Etude d'un amplificateur Loftin & White à couplages directs




Modifications - Essais



5. Réflexions

Les premiers essais ont montré 2 problèmes :
- Les tensions filament n'étaient pas conformes
- un accrochage se produit

tensions de chauffage
Les résistances disposées dans le circuit de chauffage ont été calculées pour un courant constant de 100mA. Cependant, on a oublié de tenir compte du courant anodique des lampes, courant qui vient s'ajouter au circuit cathodique, c'est-à-dire du circuit de chauffage !
Bien sûr, ce courant est négligeable pour L1 et L2 (moins de 1mA) devant le courant de 100mA
Il en est pas de même pour L3 : son courant anodique peut être de l'ordre de 10 mA, ce qui représente 10% du courant de chauffage; cela veut dire que le courant qui parcourt les filaments de L1 et de L2 est de 110mA au lieu de 100mA :


Sur ce schéma, on a indiqué la résistance de chaque filament (40 ohm). On voit que le courant de chauffage de 100mA qui entre dans le filament de L3, en ressort augmenté du courant cathodique, 10mA. Le courant résultant, 110mA traverse alors les filaments de L1 et L2 ce qui a pour conséquence que la tension aux bornes de ces filaments est de 4,4V au lieu de 4V.
Cela peut avoir des conséquences graves pour ces filaments !

Comment remédier à ce problème ? Tout simplement en dérivant le sur-courant de 10mA dans une résistance en parallèle sur chaque filament. Cette résistance devra avoir une valeur telle que sous 4V elle dérivera bien 10mA, c'est-à-dire 400 ohm :


A noter que les résistances R1 et R2 sont parcourues aussi par le courant de 110mA ce qui fait que la tension à leurs bornes est trop grande de 10%, ce n'est pas grave en soit puisque cela ne fait qu'augmenter un peu la tension anodique de chacune des lampes L1 et L2.

Accrochage
L'accrochage produit est très puissant. Ce n'est pas un petit accrochage qui se produit par exemple par proximité de bobinages (d'ailleurs il n'y en a qu'un on ne voit pas comment on pourrait avoir une réaction magnétique), non, cet accrochage est inhérent au montage, on a l'impression que le circuit n'est en fait qu'un oscillateur !
Comment cela se fait-il ?

En fait c'est tout à fait évident si on regarde le branchement de L1 et L2, par rapport aux résistances R1 et R2 :


Sur ce schéma simplifié, on voit que R1 est commune à L2 et L3 : elle est dans le circuit cathodique de L2, mais aussi de L3. Cela veut dire que le courant cathodique de L3 parcourt R2 mais aussi R1.
Autrement dit, la tension entre la grille et le - filament de L2 dépend aussi du courant anodique de L3 !

Imaginons qu'on injecte sur la grille de L2 une impulsion positive de tension (voir le schéma)
Cette impulsion positive va produire une impulsion positive également de courant cathodique de L2. Cette impulsion positive de courant va se transformer par R1 en une impulsion positive de tension, limitant ainsi la différence de potentiel entre grille et filament de L2. On a là une contre-réaction par résistance de cathode. Pas de souci pour L2 donc.
Cependant, l'impulsion positive de tension sur la grille de L2 va être transformée sur son anode en une impulsion négative amplifiée :. Cette implusion négative va produire une implusion négative de forte amplitude dans le courant cathodique de L3.
Impulsion négative de courant qui va se transformer en une impulsion de tension négative de forte amplitude, aux bornes de R1 (aussi de R2 mais là n'est pas le problème)

Donc, aux bornes de R1, on va trouver 2 courants qui vont se superposer :
- un d'amplitude faible, positif
- un d'amplitude plus élevée, négative
Ces 2 courants vont s'additionner. Le résultat va être une impulsion négative, puisque c'est bien celui qui est négatif qui est supérieur en valeur absolue au positif.
Donc on va avoir une différence de tension "grille-filament" de L2 qui va augmenter. L2 va donc amplifier encore plus, L3 aussi, le résultat va encore être plus grand. Les lampes vont donc se saturer. On a donc bien un fonctionnement en oscillateur de relaxation.

Quel est le remède ?
Il est bien connu : détourner les impulsions de courant de la résistance commune. Comment ? Un mettant simplement un condensateur de découplage aux bornes de R1. Ainsi, les variations de courant dues aux variations de tension du signal BF ne parcouront pas R1 et seront déviées vers le potentiel de référence.



6. Modifications

Les phénomènes observés ayant été expliqués, il n'y a plus qu'à faire les modifications.
La première solution est la suivante :


- Deux résistances de 390 ohm sont connectées en parallèle sur les filaments de L1 et L2 pour dévier 10 mA
- Un condo de 1µF découple R1
- Deux autres condos améliorent la détection (encore que celui sur la grille de L3 ne sert qu'à filtrer les résidus de HF qui ne seront pas transmis par le HP)

Voici les modifications en pratique :


les condos de filtrage HF




les résistances de 390 ohm

Voici la maquette équipée de cette modification :

le condo de découplage n'est pas encore installé ...

Une solution plus élégante consiste à détourner les 10mA au niveau de R2 :


Sa valeur est calculée pour bien détourner 10mA.
l'avantage de cette variante est qu'il n'y a qu'une résistance à câbler et on peut la découpler avec le condo de 1µF puisque ce qui compte, c'est de détourner les variations du courant cathodique de L3 afin qu'elles ne traversent pas R1
Le second condo de filtrage peut être supprimé, seul celui sur l'anode de L1 est conservé.

Voici la maquette définitive :



7. Essais

Les essais sont concluants : l'amplificateur n'accroche plus et les tensions de chauffage sont correctes. Voici d'ailleurs la mesure de toutes les tensions :


La réception est bonne, même si le niveau sonore n'est pas fulgurant. Il manque une réaction ...
Si on relève étage par étage les tensions voici ce que cela donne :
- étage L1 : chauffage 4V, tension de grille 0V, tension d'anode +43V
- étage L2 : chauffage 4V, tension de grille 0V, tension d'alimentation 66V (109-43), tension d'anode +42V (85-43)
- étage L3 : chauffage 4V, tension de grille -6V (85-91), tension d'alimentation 139V (230-91), tension d'anode +117V (208-91)

Tel quel, cet amplificateur muni d'un cadre accordé est déjà un bon récepteur. Mais on peut peut-être l'améliorer ...




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