AMPLIFICATEUR 2 x 70W AVEC 6550 ET ECC82.

 

Cet ampli. est réalisé autour d'un schéma ''WILLIAMSON''.
Il est constitué des étages suivants :
-Préampli.
-Etage d'entrée et déphaseur Williamson.
-Etage différentiel de symétrisation et de gain en tension.
-Etage adaptateur d'impédance (cathode follower).
-Etage de puissance et accessoirement une ''petite'' alimentation.

 

1) Préampli.
Organisé autour d'une double triode, ce petit préamplificateur a un gain en tension de 15. Sa présence n'est pas obligatoire, cela dépend seulement de votre installation. Vous pouvez l'oublier et ''entrer'' directement sur le potentiomètre de volume.
Cet étage n'est pas bruyant. On peut donc le garder sans problèmes. Avec lui, la puissance maximale de l'ampli. est atteinte avec 320 mVeff. en entrée. Dans le cas contraire, si vous entrez directement sur le potentiomètre, il vous faudra 5 Veff. pour obtenir la puissance maximale.

2) L'étage d'entrée.
Placé immédiatement après le réglage de volume, le montage coeur du Williamson est constitué d'une triode montée en gain en tension et suivie immédiatement en liaison directe par un déphaseur classique à gain 1. La résistance d'anode égale la résistance de cathode.
Comme la tension de sortie de la première triode sert de polarisation continue à la deuxième, on veillera tout particulièrement au respect des tensions. La tension de contre réaction totale est appliquée sur la cathode de la triode d'entrée.

3) Etage différentiel.
Cette paire de triodes couplées par la cathode va encore améliorer la symétrie du déphasage. Même si cela n'est pas le plus important dans un ampli., ça ne mange pas de pain, comme on dit.
Son autre rôle est aussi de donner du gain en tension. A la sortie de cet étage, on va retrouver la tension alternative d'attaque des lampes de sortie.

4) Adaptateur d'impédance.
Les tubes de sortie, bien que très à la mode, sont déjà anciens et donc peu performants. (Pardon pour les rêveurs qui croient encore que le progrès va dans le sens contraire du temps...C'était pas mieux avant (hélas!))
Pour être modulées complètement, les 6550 demandent des tensions de grille de l'ordre de 160 volts crête à crête.
La tension de recul est de l'ordre de -75 volts pour 550 V sur l'anode et un courant de 25 mA, soit 14 watts dissipés.
Les courants de grille sont importants et nécessitent donc une commande de très basse impédance. Cette basse impédance doit être découplée de l'impédance de charge de l'étage de gain précédent (qui elle, doit être élevée).
Ce découplage est réalisé par les deux dernières triodes du montage.
Elles sont alimentées, en positif par la tension la plus basse disponible après les différents découplages nécessités par les étages d'entrée et, en négatif, par une tension de polarisation créée dans ce but.
Ce tube peut être remplacé par des E80CC ou des 12BH7.
La tension de grille de chaque couple 1/2ECC82/6550 est réglable en continu afin d'ajuster le courant de repos de la lampe de sortie.

5)L'étage de sortie.
Nous sommes ici très près de la puissance maximale que l'on peut décemment sortir avec une paire de 6550.
Les tubes sont anciens, je l'ai dit. Cela se traduit par une faible pente. La cathode est petite et a un courant maximal faible.
De tout ceci on déduit que - pour obtenir de la puissance - on doit plutôt moduler des tensions élevées.
Tension élevée x faible courant : la 6550 est un tube ''haute impédance'' qui demande donc :
-Une tension d'alim. élevée.
-Une commande de grille ''virile''.
Nous avons choisi 550 V continus.
Pour tirer le maximum de ''jus'' du tube, nous avons opté pour la classe A/B+, le ''+'' signifiant un léger passage en positif de la grille de commande dans les crêtes de signal (une dizaine de volts en pratique).
Dans ce cas, la grille sert d'écran auxiliaire et permet une meilleure saturation (c'est à dire une tension cathode/anode plus basse grâce à un courant d'anode ''boosté'').
Il faut veiller à ce que la grille positive ne ''mange'' pas le courant qui sort de la cathode au détriment de l'anode et à son propre détriment (trop de puissance sur une électrode pas vraiment prévue pour cela : elle a déjà chaud aux fesses à cause de sa proximité avec la cathode et elle est tout près de l'émission d'électrons à cause de cette température élevée).
Si cela devait arriver ou se retrouverait dans le cas des tétrodes avec un signal déformé sur les crêtes (j'exclus les tétrodes à faisceaux dirigés, prévues pour la B.F. et ayant un comportement de pentode).
Pour éviter donc le risque d'un courant trop élevé dans les grilles en positif, on trouve des résistances de 10 kilohms en série.
Pour obtenir un bon équilibre en continu (et donc dans la partie en classe A de l'ampli.), il est important de faire passer un courant de repos CONNU et identique dans les deux tubes du push pull.
La pire méthode est d'espérer trouver deux tubes ayant pile le même recul de grille et la même pente...utopique et inutile. Nous avons opté pour un réglage indépendant de chaque lampe de sortie.
En regardant le schéma, vous pouvez voir que chaque cathode est chargée par une résistance de 22 ohms. Le courant de repos de l'ordre de 25 mA qui place le tube au repos loin de sa puissance admissible (14 W pour 43 W max.) développe une tension de l'ordre de 0,55 V.
Cette tension est amenée sur un voltmètre unique créé grâce à un petit vumètre. Quatre poussoirs permettent d'indiquer le courant des quatre tubes. Les poussoirs et les ajustables de réglage sont côte à côte.
Il est impératif de régler tous les ajustables à la tension grille la plus négative avant de placer les tubes de sortie sur leur support.


