Etage amplificateur à trés grand gain

Bonjour, après de nombreux essais de montages à grand gain: cascode, pentode,
chargés par des résistances ou un générateur de courant, montages à contre-réaction positive,
les meilleurs taux d’amplification que j’obtenais s’étageaient de 130x à 900x , avec d’autant plus d’instabilité que l’amplification est forte.
Comme on me l’avait annoncé, charger une pentode par un générateur de courant est inutilisable en pratique.

Le montage que je présente offre un gain en tension de 2000x, est stable,
et ne varie pratiquement pas avec la tension d’alimentation.
Il a un défaut : il ne protège pas du bruit d’alimentation, un très bon filtrage est à prévoir.
J’ai polarisé l’anode à 140v (135v préconisés sur le data du tube E810F) par ajustement de valeur (pot.) de la résistance de cathode.
On peut très bien utiliser une triode en lieu et place du transistor Mosfet « N »,
il évite la limitation due à la tension maxi filament cathode des tubes utilisés en suiveur de tension.
Penser aussi à tous les tubes mixtes Triode-Pentode (ECL80, ECL82, etc…).
Le gain maxi dépendra de la pentode choisie mais restera très élevé pour un seul étage d’amplification.
…Et les critiques sont bienvenues ! …
DSCN2403.JPG

Bonjour à tous !
A l’occasion du nouvel an, je vous adresse à tous mes meilleurs voeux, santé et joie dans la pratique de notre hobby préféré !!
A Choco
Ce montage, tout à fait valable, n’est pas jeune! A preuve voici une copie d’un recueil de 1962 « Caractéristiques des tubes BF, Société des Editions Radio ». On y voit un montage avec deux EF86 en série, la deuxième montée en triode. Ce montage revendique un gain de 2000 avec en prime une fonction déphasage pour ampli PP.
De fait, j’ai expérimenté ce montage dans les années 74 pour un étage d’entrée correction RIAA, voir extrait cahier d’époque. Ne disposant à l’époque que d’un Matrix 462 et d’un géné BF, classe DIY, je n’avais pas pu mesuré le gain effectif, Je croyais obtenir de ce montage un gain de 65*68 =4420 ! J’avais tout faux: le gain réel dépasse les 85. Je l’ai compris plus tard en mesurant le gain du montage proto qui traine encore sur les étagères et surtout après avoir fait une étude théorique du montage, laquelle précise la formule donnant le gain.
Ce montage très intéressant n’est autre qu’ un Mu Follower déguisé ; pour les amateurs, je peux développer.
Toujous sur le étagères, j’ai un préamplificateur RIAA en souffrance utilisant ce montage avec une ECC83 dans une version élaborée passant le continu puisque les condensateurs de liaison sont éliminés. Le montage a alors perdu sa simplicité et exige une double alimentation Plus et Moins stabilisée par Zener.
Bonne journée
preampli 74 Riaa144.pdf (125 KB)
EF86 MUF143.pdf (238 KB)

Bonjour
J’ai un peu de mal a comprendre pourquoi vous voulez a tout prix monter une E810F avec un schéma qui ne conviendrait même pas pour une penthode normale …
Un tube a grande pente fonctionne avec un courant d’anode très élevé sinon autant utiliser une 6AU6

Ce que j’ai retenu du montage proposé par Choco, ce n’est pas l’utilisation d’une lampe grande pente mais le couplage assez singulier d’une pentode avec un mosfet - ou une triode- pour obtenir un grand gain. Ceci étant, l’utilisation d’une pentode grand gain n’est peut-être pas optimum dans ce circuit particulier.
Pour en débattre

Bonne année à tous !
Mon but avec ce montage à été le grand gain, c’est pourquoi j’ai utilisé ce tube.
Je pensais être au top de mes possessions !
Mais aussi il était devant moi sur l’établi, près d’une E180F qui semble plus adaptée, d’une EF86,
ou encore une EF184.

( J’ai testé auparavant ce même montage avec les triodes: 12AU7, 12AT7, 12AX7 ,E188cc, E288CC )
Avec des triodes on obtient ainsi le gain théorique du tube, j’ai simplement voulu en faire autant avec les pentodes. (Avec les 12AT7 et 12AX7 les 3 résistances de 47k étaient remplacées par des 100k)

Mais ok, j’essaierai les autres tubes, notamment les EF80 que j’ai en assez grand nombre,
mais pas neuves celles-ci.

