Un signal vidéo (issu d'une source standard) n'a pas une amplitude suffisante pour attaquer correctement un tube cathodique sur toute sa dynamique, il faut donc un amplificateur.
Pendant les essais du tube, j'avais conclu que l'attaque du Wenhelt devait avoir une amplitude de l'ordre de 60V, d'ailleurs, sur la doc du tube, il est bien indiqué que la tension sur cette électrode par rapport à la cathode peut varier de -30V(lumière max) à -90V (extinction du spot).
Un signal vidéo a une amplitude standard de l'ordre de 1V (et encore lorsque la source est chargée par 75 ohm), on voit qu'il faut un ampli de gain de l'ordre de 60V. De toute manière, il vaut mieux avoir plus, quitte à prévoir un potentiomètre de réglage de gain qui aura pour action de régler le contraste.

La caractéristique principale d'un ampli vidéo est que sa bande passante doit être large pour pouvoir passer des fréquances hautes (détails fins de l'image) mais aussi très basse (synchro trame et lumière moyenne de l'image). En fréquence basse, on n'a en général pas de problème. Dans les hautes fréquences, les ennuis commencent : la capacité de la lampe et des connexions vont mimiter la fréquence de coupure haute.
Le remède classique consiste à utiliser une lampe à forte pente chargée par une faible résistance d'anode :
- celle-ci, en parallèle avec les capa parasites forme un filtre passe-bas dont la fréquence de coupure sera d'autant plus haute que la résistance sera plus faible
- la forte pente compensera la faible résistance, puisque le gain en tension est simplement donné par le produit de la pente et de la résistance de charge (en première approximation car il faut tenir compte de la résistance interne de la lampe !)

Dans la progression technologique des lampes amplificatrices vidéo, on est passé par des pentodes de puissance BF standard (comme la EL84), puis par des pentodes de puissance dédiées (comme la EL83), la plus aboutie étant la EL183 qui permet, avec sa pente de 25 mA/V d'être chargée par une résistance faible de quelques kiloohms, tout en procurant un gain élevé. Sa résistance interne de 20k est assez élevée, eut égard aux valeurs de résistances d'anode habituellement utilisées dans les postes de TV : de 1 à 5 kohm.


Comme notre tube cathodique est petit, le problème de restitution des détails de l'image est beaucoup moins primordial que sur un écran de TV. On peut donc augmenter la résistance d'anode, ce qui aura pour conséquence de couper un peu la bande, d'augmenter le gain en tension, mais surtout de moins consommer.
Voici le schéma classique d'un ampli vidéo à EL183 :


La polarisation est automatique et faite par la résistance R114 dans la cathode, découplée par C62.
Pour diminuer la consommation, la grille 2 est portée à un potentiel plus bas que l'alimentation générale (300V), grâce à la résistance R116 qui doit être découplée (C63)
L'attaque est directe, en continu. Une simple résistance de fuite de grille R113 porte la grille à un potentiel nul et charge la source à une valeur adaptée (82 ohm)
Les sources vidéo fournissant un signal positif, la grille sera donc toujours positive, ce qui oblige bien sûr à avoir une tension de cathode nettement supérieure au maximum possible du signal vidéo (ici, c'est de l'ordre de 3V)
Le signal amplifié est prélevé sur l'anode. Bien sûr, il comporte une forte composante continue qu'il faudra bloquer par un condo ...

Voici les tensions relevées sur le montage avec et sans signal à l'entrée :


Cet ampli procure un gain de l'ordre de 100. Voici les chronogrammes relevés :

en haut, signal vidéo en entrée (source = caméra), en bas, signal sur l'anode
Bien entendu, le signal de sortie est en opposition de phase, ce qui impose d'attaquer la cathode du tube cathodique, le Wenhelt étant alors relié à une tension fixe permettant d'ajuster la lumière moyenne de l'image.
Notez que l'amplitude de sortie (120V) est très confortable : on a une marge de 2 environ ...
Cet ampli consomme 12 mA sur le +300V

Les doubles triodes genre ECC81 se prêtent aussi à faire des amplis vidéo : leur résistance interne faible, et leur capacités faibles aussi les ont fait utiliser en HF, donc pourquoi pas en VF ? En en câblant 2 en parallèle, la pente double, passe à 11mA/V, et par conséquent, en doublant la résistance d'anode, on devrait ne pas être trop éloigné de l'ampli précédent.
Voici son schéma :


