25 Watts - Push Pull KT88 Cathodyne

Les deux livres de Francis Ibre : <a href="http://www.elektor.fr/nos" target=_blank><U>Tubes audio anciens & récents</U> (2007)</a> et <a href="http://www.elektor.fr/audiotubes" target=_blank><U>Audio tubes </U> (2010)</a>

25 Watts - Push Pull KT88 Cathodyne

Postby bengug » Sun Apr 29, 2018 10:19 pm

Bonjour à tous,

J'ouvre ce sujet pour échanger, si vous le voulez bien ;), sur un ampli de 25~30 Watts.
Durant les transports et les périodes pluvieuses, mes pensés ont vogué autour de mes besoins d'amplification ... et comme j'attends les devis pour mes transfos d'alim et selfs ... :ugeek:

Le chemin de la bi amplification me semble être fort intéressant et je pense l'emprunter.
J'y vois notamment les avantages suivants, en vrac : construction progressive du système, séparation des rôles et fonctions, HT < 500 V, transfo de sorti, réglage séparée, modularité, ""simplicité"" des modules.

Specs
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Bref J'ai commencé à regarder un ampli de 25-30 Watts :
- HT< 500 V
- bias via Rk
- Sensibilité en entrée de 3 ou 4 Vcac
- Deux étages
- Une petite CR de quelques dB, entre 6 et 10 dB (désactivable par switch), pour réduire l'impédance de sortie et augmenter le FA, surtout dans le bas du spectre.
- Liaison par condensateurs entre les étages.
- Pas de liaison direct

Concernant les tubes de sorties, je vois trois possibilités : GU50, KT88 et EL156.

Polarisation KT88
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Je commence par la KT88 et un LL1679.

Pour cette première passe, à ajuster bien sur (!), je pars sur :
- HT en sortie de valve : 500
- KT88 à 90 mA

J'en déduis :
- Voltage drop dans le transfo : 160 * 0,180 = 28,8 ~= 29 V
- Voltage drop dans la self ~ 20 V
- Ua de la KT88 : ~450 V
- Et donc Ug ~ -43 V pour Ia0 = 90 mA et Rk = 470 Ohms

KT88-Bias.PNG


Topologie
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Ensuite la topologie des étages amonts, avec deux grandes familles : scmitt ou cathodyne.

En relisant les threads sur ce thème (cf liens en bas de post), je vois des avantages et inconvénients ... mais en terme de résultant concernant le rendu sonore (forcément subjectif) ... balle au centre non ?
J'ai bien vu les CR de Jean .... je ne sais pas interpréter les graphiques .... :(

En résumé je vois de ma fenêtre :
- Cathodyne : le déphasage est parfaitement symétrique (nonobstant les résistances et les KT88 derrières), aucun réglage pour équilibrer les canaux, amplification fournie par le premier étage. Une seule triode doit supporté la totalité du signal sur son anaode et sa cathode (!).
- schmiit : amplifie le signal, une triode par KT88 à pilotée (100 Vcac sur la grille de la KT88 ... easy pour une triode), déphasage non symétrique, nécessite un équilibrage manuel (potard + meusure) entre les deux branches, équilibrage devant être controllé régulièrement.

Cathodyne
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Ayant fait le choix d'une polarisation automatique par Rk, je trouve cohérent d'étudier la cathodyne car elle ne demande pas de réglage manuel du déphasage.
Pour la validation, je pars sur un besoin de 100 V par grille de la KT88 :
- 100 V sur la cathode
- 100 V sur l'anode
- 200 V de swing (un peu plus si possible)
- Total HT : 400 à 430 V

Aurais je loupé un truc sur le principe ?
Cathodyne-KT88.PNG


Concernant les tubes, je verrais bien des tubes avec un facteur d'amplification faible, une Ri interne basse et capable d'accepter cette tension. La comme ça je verrais bien : 6AH4, ecc99, 6N6, 6SN7. Mais bon, pas d'urgence.