Je précise que j’avais déniché la plupart de ces tubes en vide-grenier, souvent en lot pour une quinzaine d’euros.
Quelle surprise à la maison en découvrant les data de ces quelques tubes aux bornes dorées !

Le premier schéma de Bondivenne est ce que j’appelle une « réaction positive » qui augmente l’amplification du premier tube, et le 2ème est une cascode de pentodes (celle côté + alim cablée en triode), mais avec ce couplage
particulier. Je ne les avais encore jamais vus, merci.
(Il me semble que le condensateur de 25 microfarads est à l’envers sur le schéma MUF143)

Non, il est dans le bon sens, j’ai mal vu, ce doivent être des vapeurs de repas résiduelles…

J’ai essayé toutes mes pentodes (sauf celles des tubes Triode+Pentode).
Toutes dans les mêmes conditions, UA 140V.
Pour certaines , les E80F, E83F et EF184, la résistance de G2 à dù être abaissée à 100k.
Voici les Tensions d’entrée et les Gains obtenus à VS 60V crête à crête , F = 1Khz.
E810F 30mV 2000 x
E180F 29mV 2070 x
EF86 19mV 3160 x
EF80 16mV 3750 x
E80F 45mV 1330 x
E83F 22mV 2700 x
EF184 9mV 6600x
L’EF183, tube à pente variable ,ne convient pas, Avec U G2 qui tombe à 40v avec une résistance de 1Oohm,
on ne parvient pas à UA = 140v , mais au maximum a180v, U G1 pratiquement à 0V.
mais son gain atteint ainsi 6000 x.
Avec RG2 à 100k, on règle aisément UA à 140v mais le gain chute à 1000 x
et l’amplitude maxi sans déformation ne dépasse pas 8 Vcc.

Le très courant tube EF80 avec une pente de l’ordre de 7 mA/V ,
offre un gain près du double de l’E810F et ses 50 mA/V.
De même le tube de préampli audio EL86 dépasse les 3000x avec ses modestes 2.2 mA/V:
on me l’avait annoncé, c’est vérifié !
J’arrête ici ces nombreux tests; après on peut optimiser en changeant de courant et de résistance d’anode,
de tension d’alimentation, ou de tension d’anode, mais là, j’ai déjà du gain… à ne savoir qu’en faire !

Bonjour à tous et coco
Ces deux montages sont en réalité des" Mufollower" déguisés; voir démonstration sur planche jointe.
La formule donnant le gain théorique de cet arrangement n’est que rarement publié, je la rappelle sur la planche jointe.
L’exploitation de cette formule montre que la pentode à grand gain mais faible résistance interne semble défavorisée par rapport à une lampe type E80F où simplement EF86 et ce d’autant plus qu’ avec une grande pente- et un débit assez fort- on ne peut pas trop augmenter la résistance de charge R2.
A essayer!!
Bonne soirée
Choco Mufollower145.pdf (147 KB)

Bon! j’ai pas été assez rapide! mais les résultats sont frappants; je suis surpris du gain faible de la E80F, j’attendais une valeur comparable à la EF86 . Dans le tableau, n’y a-t-il pas inversion entre E80F et EF8O??
A plus

Pas d’erreur, j’ai relu mes notes.
De plus le signal de sortie atteint péniblement 80vcc avec l’E80F, tout en étant déformé.
Avec un peu moins de distorsion (déformation de la sinus à l’oscilloscope), on atteint
les 100Vcc avec la banale EF80.
Mais la résistance interne de la E80F est de 1Mohm contre 0.5Mohm pour la E80,
c’est peut-être juste une question d’adaptation de la résistance d’anode: avec les 2 R de 47k
on était sans doute loin des valeurs optimales de ces tubes.
Et quand même, de bons résultats ! Et une faible impédance de sortie !

Les filaments étaient alimentés en alternatif, une borne au - alim , mais pour certains tubes, une forte ronflette
50hz se superpose au signal, pas forcément avec les modèles les plus sensibles.
Et malgré les blindages internes éventuels reliés à la masse.
Il faut passer au courant continu à ce moment.

Mais j’ai défait le montage de ces essais, je vais passer à autre chose.
J’ai aussi expérimenté des déphaseurs de Schmitt, mais sans rien voir d’idéal.
Du bon, surtout avec un générateur de courant, un peu de gain, de l’ordre de 10 fois,
un équilibrage assez bon, mais il reste un peu sensible à la charge.
Je n’ai aucun scrupule à utiliser quelques transistors, mais seulement en suiveur,
aucun pour une fonction de gain. (Je présume ici que pas de gain = pratiquement pas de distorsion ?)

