Pizon Bros Sky-Master Type G / filaments et polarisations

Bonjour,

Jean-Pierre (F6BGV),

Grand merci pour les articles à venir !

Oui pas besoin de calculette ni d’ordi… Mais c’est plus rapide pour faire quelques essais de « modèles ».

Je pense que j’ai trouvé la solution pour effectuer les petits calculs qui ne sont jamais que des applications de la loi d’Ohm

Les excellents livres « Electronic Valves » édités par Philips (conseillés par Souris Blanche qui ne se manifeste malheureusement pratiquement plus sur ce forum) donnent quelques indications : les courants anode et g2 sont considérés aboutir à la patte « moins » du filament. Il est indiqué qu’un poste secteur/batteries doit plutôt avoir ses filaments alimentés sous 1,3 V à cause des variations secteur. Par ailleurs le graphe I_filament fonction de V_filament est fourni.
Yapuka faire les petits calculs en paramétrant chacun des courants anodiques et g2.

J’ai fait un rapide essai et ça a l’air de donner des résultats corrects.
Je suis pris toute la journée alors je verrai ça ce soir.

Je précise qu’il n’est évidemment pas nécessaire de se poser toutes ces questions pour réparer.
Par contre pour vérifier un schéma qui est parfois incertain, c’est mieux.
Et puis ça permet de faire de la gymnastique de neurone(s) :mrgreen:

Bonsoir,

Schéma mis à jour :

SKY-MASTER Type G de PIZON BROS
La chaîne des filaments

Selon les livres I, II, III et IIIa de la Series of books on ELECTRONIC VALVES publiés par la Philips Technical Library, voici ce que j’ai trouvé au sujet de l’alimentation des filaments des tubes « batteries », plus particulièrement sur les filaments des tubes de la série D (chauffage direct sous 1,4 V / 50 mA).

Où se situe la « cathode » ou du moins l’équivalent de la cathode ?
Dans un branchement en série comme sur le poste Sky-Master Type G de Pizon Bros, la « cathode » est la broche du filament qui a la tension la plus faible par rapport au 0 V.

V6 : la cathode est donc la broche 7 dite « + ».
Pour les six autres tubes, la cathode est donc la broche 1 dite « - ».

Autrement dit, ce ne sont pas les signes « + » et « - » ou les numéros des broches « 7 » et « 1 » qui définissent la cathode. Et d’ailleurs les filaments ne sont en aucun cas polarisés ! Pour la suite, on appellera les broches des filaments « 7+ » et « 1- » sans préjuger des potentiels.

V7 : cathode = 1-
V1 : cathode = 1-
V3 : cathode = 1-
V2 : cathode = 1-
V5 : cathode = 1-
V4 : cathode = 1-
V6 : cathode = 7+

Où arrivent les courants anode et grille-écran ?
Au point de potentiel le plus bas du filament donc à la « cathode » telle qu’elle est définie ci-dessus.

Le courant anode + écran de V1 arrive à sa broche 1- puis rejoint le 0 V via le filament de V3 // R7, le filament de V2 // R4, la résistance R3, le filament de V5, le filament de V4 et enfin le filament de V6 // R17. Il ne traverse donc pas son propre filament.

Le courant anode de V3 arrive à sa broche 1- puis rejoint le 0 V via le filament de V2 // R4, la résistance R3, le filament de V5, le filament de V4 et enfin le filament de V6 // R17. Il ne traverse donc pas son propre filament.

Le courant anode + écran de V2 arrive à sa broche 1- puis rejoint le 0 V via la résistance R3, le filament de V5, le filament de V4 et enfin le filament de V6 // R17. Il ne traverse donc pas son propre filament.

Le courant anode + écran de V5 arrive à sa broche 1- puis rejoint le 0 V via le filament de V4 et enfin le filament de V6 // R17. Il ne traverse donc pas son propre filament.

Le courant anode + écran de V4 arrive à sa broche 1- puis rejoint le 0 V via le filament de V6 // R17. Il ne traverse donc pas son propre filament.