Maintenant le premier étage : 200 Vcac en sortie, 3 Vcac en entrée, HT de 400 V
Un SRPP gomes 6SL7 me semble répondre au besoin. Son impédance de sortie est très faible, sa disto également.
Et je devrais pouvoir ajouter une petite CR de 6 dB dans l'histoire.

Que pensez vous de ces premières réflexions ? Un ampli ainsi construit vous semble-t-il possible/acceptable et surtout potentiellement "bon" ?
- HT de 500 V en sortie de valve
- 6SL7 SRPP gomes => Cathodyne 6AH4 => PP KT88

Schmitt
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Concernant maintenant le schmitt, clairement j'y vois la facilité de choix des composants et de la marge sur l'amplification et le swing sur les grilles des KT88.
Mon résumé des différents points :
- 100+ V par triode en sortie
- Tubes avec un mu importante, ( tube du haut : gain = mu ; tube du bas : gain ) = mu+1)
- linéaire
- travaille avec un peu de courant
- Mais avec un potard d'équilibrage du schmit est ce toujours nécessaire d'avoir un mu important :?: Hum et ce potard est il obligatoire ? conseillé du moins j'imagine ?

Quelques tubes doivent bien répondre à ces critères :mrgreen: En double triode de préférence.
Existe t il mieux que 6414 ou 5965 ?

Pour le premier étage, plein de tubes semblent possibles, pourquoi pas une E80F, en triode sans Ck, bien réputée pour son rendu ?

Cela ferait donc grosse maille avec une alim HT de 500 V, E80F => 6414 => KT88

Conclusion temporaire
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Au final, je me demande s'il est préférable d'avoir un schmitt avec du "head room" ou un cathodyne un peu juste mais parfaitement symétrique ?
Par ailleurs la stabilité dans le temps et l'absence de réglage du cathodyne est aussi très attirant.

Reste une troisième option avec un cathodyne. Trois étages pour la partie amplification avant les KT88 : Amplification => Cathodyne => Amplification => KT88.
Cela me semble demander l'ajout d'une cellule RC (place et composants), une triode de plus sur le trajet du signal, un condensateur de plus (pas de liaison direct).

Les threads mentionnés :
viewtopic.php?f=156010&t=1139640&start=0
viewtopic.php?f=223119&t=2715403
viewtopic.php?p=1142757#p1142757

Merci d'avance à vous !
Last edited by bengug on Sun May 13, 2018 11:34 am, edited 8 times in total.
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Re: Réflexions autour d'un PP de 25/27 Watts - KT88 ?

Postby francis ibre » Sun Apr 29, 2018 10:46 pm

Bonsoir Benoit,

tu vas un peu vite !!!
Ce n'est que lorsque tu sauras quels HP grave tu dois alimenter, que tu sauras de quelle puissance tu as besoin...

bengug wrote: - Deux étages
- Une petite CR de quelques dB, entre 6 et 10 dB...


Alors là, ça m'étonnerait : si tu veux ne serait-ce que 25 dB de gain avec la CR, et sachant que la transfo de sortie va apporter une atténuation de l'ordre de 28 à 30 dB, il faudrait que tes deux étages donnent : 25 + 6 + 28 = 59 dB... minimum...
L'étage de puissance ne pourra donner que 12 dB en gros : quel étage ampli de tension pourra apporter les 47 dB requis ????

Pour le reste, ton approche est exacte dans l'ensemble, mais... qu'apportera un ampli à tubes pour une voie grave en bi-amplification ?

Francis
La véritable musique est le silence et toutes les notes ne font qu'encadrer ce silence (Miles Davis)
Essayons d'appréhender objectivement nos perceptions subjectives
viewtopic.php?f=156010&t=161328
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Re: Réflexions autour d'un PP de 25/27 Watts - KT88 ?

Postby bengug » Sun Apr 29, 2018 10:50 pm

Bonsoir Francis,

J'ai apporté quelques touches de mises en forme.
Concernant la CR, je me suis emballé, effectivement .... J'ai du mal à manier l'échelle des dB ... Le facteur d'amplification m'est bien plus confortable ... linéaire ... s’appliquant sur les tensions crête à crête ...