Les Mosfet sont bien meilleurs que les triodes en suiveur, sans leurs contraintes de tension cathode/filament,
et les bipolaires (exemple les abordables MJE340 qui « tiennent » 300V), meilleurs encore.

Il y a quelques erreurs dans mon texte, à un moment je parle d’une EL86 de préampli:
il faut naturellement lire EF86 !!!

Bonjour,
Autant pour moi ! La lecture des caractéristiques de la E80F indique une faible résistance interne; cette valeur appliquée dans la formule donne bien un gain plus faible que je n’avais imaginé.
La EF86 serait pour moi le bon choix compte tenu des précautions prises à la construction de cette lampe pour limiter le bruit.

« Le très courant tube EF80 avec une pente de l’ordre de 7 mA/V ,
offre un gain près du double de l’E810F et ses 50 mA/V.«
Bonjour
Petit rappel élémentaire sur le fonctionnement des lampes : la pente dépend du courant !
Vos essais ne veulent pas dire grand chose avec une résistance de charge aussi faible et un point de fonctionnement entièrement pifométrique

L’intérêt de ce fil est d’attirer l’attention sur un montage utilisant une pentode et capable d’un grand gain- on est dans les 3000 et plus- et de comparer, toutes choses égale par ailleurs, plusieurs types de pentode.
Que le point de fonctionnement retenu pour chaque type ne soit pas l’idéal est évident mais on peut s’interroger sur le pourquoi de la grande variation des gains mesurés par Choco : le commentaire de notre camarade F6CER n’apporte pas beaucoup de réponse.
Dans le schéma, la charge de la pentode est R2=47k; du au montage particulier du Mosfet qui suit- ou de toute triode qui le remplacerait- la charge effective de la pentode est bien supérieure.
Si on appelle Mu2 le gain statique du mosfet ou de la triode, la charge effective de la pentode est au moins Mu2 fois 47k, on voit quelle valeur prendra cette charge avec par exemple une triode ECC83. Ce n’est pas une charge faible mais supérieure, voire largement supérieure à la résistance interne de la pentode, d’où les gains !
Ces idées me poussent à reprendre quelque essais avec une EF86 plus une demie ECC83 , le tout à inclure dans un préamplificateur RIAA pour cellule BM, correction par contre réaction bien sur, dont la chaine directe aurait un gain supérieur à 10000 . Cela me parait possible avec toutefois une interrogation MAJEURE sur le bruit en sortie !! Mais qui ne cherche rien ne trouvera rien.
Bonsoir

10.000, rien que ça !

Je ne trouve pas la pente (transconductance) du petit mosfet utilisé.
son vrai nom est le FQNL2N50B de Fairchild.

La courbe donnée sur le datasheet présente des courant bien plus élevés que ceux de mon montage,
on ne peut pas en déduire de certitudes !
( Je lis sur la courbe 5.4V 0.2A et 6V 0.8A d’où variation de courant 0.6A pour 0.6v de variation de tension,
ce qui donnerait 1000mA/V ?)
J’estime au « pifomètre », une pente minimum de 200: ce qui donnerait donc une charge « vue » par la pentode
de 47 x 200 = 9.4 Mohm !
Si j’avais pris 10mA de courant d’anode et des résistances de 4.7K, le tube E810F aurait-t-il vraiment eu une pente plus forte, et le gain total encore plus élevé ?

Pour la tension d’anode du premier tube utilisé, j’ai simplement pris la tension indiquée par le constructeur du tube, sur la première page de caractéristiques, ce n’était pas à mon sens du pifomètre pour commencer.
Ensuite, j’ai gardé cette tension et toutes les autres valeurs pour les autres tubes.
En augmentant la tension d’alimentation, on pourra à loisir opter pour des tension UA plus élevées, pour plus d’amplitude de sortie, et peut-être plus de gain ?
Mais là, je ne m’avance pas, je n’ai pas essayè.
Et je suis preneur de toute idée ou calcul d’amélioration des (déjà bonnes) performances du montage.

Bonjour
Je voulais simplement dire que comparer la EF80 avec la E810F a courant égal n’a aucun sens , cette dernière a besoin d’au moins 30mA sinon la pente s’ecroule

Bonjour,
Absent deux jours ! A Lundi
Bon WE à tous

Oui, F6CER, j’ai bien regardé les courbes de ce tube, mais pour des courants aussi importants, les résistances d’anode seront de faible valeur, la pente sera forte, mais le gain en tension serait faible:

Avec une simple résistance entre Anode et alim,
en prenant 100V U anode , 200V alim, et Ra de 10K , j’aurais déjà 10mA et une pente de 28, ce qui me limiterait
à (10k//42k)x 28, environ 226 x.