Le courant anode + écran de V6 arrive à sa broche 7+ qui est reliée au 0 V. Il ne traverse donc pas son propre filament.

Cas particulier de la 3Q4 (V7)
En tête de la chaîne filaments, côté + 12 V, le filament de la 3Q4 a un point milieu.
On va appeler « moitié supérieure » du filament la partie de filament comprise entre les broches 7 et 5 et « moitié inférieure » du filament la partie de filament comprise entre les broches 5 et 1.
D’après le schéma de la chaîne filaments et la règle du potentiel le plus bas, le point milieu 5 représente la « cathode » de la moitié supérieure du filament. Y arrive une partie du courant anode et écran (de V7) qui rejoint le 0 V via toute la chaîne qui suit : moitié inférieure du filament // R23 puis filaments de V1, V3, V2, V5, V4 et V6 plus les 4 R // et R3. Cette partie de courant anode et écran ne traverse donc pas la moitié supérieure du filament.
Toujours d’après le schéma de la chaîne filaments et la règle du potentiel le plus bas, la broche 1 représente la « cathode » de la moitié inférieure du filament. Y arrive une autre partie du courant anode et écran (de V7) qui rejoint le 0 V via toute la chaîne qui suit : filaments de V1, V3, V2, V5, V4 et V6 plus les 4 R // et R3. Cette partie de courant anode et écran ne traverse donc pas la moitié inférieure du filament.

Recommandation pour ce type de branchement des filaments
Choisir une tension de 1,3 V au lieu de 1,4 V pour un secteur nominal afin de préserver la vie des filaments en cas de surtension.
Un graphe reliant courant I en mA et tension V en V du filament permet d’obtenir la relation suivante, valable pour V compris entre 0,6 V et 2 V :
V = 0,04 x I – 0,6

Une fois toutes ces règles établies, il n’y a plus qu’à appliquer la loi des nœuds et la loi d’Ohm. J’ai essayé en commençant par le + 12 V mais la présence de R3 conduit à un calcul récursif donc non faisable.
L’astuce toute bête consiste à commencer de l’autre côté donc par le 0 V !

Les indications de Philips correspondent évidemment à une vue simplifiée des réalités physiques mais elles permettent d’établir un « modèle » largement suffisant pour pouvoir calculer les valeurs des résistances à mettre dans la chaîne des filaments, le but étant de vérifier que les résistances trouvées sur le poste (qui ont une valeur différentes de celles du schéma…) sont OK !

@ suivre donc : le ch’ti calcul (plus long à expliquer qu’à faire) !

Bravo Jean-Pierre pour cette synthèse brillante !

Je te propose le terme de « cathode virtuelle » ou pseudo-cathode pour nommer ce point de tension la moins positive…

Merci Pierrot !
La suite sera encore plus rigolote, enfin, pour les cinglés comme moi :mrgreen:
En effet le calcul tiendra compte de la résistance r du filament qui est une fonction du courant i qui le
traverse : r = 0,04 - 0,6/i
Je sens que je vais encore me faire pourrir comme du temps de mon transfo MF !
A ce sujet, le plus drôle c’est que j’ai trouvé hier dans le « Book IV » de Philips à peu près les mêmes calculs (mais ils n’étaient pas allés jusqu’au calcul du point d’inflexion du gain, critère exact du couplage critique).

Oui, super les termes de pseudo cathode ou de cathode virtuelle : ça me fera faire des économies de guillemets…

A remarquer : la position de Philips en ce qui concerne le cheminement du courant anode + écran est absolument différente de celle de Mazda/Desailly où ce courant d’un tube « n » traverse le filament du tube « n » !

J’aurais tendance à dire que Philips est beaucoup plus près de la vérité quand on examine les gradients de potentiel.