J'y vois tout simplement la possibilité de disposer d'un ampli multi tâche :
- capable d'alimenter un grand nombre d'enceintes,
- également de calibrer mes besoins
- écouter et tester le rendu d'un push pull de ~25 Watts avec les enceintes et la pièce ... (tu me diras tous les couples sont différents ?)
- Le comparer dans le futur à un ampli SE de ~10 Watts (tu me diras, qu'ils sont tous différents ? et qu'en plus ils n'auront pas la même puissance )

Pour illustrer, par exemple, certains utilisateurs de Klipsch Heresys préfèrent un PP de 25 Watts, d'autres un SE de 10 Watts ... et d'autres encore la bi-amplification ...
Bref à part tester et choisir selon mes goûts .... je vois pas trop ... Sachant que grosso modo, en terme d'enceintes, de rendement et de volumes, je n'irais pas plus loin que des klipsch Forte/Heresys .... enfin ce genre d'enceintes peu importe le fabriquant (Questions de priorité et de choix).

Au vu des composants prévus, je devrais en plus pouvoir en assurer sa maintenance sur plusieurs longues années ... enfin j'espère.
Peut être est ce finalement idiot ...

Après Intellectuellement je trouve très stimulant et intéressant de jongler avec tous ces paramètres, et j'apprends encore :)

Bonne soirée.
bengug
 
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Re: Réflexions autour d'un PP de 25/27 Watts - KT88 ?

Postby bengug » Sun Apr 29, 2018 11:26 pm

Re,

Je me suis planter complètement sur les points de fonctionnement de la KT88 ! :!:
Je reprends, mais avec 500 V en sortie de valves. Erreur de débutant ! agacé par mon erreur, je suis :evil:


A+
bengug
 
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Re: Réflexions autour d'un PP de 25/27 Watts - KT88 ?

Postby g2fl » Mon Apr 30, 2018 9:34 am

Bonjour,
Après le cahier des charges initial, le plus efficace est de consulter les fiches techniques des tubes de puissance. Il se trouve que les constructeurs ont mené les explorations qui conviennent et qu'ils proposent une série de points de fonctionnement pour les modes majeurs de couplage au transformateur de sortie.
Pour 25 à 30 W, répondent ainsi aux critères EL34 en UL et pentode, KT66 en UL et tétrode, KT88 en triode pour ne prendre que les tubes les plus couramment utilisés.
Le souhait d'une faible résistance interne, assorti d'ailleurs au souhait d'une faible contre-réaction, fait écarter le mode pentode pour EL34 et KT66.

Les impédances de charge que permet le transformateur LL1679 sont 4,5 et 9,7 kohms, mal calées pour KT66 et EL34 en ultra-linéaire.
Il reste donc KT88 en triode. La fiche technique donne un point de fonctionnement qui revendique 31 W en sortie mais en tirant fort sur la puissance à dissiper par chaque KT88. Un point de fonctionnement un peu plus précautionneux doit permettre de tenir 25 W, c'est la logique que nous avions suivie dans notre ouvrage (§ 11.5.2).
Le facteur d'amortissement natif de l'étage de puissance est de 2, sans contre-réaction; tout le charme des triodes.

En mode triode, le courant tournera autour de 200 mA, ce qui pousserait une GZ34 dans ses derniers retranchements.

Cordialement
g2fl
 
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Re: Réflexions autour d'un PP de 25/27 Watts - KT88 ?

Postby bengug » Mon Apr 30, 2018 1:15 pm

Bonjour g2fl, bonjour à tous,

Si je comprends bien derrière ce pseudo, vous êtes plusieurs ? Auteurs d'un livre notamment ?

Merci pour cette analyse et détails me confortant dans mes choix. Oui effectivement le fonctionnement en triode est axe majeur.

Concernant le transfo, rien n'est arrêté, j'ai cité le LL1679 car il me permet d'utiliser des valeurs "réelles" concernant le voltage drop et d'autres petits trucs.

