AMPLIFICATEUR HYBRIDE - PUSH-PULL de 6V6GT
Projet publié dans Electronique Pratique 333 de octobre 2008 sous le titre: "Amplificateur hybride - Push-Pull de 6V6GT"
Cet amplificateur met en œuvre un système hybride composé d’un push-pull de 6V6GT piloté par deux transistors à effet de champ. Il développe une puissance de 2 x 12 Watts, sa bande passante s’étend de 25 Hz à 32 kHz à -1dB. Il constitue le troisième volet de nos amplificateurs compacts déjà présentés dans les ‘’Electronique Pratique ‘’ N° 327 et 331. Le circuit imprimé est étudié pour accepter les tubes 6L6 et EL34.
La tétrode 6V6 a été introduite par RCA en avril 1937. Elle a été développée sur base de la 6L6 introduite un an plus tôt. D’abord présenté sous la forme d’un tube métallique noir, elle fut proposée dès juillet 1939 sous enveloppe de verre et identifiée 6V6GT pour « Glass Tubular ». Ce sont les deux plus anciens tubes toujours en service après 70 ans. Le tube russe 6P6S est un équivalent, mais il faut se méfier des dispersions des caractéristiques qui sont patentes.
LE SCHEMA
Schéma de l’amplificateur
Bien qu‘équipé de transistors, nous avons repris la configuration classique utilisée pour un circuit à tubes: un étage amplificateur d’un gain de 30 dB suivi d’un déphaseur de type cathodyne. Le transistor Q1 BS107 monté en source commune est polarisé à +40 Vdc ce qui par R9 – 47 kΩ fixe le courant à 0,8 mA. La tension du drain chargé par R8 –100 kΩ s’établit alors vers +155 Vdc.
Le relais K1 est désactivé en position repos ‘’SB’’ et coupe le signal d’entrée.
Le transistor Q2 est monté en déphaseur. Les signaux aux source et drain sont d’égale amplitude et de phase opposée. Avec une tension d’alimentation de +240 Vdc le signal maximal obtenu est de 60 Vpp sur chacune des électrodes ce qui est largement suffisant pour piloter les tétrodes de sortie.
La cellule de compensation a été supprimée car les capacités parasites intrinsèques du BS107 sont déjà de l’ordre de 30 pF, ce qui avec la résistance de charge de 100 kΩ limite la bande passante à 50 kHz.
Le push-pull
Afin de permettre des dérives de caractéristiques qui apparaissent avec le vieillissement, nous avons opté pour des résistances de cathodes séparées.
La tension Vk s’établit à +18,5 Vdc. Les anodes sont chargées par le transformateur de sortie sous une impédance de 7600 Ω. Les grilles écran sont reliées directement à la haute tension. Le courant de cathode s’établit à 41 mA, soit 36 mA par l’anode et 5 mA par G2, les dissipations sont de 10 W pour l’anode et 1,5 W en G2. Nous sommes bien en dessous de la limite des 14 et 2,2 Watts
L’amplificateur fonctionne en classe A jusqu’à 8 W et en classe AB1 au-delà.
Le taux contre-réaction appliqué s’élève à 8 dB et l’impédance de sortie est de 2 Ω, ce qui porte le facteur d’amortissement à 4.
Le transformateur de sortie présente une puissance nominale de 20 Watts et est disponible chez Hammond sous la référence 1650F.
L’alimentation
Schéma de l’alimentation
Le transformateur d’alimentation est fourni par ACEA et porte la référence 674A. Un premier secondaire fournira après redressement la haute tension de 308 Vdc. Le filtrage est réalisé par la self de choc de 1,5 H et les condensateurs de 22 µF placés sur chaque carte ampli. L’ondulation de la HT est de 400 mVpp sur C16 et de 3 mVpp sur C5.
Un deuxième secondaire de 6,3V – 1,9A fourni le courant de chauffage des filaments.
Le switch S2 en position de repos « SB » met hors-circuit la HT et désactive les deux relais K1.
La haute tension suit les aléas de la tension secteur. Le transformateur possède deux entrées 230 et 240 Vac.