Wahoo ! Quel boulot ! Félicitations

Va falloir un « certain » temps pour digérer…
Z’étaient pas bêtes, les papés du siècle dernier

Amitiés à tous
Jean-Pierre

Dans le même ordre d’idées, quand on considère une redresseuse à chauffage direct comme la 80, où est la cathode virtuelle, au milieu du filament, à une de ses extrémités et laquelle, ou bien encore au point milieu de l’enroulement de chauffage ?

Bonjour Pierrot,

Bien que non indispensable, le point-milieu de l’enroulement de chauffage me semble préférable.

Toutefois, de nombreux montages utilisent une extrémité quelconque du filament, car il n’y a pas de subtilité « polarisationnelle » (!), mais que de la force brute !

Amitiés à tous
Jean-Pierre

P.S: Coupe du REF ce week-end ! Analyse SKY-MASTER la semaine prochaine…

Bonjour,

OK Jean-Pierre (bonne coupe du REF !) et Pierrot.

Pour les tubes redresseurs à chauffage direct, faut voir par où passe le courant semi-redressé (!) HT
dans les différents cas. Pas si simple…

Dans le Langford-Smith (Radio Designer’s Handbook, 1540 pages !), j’ai déjà ça :

Voir aussi page 80 du même bouquin…

Ciel une erreur de 2.5V mais que fait la police :mrgreen:

Salut Georges,
C’est sûr que dans le cas d’un tube redresseur comme le tube 80 on n’a pas vraiment de souci avec les 2,5 V (efficaces :mrgreen: ).
Je pense que le point « intéressant » est plutôt : « Quelle est la valeur réelle du courant qui traverse le
filament ? ». C-à-d la valeur efficace du courant de chauffage + une « certaine » valeur du courant HT.
Mais comme la valeur efficace du courant de chauffage est de 2000 mA et que le courant HT une fois filtré est de l’ordre de 60 à 80 mA, on s’en fout aussi :mrgreen:
C’est Pierrot qui voulait me charrier en me posant une colle…

Jean-Pierre : oui, j’avais vu et ça confirme.

Ici le Pizon Bros a ses filaments alimentés en DC, of course.
Bon, tout ça m’a un peu éloigné de mon petit calcul mais vous ne perdez rien pour attendre. C’est juste du scan à faire

… la suite !

Courants dans la chaîne des filaments
I7, I1, I3, I2, I5, I4 et I6 : courants anode + écran des tubes correspondants 7 à 6.
I est le courant « du bas ». Ce sera le paramètre.

Modèle de calcul pour 1 cellule

à suivre…

La feuille de calcul, le fichier
http://www.ikadewen.fr/radiomail/103/chaine_filaments_calcul_V03.xlsx

La feuille de calcul, l’écran

Mot de passe = touche <Entrée>… ou .
B1 : le courant tout en bas de la chaîne. C’est la variable de calcul !
B2 et B3 : les paramètres de la relation v = a i + b (v : tension filament en V et i : courant filament en mA).

Colonne G : courant anode + courant écran.
Colonne H : le courant qui entre dans une cellule. On commence par le tube 6 soit G14 et on remonte la chaîne.
K12 : « x » est le courant qui traverse R3 pour aller directement au 0 V.
Colonne M : tension filament moins sa valeur nominale.

Autrement dit, avec les valeurs indiquées en vert pour les courants HT (qui restent à valider…),
avec 11 V (10,99 en J16) en entrée de chaîne [et 48,84 mA en H7],
on obtient les courants et tensions filaments en colonnes I et J.

Not too bad avec les valeurs des R du schéma en colonne D !
Jépuka entrer les valeurs des R présentes dans le poste…

<Fin du premier épisode, ouf… ou plutôt : « Au fou ! » >

Quant à moi, je vais re-mesurer la polar actuelle de la 1S5 (avec retour 10M à la cosse 1 comme sur les schémas), puis la nouvelle polar avec le retour 10M à la cosse 7 qui est au potentiel zéro
(comme la logique l’exige !).

Z’allons bien voir !