L'ampli. peut être mis sous tension SANS les tubes de sortie pour vérifier les étages d'entrée.
Une fois les 6550 en place, il faut attendre plusieurs minutes qu'elles atteignent leur température avant de procéder par ''petites touches'' au réglage du courant de repos. En effet, les tensions d'alimentation varient avec la consommation de l'amplificateur.
Le premier tube réglé verra son courant baisser dès que le deuxième tube consommera à son tour.
Il faut donc procéder à plusieurs itérations avant d'obtenir un réglage parfait.

 


Il faudra penser à reprendre le réglage chaque fois que vous changerez un tube. Bien entendu, si vous ne changez qu'un tube, seul celui là sera à régler, ce qui est plus rapide.
Avec les valeurs que vous trouverez sur le schéma, le vumètre de 100 µA indique 25 mA au repère. (Voir la photo).

 


Ainsi réglé, votre appareil est parfaitement symétrique en courant dans les tubes, même avec des tubes ayant un recul de grille très disparate.
Si vous souhaitez vraiment chercher la petite bête, il vous restera à choisir des tubes ayant la même pente autour de ce courant de repos de 25 mA pour être parfaitement appariés en sortie.
Le transfo. de sortie est largement dimensionné et est bobiné en ''tranches'' primaires et en ''tranches'' secondaires montées en parallèle. Ces tranches permettent de coupler au mieux les bobinages primaires et secondaires (bande passante améliorée). Vous en trouverez les caractéristiques dans la fiche jointe.
Attention, le Williamson est un bon appareil, mais sa contre réaction globale le rend facilement instable aux très basses fréquences, alors je vous invite à ne pas trop utiliser des transformateurs ayant une bande très (trop) étendue en dessous de 10 Hz. Restez en à notre définition. Sinon, vérifiez la stabilité à l'oscillo., l'ampli. fonctionnant sur charge résistive de 8 ohms.

6) L'alimentation.
Nous avons choisi 550 volts de haute tension. C'est beaucoup pour les chimiques (il faut aussi tenir compte des variations de ± 10 % du secteur...).
Cette tension est obtenue en deux ''moitiés inégales'' (?). En fait nous avons une première alimentation de 350 volts qui est placée en série avec une deuxième alim. de 200 volts. L'ensemble fait bien les 550 volts choisis.
La tension intermédiaire va alimenter les étages d'entrée avec des découplages entre chaque étage - classique.

 


Une tension négative est créée pour la polarisation des étages de sortie. (Avec des reculs de grille importants, la polarisation automatique est à proscrire en raison de la puissance importante perdue dans les résistances de cathode, mais aussi en raison du découplage nécessaire pour garder du gain, c'est à dire des condensateurs de forte valeur à ajouter entre cathode et masse. Moins il y en a, mieux c'est pour le son et moins cher cela coûte, accessoirement).
Bref donc, une alim. bien filtrée comme vous le voyez sur le schéma qui va vous permettre d'avoir un grave ferme et puissant.
La résistance placée en série avec le secteur est une CTN de puissance qui va amortir le courant initial à la mise sous tension et qui va permettre de charger ''en douceur'' les chimiques d'alimentation.
Une remarque sur le chauffage.
Vous constaterez que tous les étages sont alimentés en alternatif. Nous avons choisi 12,6 volts pour les ECC82 et les 6550 en les plaçant en série deux par deux. Ceci permet de réduire les rayonnements à 50 Hz.
Pour réduire encore ces rayonnements nous avons particulièrement soigné le routage du circuit imprimé en faisant que les courants de chauffage ''aller'' et ''retour'' se suivent tout au long de la carte et au plus près possible, ainsi les champs des deux courants opposés s'annulent.
Résultat : un ampli. sans le moindre milligramme de ronflette!
Si vous devez câbler cet appareil '' en l'air'' utilisez des fils torsadés pour le chauffage.
Pour en revenir au circuit imprimé, il n'y a pas que le chauffage qui a été soigné.
Tout le routage a fait l'objet de soins attentionnés - les masses, les signaux, les découplages, etc...
Les résultats sont excellents et je vous invite fortement - sauf à être très expérimenté - à ne rien changer sur cet appareil en terme de disposition. Vous pourrez trouver les fichiers des circuits imprimés en pièces jointes. Attention, trous métallisés - ce n'est pas un circuit réalisable par un amateur.