Quel(s) point(s) de fonctionnement préconisez vous pour la KT88 ?

Concernant le redressement, également ne pas oublier les autres tubes, ce qui effectivement va pousser n'importe quelles valves.
Je pensais à la 5U4G(b). Elle me semble capable, d'après les specs, d'encaisser les 500 V / 200-220 mA. Mais pas plus nous sommes d'accords.

Concernant les tubes de sorties, deux candidats restent : GU50 et EL156

GU50
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Comparé aux specs de la KT88, le réseau me semble plus linéaire, l'espacement entre les différentes courbes me semblent plus constant.

Par contre la tension grille doit être plus élevée, entre -55 et -60V.
Le cathodyne a deux étages me semblent devenir difficilement acceptable .... et donc schmitt à deux étages ou cathodyne à 3 étages (bof).

Et la puissance de sortie me semble inférieur à la KT88 non ? Du moins en classe A avec ce point de polarisation. En classe B ?

GU50-LoadLines.PNG


Après concernant le résultat subjectif .... :?:

Ces tubes sont actuellement faciles à trouver, peu couteux, et, par exemple, jac propose l'appairage.... mais ils ne sont plus produits ...
Donc comparé à des JJ KT88, à toute chose égale, ... le résultat est il simplement différent ? Le jeux en vaut il la chandelle ?


EL156
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Concernant les points de fonctionnements :
- Avec Ua0 = 425 V, Ia0 = 90 mA et Ug = -25 V, sur un transfo type ll1679 alors la puissance de sortie en pure classe A va dans les 17 Watts
- En se rapprochant de l'exemple des specs : Avec Ua0 = 425 V, Ia0 = 110 mA et Ug = -24 V, et sur un transfo de ratio 19,3 (soit Zaa = 3000 pour 8 Ohms), alors la puissance de sortie va dans les 20+ watts. A voir en classe AB.

EL156-LoadLines.PNG


L’avantage est clairement la tension grille nécessaire, de 50 Vcac. Le cathodyne est largement suffisant ainsi. Par contre avec 110 mA par tubes ... les valves vont être en difficultés ...

Interrogations et suite
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Je dois vérifier mes calculs de puissance quand les tubes passent en classe B .... Je dois louper un truc sur ce sujet .... encore à apprendre :)

Également la topologie basée sur un cathodyne vous semblent-elles pertinentes avec des KT88 ? Ou pensez vous que c'est trop juste ? seulement 100 Vcac disponible pour attaquer les grilles ?
D'ailleurs je me pose la question de la contre réaction ... de son utilité ou pas ... ? Si j'ai besoin de contre réaction, alors la topologie catodyne à deux étages serait en difficulté ....

J'aurais tendance à choisir entre KT88 et EL156. Cette dernière me semble très intéressante.



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Re: Réflexions autour d'un PP de 25/27 Watts - KT88 ?

Postby guy2 » Mon Apr 30, 2018 4:35 pm

bengug wrote:Si je comprends bien derrière ce pseudo, vous êtes plusieurs ? Auteurs d'un livre notamment ?

Voir ici https://livre.fnac.com/a2200827/Gerard- ... te-a-tubes
Excellent bouquin.

Traite-Moderne-Des-Amplificateurs-Haute-Fidelite-A-Tubes-Livre-848242511_L.jpg

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Re: Réflexions autour d'un PP de 25/27 Watts - KT88 ? EL156

Postby jaja75 » Mon Apr 30, 2018 4:38 pm

Bonsoir Benoit

Avec des triodes (ou des pentodes/tétrodes câblées triode) il faut que tu choisisses une impédance de charge plus élevée que celle que tu prends.

Regarde la symétrie de l'excursion grille, avec tes valeurs l'excursion plaque est loin d'être symétrique. Il faut que tu "couches" un peu plus l''impédance de charge.