Amitiés à tous
Jean-Pierre

P.S: Georges, ce poste t’aurait aussi rendu fou… :mrgreen:

Jean-Pierre (V),
Pas facile de mesurer une tension sur une 10 Mohms…

Si la 10 Mohms est connectée à la broche 1- au lieu de la broche 7+ qui va ici au 0 V,
il faudra ajouter +1,4 V à la polarisation de g1 par rapport à la cathode virtuelle.
Enfin, il me semble.

Par contre un truc bizarre : g3 est à +1,4 V par rapport à la cathode virtuelle.

L’anode de la diode de détection aussi, via R16 et le potar.
Doit y avoir une sombre histoire de CAG « retardée ».

Mazda/Dessailly causent à ce sujet. Faut que je creuse (« Toi, tu creuses… »).

Quant à Georges, je pense qu’il en faut plus pour l’émouvoir

Je suis encore en plein Contest !

Demain donc pour la polar 1S5.

En fait, l’avantage (?) de cette polar par Rg1 de grande valeur, c’est qu’elle s’ajuste en fonction du signal BF incident, contrairement à ce qui est affirmé ici ou là : j’en avais déjà fait la mesure sur un autre montage, justement pour vérifier. Avec une triode classique (ECC82/83), on peut aller jusqu’à plusieurs Veff…

Amitiés à tous
Jean-Pierre

Jean-Pierre (V),
Ah que voilà une explication quasi mystique de cette 10 Mohms

De mon côté, j’y vois l’explication suivante :
il se crée autour de la cathode (ici le filament) une « charge d’espace ».
Des électrons s’accumulent sur g1.
La résistance dite « de fuite » entre g1 et le 0 V permet de faire fuir ces électrons vers le 0 V.

D’habitude, pour limiter la chute de tension dans cette résistance, on limite la valeur de cette résistance sinon la chute de tension y serait trop importante et viendrait fortement diminuer (en valeur absolue) et même annuler la polarisation automatique par résistance de cathode dans les montages classiques de polarisation automatique, par exemple.
Il faudrait que je fasse un petit schéma du truc, ce serait beaucoup plus clair et de compréhension immédiate !
La valeur max. de cette résistance est d’ailleurs donnée dans les caractéristiques des tubes.

Ici la cathode est au 0 V et on augmente au contraire fortement la valeur de la résistance de fuite.
Souvent à 4 voire à 10 Mohms comme ici.
Le très faible courant d’électrons qui s’écoule de g1 vers le 0 V crée alors une chute de tension non négligeable dans cette résistance (par ex. 2 V).
Ce courant pris dans son sens conventionnel va donc du 0 V vers g1.
La ddp g1/0 V est alors négative.
Comme la cathode est au 0 V, Vg1/0V = Vg1/k = - 2V par exemple (10 Mohms x 0,2 µA).
Et le tour est joué.

Bonjour les jeunes
Pas de panique, cette polarisation est la classique polarisation automatique par charge d’espace , c’est absolument stable par rapport a la BF

C’est à peu près ça, mais pas tout à fait !

En effet, il y a non seulement charge d’espace et donc polar négative de G1 d’environ - 1V mais, en plus, si le signal incident dépasse ce seuil, un redressement de la tension BF par la G1 faisant office de diode, ce qui permet justement de dépasser allègrement le 1V prévu en attaque et on peut même monter à 4 ou 5Veff, sans distorsion notable, selon le tube et selon cette Rg1 !

J’en avais fait l’expérience et les mesures correspondantes, il y a déjà…longtemps !

Amitiés à tous
Jean-Pierre

Bonjour tout e monde,

Jean-Pierre (V),
Je ne suis pas sûr que le signal BF issu de la détection ait une amplitude max. suffisante pour rendre g1 positive par rapport à la cathode virtuelle. Il faudrait que je fasse une sonde à très haute résistance d’entrée pour mesurer correctement la ddp aux bornes d’une 10 Mohms. Sans parler des autres difficultés qui apparaissent lors de ce genre de mesure.

à suivre…