Les 2 triodes sont câblées en parallèle, la résistance de charge est maintenant de 27k. Notez qu'on peut pousser un peu la valeur de C64 histoire de bien passer les fréquences basses.
Les tensions s'établissent à ces valeurs :


On voit que la polarisation est plus faible que pour l'ampli précédent (+1,5V) qui est vraiment le minimum à ne pas dépasser sous peine de faire naitre un courant de grille qui aura pour conséquence de saturer les blancs.
Le fait de câbler les 2 triodes en parallèle double les courants sur le réseau de caractéristique Ip=f(Vp) :


Notez les valeurs doubles (en rouge) sur l'axe des Ip. La droite de charge correspond à la résistance de 27k. Le point de repos se situe sur la courbe intermédiaire Vg=-1,5V (entre les courbes Vg=-1 et Vg=-2) et correspond à une tension d'anode de l'ordre de 130V, ce qui est bien la valeur relevée sans signal.
Lorsque le signal est présent en entrée, le point de fonctionnement se déplace sur un segment situé à gauche du point de repos, autrement dit, la tension d'anode varie entre +130 et +80V environ, ce qui donne bien une tension moyenne relevée de l'ordre de +105V

Voici les chronogrammes relevés :

en haut, signal vidéo en entrée, en bas, signal sur l'anode

On obtient un gain de l'ordre de 50, l'excursion étant de l'ordre de 60V, ce qui est juste ce qu'il faut pour notre tube. Encore que cette valeur sera plus faible en pratique car le pont diviseur de polarisation du tube chargera un peu plus l'ampli, diminuant ainsi la résistance de charge équivalente.
Cet ampli consomme 7 mA sur le +300V Ce qui fait qu'il a un rendement énergétique du même ordre de grandeur que l'ampli précédent (7 ma consommés donnant 60V d'amplitude contre 12 mA consommés donnant 120V d'amplitude)

Tout amplificateur a une bande passante limitée dans les basses et les hautes fréquences. Dans le cas d'un ampli vidéo, la limitation de la bande dans les hautes fréquences se traduit par une perte de finesse dans les détails de l'image reproduite.
Les essais précédents avec des amplis contre-réactionnés vont nous servir; en effet, on peut utiliser une pentode contre réactionnée pour obtenir le gain désiré, suivie d'une triode adaptatrice d'impédance. En effet, si on utilisait seulement une pentode, son impédance de sortie serait trop grande et incompatible avec la commande du tube cathodique (à cause du pont diviseur de polarisation de ses électrodes)

Voici le schéma de principe :


En haut, le schéma du circuit dans lequel on retrouve une pentode suivie d'une triode, l'ensemble formant un ampli inverseur contre-réactionné par le réseau R121-R122-C65
En bas, le schéma équivalent simplié : les 2 lampes forment un amplificateur de gain Av (en boucle ouverte donc).

Voici le schéma pratique :


et les tensions relevées :


On notera que le rapport des résistances de contre-réaction est 100. Cependant, en relevant les oscillogrammes :

En haut : entrée vidéo, en bas, tension sur la cathode de V24a. On observe que le gain est plutôt -75 (au lieu de -100 attendu) et que les fronts sont arrondis (top de synchro ligne entouré

Cela veut dire :
- que le gain en boucle ouverte n'est pas infini (on s'en doutait)
- que l'ampli coupe les hautes fréquences (on s'en doutait aussi)

Le remède à la coupure des fréquences hautes est simple : il suffit de transformer l'ampli en filtre passe haut, on plus exactement, d'augmenter un peu son gain à partir d'une certaine fréquence; c'est le rôle de C65 en parallèle avec R121 : à partir d'une certaine fréquence, l'impédance équivalente R121-C65 diminue fortement, "boostant" l'ampli. Voici les chronogrammes relevés avec C65 :

notez la surcompensation : les fronts sont plus raides mais ont des dépassements. Pas grave, vaut mieux ça !

Petite réflexion sur le gain du circuit :




On voit bien que lorsque le gain désiré est faible, celui-ci est bien donné par le rapport des 2 résistances.
Par contre, si on veut un gain élevé, d'autant plus proche du gain en boucle ouverte, le rapport à choisir doit être supérieur à la valeur normale. D'ailleurs, cela veut dire que l'on ne peut pas obtenir un gain en contre-réaction supérieur au gain en boucle ouverte (ce qui est logique, non ?)

Bref, ce montage fonctionne bigrement bien : gain de 75, impédance de sortie très basse, contraste accentué
Sa consommation est 6,7 mA sur le +300V.