MISE EN ŒUVRE
Le châssis
L’assemblage est réalisé sur un châssis Hammond de 254 x 152 x 51 mm. Il est plus facile de réaliser en premier lieu la partie mécanique en se servant de la carte non montée et des divers éléments.
Les photo 3 et photo 4 et la figure 4 présentent l’agencement général et les diverses cotes d’usinage. Les cotes de la figure 4 sont relevées à l’extérieur du châssis – vue de haut. Les cotes de placement des deux cartes ampli doivent être marquées et percées avec précision. A cet effet, on commencera par percer les deux trous marqués d’un astérisque. On y fixera les deux cartes, à l’extérieur et cuivre apparent, bien orthogonalement et on percera un deuxième trou afin de la fixer. Les autres trous sont percés en utilisant la carte comme guide. On marquera également l’alignement des deux socles RCA sur la face arrière. Pour la découpe des culots des tubes, il est préférable d’utiliser un poinçon emporte-pièce de 27,5 mm. La découpe est alors parfaite. Les faces avant et arrière ne font pas l’objet d’un plan coté et sont laissées à l’appréciation de chacun.
La découpe des trous de passage des fils des 3 transformateurs et des deux socles RCA peut être réalisée à l’aide d’un poinçon emporte-pièce de 16,5 mm. Pour les socles RCA on forera un trou de pilotage à 24 mm du haut du châssis (figure 6) sur l ‘alignement préalablement marqué. Tous les autres trous sont marqués et percés ’’In-situ’’.
Après s’être assuré que tous les ensembles trouvent leur place, nous pouvons passer au montage des divers composants sur le circuit imprimé.
Les circuits imprimés
Carte amplificateur
Typon à l’échelle 1
La carte amplificateur propose la possibilité de polariser négativement les grilles afin de permettre un fonctionnement en classe B. Elle est accepte également les tubes 6L6 et EL34.
Le circuit imprimé du module amplificateur mesure 79 x 135 mm – photo 5.
Les 14 picots de 1,3 mm sont insérés et soudés en premier lieu suivi des 4 pontages. Ensuite on soudera les deux supports des tubes. Les supports sont soudés du coté cuivre et les broches ne doivent pas dépasser du côté composant. Ce faisant, l’épaulement du support sera à 15 mm exactement de la surface de la carte et le maintien par les 4 entretoises de 15 mm positionnera ceux-ci à la bonne hauteur. On soudera ensuite les composants par ordre de grandeur croissant en terminant par l’électrolytique C16.
Il est préférable de tester la carte en dehors du châssis. Mais cela nécessite une tension d’alimentation continue variable jusque 300 Vdc ou un auto-transformateur variable. Le premier test se fait sans les tubes, on vérifiera les valeurs des tensions aux électrodes des deux transistors. Après insertion des tubes et le raccordement des trois fils du primaire du transfo de sortie, il faut alimenter les filaments pendant une minute et ensuite appliquer progressivement la haute tension en surveillant la tension aux anodes et grilles écran des 6V6GT. Celles ci doivent progresser jusqu’à +300 Vdc. La tension aux cathodes (R22-R23) s’établit à +18,5 Vdc environ.
Carte alimentation
Typon à l’échelle 1
La carte alimentation mesure 63 x 30 mm. Elle comprend : 11 picots de 1,3 mm, les condensateurs C1-C2, le pont redresseur et la résistance R1 de 33 kΩ.
Le montage final
Les premiers éléments à fixer sont les huit entretoises M3 F-F de 15 mm de maintien des modules ampli et les quatre entretoises M3 M-F de 10 mm de la carte alimentation. Ensuite nous fixerons les transformateurs de sortie à l’aide de vis M4 suivis dans l’ordre par les commutateurs et voyants de la face avant, les accessoires de la face arrière, la carte alimentation, la self de choc, le transformateur d’alimentation et en dernier lieu, les deux cartes ampli. Tous les fils des transformateurs de sortie sont rassemblés dans une gaine, routés vers l‘avant et passent entre les supports des tubes pour ressortir à l’arrière du module - figure 4. Les deux fils du haut-parleur sont redirigés vers la face arrière via le centre du châssis.