Et n'oublie pas que Zpp primaire TR en Push-Pull est égale à 4 fois l'impédance de charge que tu traces en classe A. (2 x en classe B)

Et avec des triodes on ne passe pas en classe AB car cela produit une cassure dans la droite de charge ( Z passe de Zpp/4 à Zpp/2), pour les forts niveaux qui n'est pas compatible en général du réseau de courbes d'une triode.

Le mode Ultra-Linéaire des pentodes EL 34, KT88 et consoeurs admet mieux le passage en classe AB

Jean
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Re: Réflexions autour d'un PP de 25/27 Watts - KT88 ? EL156

Postby g2fl » Mon Apr 30, 2018 5:48 pm

Bonsoir,
Pour les 2*KT88 en triode, nous avions retenu une haute tension de 450 V au lieu des 485 de la fiche technique. Pas de réflexion avancée sur le polarisation grille, nous avions conservé les résistances de 525 ohms, ce qui ramenait le courant du push-pull à 170 mA (au lieu de 190 mA) pour une dissipation (plaque + écran) de 34 W au lieu des 40 de la fiche technique. Voilà pour les précautions.
La distorsion harmonique atteignait 2,5% essentiellement en H3 (normal avec un push-pull) alors que GEC annonçait 1,9% à 30 W. Avec du recul, peut être qu'une optimisation du point de polarisation eût été utile (cf. post de jaja75).
Attention toutefois, augmenter l'impédance de charge fait bien migrer le fonctionnement vers la classe A mais la puissance en sortie baisse. Mullard avait donné toute une étude sur le fonctionnement en triode de ses EL34 qui montrait clairement l'effet de l'augmentation de l'impédance de charge mais nous n'avons jamais vu l'équivalent avec KT88 ou 6550.

Merci à guy2.

Cordialement.
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Re: Réflexions autour d'un PP de 25/27 Watts - KT88 ? EL156

Postby bengug » Mon Apr 30, 2018 7:42 pm

Bonsoir à tous,

Merci de vos réponses et de votre temps passé !

@Guy2 : Hum effectivement, malheureusement pour moi, un second livre plus disponibles .... et dont les vendeurs en occasion me semble en profiter :(

@Jean : Effectivement augmenter la charge réduit la distorsion .... mais également la puissance.
Je vois la chose ainsi : rester en classe A le maximum du temps, et en cas de besoin, un petit coût de nitro, heu pardon de passage en classe B.
De plus augmenter la charge réduit la puissance disponible .... question de compromis.

Les constructeurs présentent dans leurs fiches, pour un PP classe AB en triode :
- KT88 : Zaa = 4k (avec Ia0 = 95 mA)
- EL156 : Zaa = 2800 Ohms (avec Ia0 = 110 mA).


Et avec des triodes on ne passe pas en classe AB car cela produit une cassure dans la droite de charge ( Z passe de Zpp/4 à Zpp/2), pour les forts niveaux qui n'est pas compatible en général du réseau de courbes d'une triode.


J'avoue que là, une petite illustration ne serait pas de trop :oops:

@g2fl : Merci pour ces informations.
J'ai peut être une vision simpliste des choses : le fait d'être plus vers le "haut" du réseau permet d'être moins dans les arrondis aux extrêmes de la droite de charge. GEC s'est positionné au max de dissipation pour annoncer une disto la plus basse possible. Par ailleurs 2,5% de disto, bon H3 évidement, me semble acceptable. En me positionnant à Ua0 = 450 V et Ia0 = 90 mA, avec une KT88, je serais bien. Même si ça chauffe un poil. Que penseriez vous de cette théorie de béotien ?

Par ailleurs d'après mes lectures, la dissipation max ne flingue pas les tubes, du moins pas en premier. Le chauffage filament incorrect, les allumages/arrêt sans temporisation semblent plus impactant

J'hésite maintenant entre KT88 et EL156. Concernant la KT88, pensez vous qu'un cathodyne fournissant 105 V sur la grille d'une KT88 soit acceptable/ok ?
Concernant l'EL156, auriez vous des retours concernant son utilisation ? polarisation et charge ?

Ma contrainte invariante concerne la HT limitée à 500 V.

Merci à vous !
bengug
 
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