Pour 20mA ce serait une Ra de 4.7K, la pente passerait à 40, le gain ne devrait pas monter.

Et avec le montage à mosfet j’hésite à calculer, il va me falloir recâbler le montage.
Et lui mettre une résistance de source de 10k également: j’aurai 20mA de consommation totale.

C’est vrai que ce tube ne semble pas adapté aux gains extrêmes, mais il a pulvérisé tout ce que j’avais
essayé auparavant, et m’a permis de bien voir les différences entre les divers tubes testés.

Ce tube est spécialement destiné aux amplis a large bande , avec une charge de faible valeur , d’ou la pente énorme nécessaire , et le corollaire : courant d’anode important
dans l’utilisation que vous voulez en faire il ne fonctionnera pas mieux que n’importe quelle 6J7 , 6AU6 ou EF86 etc…
Mais avec une résistance de charge très importante , une chose est aussi et surtout a surveiller : la bande passante

Bonjour à tous,
Je viens de relire l’ensemble des échanges et suis amené aux constatations suivantes.
La particularité du montage en cours de discussion, a savoir une pentode V1 suivie d’un Mosfet ou ce qui serait identique dans le principe, d’une triode V2, cette particularité n’a pas été comprise; de fait c’est un Mu follower déguisé à analyser comme tel. Le fonctionnement du montage ne peut être déduit de simples considérations sur la pentode, puis d’autres considérations indépendantes sur la triode; il s’agit d’un tout à aborder en bloc comme on le ferait pour un mufollower.
Si on désigne Mu1 et Rho1 le gain statique et la résistance interne de V1 puis Mu2 et Rho2 le gain statique et la résistance interne de V2, et enfin Ra la résistance de charge réelle dans l’anode de V1, l’ensemble se comporte comme un seul et même tube V dont on peut fixer les caractéristiques équivalentes: gain statique équivalent Mueq, résistance interne équivalente Rhoeq et charge d’anode équivalente Raeq; tout cela été rappelé dans la planche jointe à mon post du 2 janvier lequel précise la formule exacte donnant le gain du montage.
Commentaires:

  • le gain du montage est, formule classique: G= Mueq * Raeq /(Raeq+Rhoeq);
  • Mueq= Mu1.
  • pour préciser le gain Mu1 de V1, il faut s’intéresser à la pente et la résistance interne de V1 au point de fonctionnement retenu pour V1; négliger l’une ou l’autre serait une erreur;
  • la charge équivalente est: Raeq = ( Mu2* Ra+ Rho2)
  • la résistance interne est : Rhoeq= Rho1+ Ra + Rho2*m avec m<1, dépendant de la charge en sortie, voir planche.
    Pour maximiser le gain G il faut:
  • choisir un point de fonctionnementV1 donnant Mu1 élèvé, ce point n’est pas celui donnant la pente maximum; si la tension plaque n’a pas grande importance, la tension écran en a une!
  • choisir V2 avec un mu2 élevé et un Rho 2 plutôt faible. Un mosfet ne serait pas idéal car il augmente trop la Rhoeq du tube équivalent; une demie ECC88 serait très bonne.
  • Pour V1,je ne serait pas favorable à choisir un courant plaque important: il augmente la HT nécéssaire et il empêche d’augmenter la résistance talon en série avec Ra. Pour une E810F, je chercherai un point de fonctionnement autour de 4 à 6 ma avec Vg2 = 100V ou moins, (75V ?) et Vg1=-1,4 à 1,7 V. Dans ce cas Mu1 tourne autour de 5400 et Rho1 autour de 300kOhms. Le gain total avec Ra= 18 à 22k devrait être confortable.

Maintenant, une question, Choco: A quoi diable servira ce montage??? Attention au bruit, à la microphone et la bande passante !!!
Pour ma part ,je disais plus haut m’intéresser à un préamplificateur correcteur RIAA actif comprenant ce Mu follower déguisé avec EF86 en liaison avec une triode ECC83 plus un autre étage triode ECC83, le tout rebouclé par le réseau RIAA. La bande passante des étages n’est pas un problème; le choix EF86 est bon pour la ronflette et la microphonie mais reste le bruit pentode, à voir.
A Plus.