la carte.

MISE SOUS TENSION

Aprs insertion des tubes et le raccordement des fils des transformateurs de sortie, on vrifiera -plusieurs fois la pertinence du cblage. Cest le moment de mettre lamplificateur sous tension. Sivous avez encore des doutes, il est toujours possible dutiliser un auto-transformateur variable ou de
http://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Ph03.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Ph04.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig03.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig04.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/CI01.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig05.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Ph05.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig06.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig07.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Ph04.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Ph03.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Ph04.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig03.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig04.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/CI01.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig05.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Ph05.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig06.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig07.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Ph04.jpg


4/4

placer une ampoule de 100 Watts en srie avec le primaire, le temps de constater que tout secomporte normalement. A la mise sous tension, on surveillera la tension aux anodes et cathodes des7591A. La tension danode doit progresser jusqu +300 Vdc, la tension aux cathodes stablit +9,5Vdc. Un signal de 1 Vac en entre produira une tension de 6 Vac en sortie haut-parleur. Aprs streassur que tout fonctionne, on fixera la grille de fond ( photo 6 ).

QUELQUES MESURES

Les mesures classiques sur notre prototype sont ralises avec une tension primaire de 235Vac.La rponse aux signaux carrs est excellente. Le dpassement est inexistant et le temps de monteest de lordre de 6 Sec. La frquence de coupure se situe vers 50 KHz 3 dB. Lajout duneractance compose dune capacit de 1 F en srie avec une rsistance de 8 laisse le signalimperturbable.Le taux de distorsion 1 dB de la puissance nominale slve 2 %. La reprsentation spectralemontre la prdominance de lharmonique H2 40 dB et une dcroissance progressive desharmoniques H3 46 dB et H4 52 dB). Lcrtage commence vers 5 Weff mais de manireassez douce. La mesure de la distorsion dintermodulation se fait en injectant deux signaux de 50 Hzet 7 kHz dans un rapport de 12 dB (4 1). Les raies situes de part et dautre de la porteuse 7 KHzsont 38 dB du signal pilote 0 dBV.Lvolution de la DHT en fonction de la puissance est assez progressive. La figure 11 montre les bruits et ronflements rsiduels, le niveau de rfrence est plac -20 dBV. Agauche du graphe, on distingue bien leffet de lalimentation non-stabilise: le bruit dcroissant de 0 20 Hz est celui des variations de la tension secteur. Londulation 50 Hz se trouve 80 dB et celle 100 Hz 62 dB. Ceci nous donne un rapport signal bruit suprieur 80 dB-A pour 1 Watt ensortie.Le taux de distorsion 1 Weff en sortie stablit 0,2% ( figure 12 ). Spcifications du projet Nomenclature des composants de la carteNomenclature des composants hors carte CONCLUSION Cette ralisation dun prix trs modique sera mise en uvre sans mauvaise surprise, tous leslments tant disponibles de stock. Elle se prsente comme une entre en matire simple pour une premire ralisation amateur.

Cet amplificateur dune puissance totale de 12 Watts permet de sonoriser confortablement une picede 30 m.La restitution musicale sapparente celle de la EL84: le message est bien dtaill, prcis voirebrillant. La frquence de coupure basse 40 Hz ne se fait pas sentir, nous sommes en effet lalimite de la restitution des graves dans une pice de sjour normale, de plus aussi bien les hauts-parleurs que les instruments de musique descendent rarement sous cette frquence. Associ desenceintes de bonne qualit, il restitue tous les genres avec une excellente musicalit.

Besoin dun complment dinformation ?Envoyez un courriel l'adresse: [email protected]
http://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Ph06.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig08.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig09.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig10.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig11.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig12.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig13.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig14.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig15.pdfmailto:[email protected]://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Ph06.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig08.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig09.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig10.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig11.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig12.jpghttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig13.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig14.pdfhttp://www.novotone.be/fr/_site/projets/Projet41/Fig15.pdfmailto:[email protected]

41 amplificateur monotube

Documents