Les masses
L’ensemble des circuits est flottant. La mise à la masse du châssis se fait en un seul point via la vis de fixation de la grille de fond (photo 6). Une des vis auto-taraudeuses assure le contact électrique avec le châssis et la grille.
On s’assurera que sans ce contact de masse, le circuit est bien flottant par rapport au châssis. Si ce n’est le cas, il faudra chercher et lever la fuite coupable.
MISE SOUS TENSION
Dans un premier temps, il ne faut pas raccorder les deux fils de contre-réaction.
Les deux sorties doivent être chargées, pour la sortie inutilisée pendant le test, une résistance de 10 Ω - 2 W fera l’affaire. La mise sous tension se fait de préférence à l’aide d’un auto-transformateur.
Basculer les deux commutateurs et vérifier progressivement la montée des tensions jusqu’à obtenir les 6,3 Vac de chauffage et les 300 Vdc de HT.
Les deux relais étant activés, il faut injecter un signal de 300 mVpp en entrée et visualiser la sortie.
C’est le moment de raccorder les deux fils de la contre-réaction. Le signal en sortie doit s’effondrer d’un facteur 3 environ. Si au contraire vous constatez un accrochage, il y a lieu d’inverser les deux fils du primaire.
QUELQUES MESURES
Les mesures classiques sur notre prototype vous sont présentées aux figures 9 à 11.
La réponse aux signaux carrés – figure 9 - est excellente. Le dépassement est faible et le temps de montée est de l’ordre de 4 µSec. La fréquence de coupure se situe vers 70 kHz à – 3 dB. L’ajout d’une réactance composée d’une capacité de 1 µF en série avec une résistance
de 8 Ω laisse le signal imperturbable.
de 8 Ω laisse le signal imperturbable.
Le taux de distorsion à 1 dB de la puissance nominale est inférieur à 0,5 %. L’écrêtage commence au-dessus de 12 Weff mais de manière assez douce, ceci est du à la faible pente des tubes (4 mA/V) et au faible taux (8 dB) de contre-réaction.
La mesure de la distorsion d’intermodulation se fait en injectant deux signaux de 50 Hz et 7 kHz dans un rapport de 12 dB (4 à 1). Les raies situées de part et d’autre de la porteuse à 7 kHz sont à 60 dB du signal pilote à 0 dBV - figure 10.
L’évolution de la DHT – figure 11 - en fonction de la puissance reste assez constante jusqu’à 12 W pour atteindre 5% à 14 W.
La mesure des bruits et ronflements résiduels en sortie s’élève à 70 µVac. Ceci nous garantit un rapport signal bruit supérieur à 90 dB-A pour 1 Watt en sortie.
Spécifications du projet
Liste des composants amplificateur
Conclusion
Cet amplificateur d’une puissance totale de 28 Watts, restitue le signal musical sans agressivité ni coloration. C’est l’empreinte inégalée de la 6V6. Les graves sont rendues sans traînage et les aiguës avec une excellente précision. Au labo, cet amplificateur module les enceintes KEF de 92dB sans jamais s’essouffler.
Besoin d’un complément d’information ?
Envoyez un courriel à l'adresse: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
- End of text -
Récapitulatif des photos (Haute définition)
Besoin d’un complément d’information ?
Envoyez un courriel à l'adresse: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
- End of text -
Récapitulatif des photos (Haute définition)
Galerie des Tubes
6V6GT Raytheon
6V6GT Raytheon
6V6GT Shuguang
6V6GTA General Electric
6V6GTY General Electric
6V6GTY General Electric
6V6GTY Raytheon
6V6GT Brimar
6V6EH Electro Harmonix
6V6GT Fivre
6V6GT Marconi
6V6GT Marconi
6V6GT Mazda
6V6GT Mullard
6V6GT Philips
6V6GT RCA
6V6GT Sylvania
6V6GT Sylvania
6V6GT Tung-Sol
6V6GT Tung-Sol
6V6GT Westinghouse
6V6GT Pope