Dernière remarque :
ATTENTION - Il y a des tensions très élevées. En fonctionnement, les tensions sur les tubes de sortie et les transfos de sortie peuvent dépasser 1000 volts.
La tension d'alimentation peut être présente après l'extinction de l'appareil.

Divers :
A l'écoute, on obtient un amplificateur très doux, doté d'une grande précision des timbres, très peu coloré donc, et disposant d'un grave très ample et ferme, n'ayant pas peur des sous graves.
Avec cette puissance, la dynamique est très bonne, les cuivres et les percussions sont naturels, voire impressionnants sur une enceinte à haut rendement.(Zavez qu'à passer écouter si vous ne me croyez pas!).
Voici quelques mesures relevées à 16 heures sous abri :

Caractéristiques de l'amplificateur :

Puissance maximale : 70 W.
Bande passante à -3dB : 10 Hz à 35 kHz.
Distorsion à mi-puissance et à 1kHz : 0,56 %.
Impédance de sortie : 8 ohms.

Photos sur l'oscilloscope : (en format PDF)
Cliquer dessus pour visualiser la photo.

Temps de montée d'un signal carré.
Signal carré à 1 kHz.
Signal carré à 10 kHz.
Réponse de l'amplificateur en signal carré sur front montant et avec une charge R(8 ohms) // C(2,2 µF).
Puissance maximale avec fréquence maximale.

Listing des composants :

Les Lampes :

-4 lampes 6550.
-8 lampes ECC82.

Les résistances :

Valeur de la résistance
Quantité
10 ohms / 3 W
6
22 ohms / 3 W
4
30 ohms / 1 W
1
1 kohms / 2 W
6
1,1 khoms
14
1,5 kohms
4
2,2 kohms / 2 W
4
3 kohms
6
3khoms / 1 W
2
3 khoms / 2 W
1
4,7 khoms
1
10 kohms
2
10 khoms / 1 W
2
15 kohms
2
24 khoms
4
47 khoms
2
47 khoms / 2 W
16
68 khoms
2
100 khoms
2
510 khoms
10
4,7 megohms
6

Les capacités :

Valeur de la capacité
Quantité
100 pF
2
150 pF
4
470 pF
2
10 nF 275 V
1
100 nF 275 Vx2
3
220 nF 630 V
2
470 nF 275 Vx2
8
470 nF 630 V
2
10 µF 100 V
5
47 µF 400 V
10
470 µF 250 V
8
470 µF 400 V
10

Résistances ajustables :

- 1 potentiomètre 2x100 khoms LOG .
- 5 résistances ajustables de 47 khoms.

Composants divers :

Nom du composant
Quantité
Fusible 500 mA - T
5
Pont de diode (4x1N4007)
3
Résistance CTN (IN RUSH) 60 Ohm EPCOS B57237S0600M
1
Self de 2,5 spires
1
Self Schaffner (RN114-4/02)
1
Résistance VDR 275 V
1
Résistance CTN B57234-5600-M
1
Vumètre 100 µA
1

Connecteurs :

- 31 connecteurs GKDS.
- 2 prises CINCH entrée audio.

Touches :

- 4 touches KSA ou 4 touches D6

Au choix de l'utilisateur, l'implantation est prévue pour les deux types de touches.

Fichier PDF de l'ampli. 70 W comprenant :
-le circuit imprimé,
-le plan d'implantation,
-le schéma électrique,
-la fiche caractéristique du transformateur de sortie,
-la fiche caractéristique du transformateur d'alimentation.

Fichier GERBER et fichier Perçage

Ce site est non commercial. Nous ne vendons pas de matériel.
Les transformateurs, ainsi que le circuit imprimé sont disponibles chez :

 

Michel RENARD
Chemin de Faudouas
31700 CORNEBARRIEU

Tél : 05 62 13 71 06
Mail : tsfrenard@waika9.com

Michel Renard peut également vous préparer des semi kits avec des composants un peu spéciaux comme les connecteurs...Voyez cela avec lui.

Amusez-vous bien.