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>

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

Postby bengug » Wed May 09, 2018 12:17 pm

Bonjour à tous, Bonjour Jean,

Merci de ton aide et de prendre ce temps ! :)
Je prends en effet une marge de fonctionnement sur chaque étage amont ... mauvaise approche peut être ?
- Grille d'une KT88 : -43 V
- Cathodyne, avec de la marge, 110 Vcac sur chaque sortie, anode et cathode. Et avec un "swing" disponible à 230 Vcac.
- En sortie de la pentode, 260 Vcac avec de la marge. Pour 3 Vcac en entrée (voir un peu plus car j'utilise un DAC, Francis m'a conseillé de prévoir à ~ 1 Veff du aux potentiels mix en dessous du niveau 0, -3 dB par exemple).

Si je prends stricto sensu les besoins :
- Grille KT88 : -43 V
- En sortie sur chage branche de la cathodyne : 86 V
- En entrée de la cathodyne : 2 x 86 x 1,1 = 189,2 V

Concernant l'ampli en boite noire :
- 25 Watts sur 8ohms, donne 40 Vcac dans les 8 Ohms Pour 3 Vcac en entrée.




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

Postby jaja75 » Wed May 09, 2018 12:52 pm

Bonjour Benoit

1 - je ne comprend pas ce que tu entend par "swing"

2 - la KT88 étant polarisée à -43Vcc, chaque grille doit être attaquée avec une amplitude de 2x43=86 Vcàc

Donc chaque sortie cathodyne doit être capable d'au moins 86 Vcc, avec de la marge disons 100 Vcàc

Supposons que le gain du cathodyne soit de 0,9 la pentode doit être capable de délivrer 110 Vcàc

3 - le gain de la pentode :

tu dois avoir 86 Vcàc en sortie cathodyne

86/0,9 = 95,5Vcàc en sortie plaque pentode et non pas 260Vcàc. On cerche de la marge sur l'amplitude réalisable pour minimiser la distorsion mais les gains se calculent sans intégrer cette marge.

Pour 3Vcàc en entrée le gain désiré de la pentode est 95,5/3=31,8 (30 dB)

MAIS c'est sans CR. Si tu veux une CR de 20 dB le gain de la pentode doit passer de 30 à 30+20=50 dB soit 316 !! Dur Dur même avec une pentode.

Le problème n'est pas l'étage de puissance. J'ai aussi un PP de KT88 qui travaille vers -43 V de Vgk. Le problème est que le déphaseur que tu as choisi ne produit pas de gain et tout l'effort est reporté sur le premier étage. Hafler/Dynaco l'a fait (peut être avec un taux de CR plus faible que 20 dB?). Analyse bien ses schémas.

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

Postby bengug » Wed May 09, 2018 1:09 pm

Pour moi la cathodyne doit délivrer le signal pour la KT88 du haut et la KT88 du bas, simultanément. Donc avec la marge prise 100 Vcac par KT88.
Et donc en entrée de la cathodyne : 100 V * 2 * 1,1 = 220 V


Voici deux approches de Francis du sujet :
viewtopic.php?p=2207330#p2207330
viewtopic.php?p=2742402#p2742402
viewtopic.php?f=156010&t=1795638&start=20


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

Postby jaja75 » Wed May 09, 2018 1:53 pm

oui...et non

Chaque sortie (plaque et cathode) doit délivrer 86Vcàc.

Ce sont les variations Vpk qui sont doubles : sur une alternance positive en entrée, la plaque voit sa tension baisser et la cathode sa tension monter donc Vpk diminue doublement, et augmente doublement sur une altern,ance négative.

Mais en entrée il faut appliquer 86Vcc/Gain du cathode et NE PAS DOUBLER CETTE TENSION

Si Gain cathodyne = 0,9 (ce qui doit être proche de ce que donne une 6SN7), en entrée du cathodyne il faut 086/0,9 = 95,5 Vcàc.

Donc sur les réseaux de courbes,

- vérifier que Vpk cathodyne peut varier de +et- 86 V autour de son point de fonctionnement (avec une droite de charge=Rp+Rk=2 Rp=2Rk)

- et pour l'étage pentode la variation est de 95,5 V càc

La marge doit être prise par rapport à ces valeurs

Jean

PS : Les deux grilles d'un PP ne marchent pas comme une entrée différentielle : c'est entre la réf 0V du PP et chaque grille que les tensions doivent être appliquées donc les sorties cathodyne entre plaque et Ref 0V et sortie cathode et Ref 0V. PAS ENTRE PLAQUE ET CATHODE.

+10V sur une grille et -20 V sur l'autre ne fera pas 30 V de signal mais une énorme distorsion.
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Re: Réflexions autour d'un PP de 25/27 Watts - KT88 ? EL156

Postby bengug » Wed May 09, 2018 3:35 pm

Roh le C.. !!! :oops:

Effectivement, une fois ainsi dit ... J'aurais du prendre un graphique et un schéma d'un tube .... et imaginer les signaux .... :oops:
Je viens de tracer, et effectivement une 6SN7 polarisée à 230 V, 8 mA permet d'avoir plus de 100 V de chaque côté.
6SN7GTB-Cathodyne.PNG


Merci encore !

Je vais devoir faire un peu le point là sur les différentes étages, leurs polarisation, une éventuelle contre réaction de quelques dB, 6 probablement suffisant en mode triode.
Et le choix des tubes en cathodyne ... et au premier étage d'amplification ....

Par ailleurs une 6SL7 propose 200 Vcac pour 3,8 Vcac en entrée avec une HT inférieure à 430 V .... Soit le double du "strict" nécessaire ... sans CR ...

A bientôt et encore un grand merci !
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Re: Réflexions autour d'un PP de 25/27 Watts - KT88 ? EL156

Postby bengug » Thu May 10, 2018 8:50 pm

Bonsoir à tous,

Je me suis essayé aux tracés (oui oui au pluriel :lol:) des lignes de charge sur plusieurs pentode : E80F, E80L, c3m, EL183, EL802, EL803S :mrgreen: :lol:

Jean, merci pour l'indication concernant une première approche de Ra !
J'ai présumé que la droite de charge :
- ne doit pas être trop dans les arrondis sur la gauche
- la différence de tension entre l'alternance négative et l'alternance positive du signal modulé doit être idéalement nulle. Dit autrement les tensions à droite et à gauche du point de fonctionnement doivent être identiques. Hum ... suis je compréhensible .... ?

J'ai adopté la technique suivante :
- positionner Ua suffisamment au milieu du réseau pour permettre un débattement de plus de 150 V de chaque côté
- éviter d'utiliser des courbes Ug étant trop espacées entre elles. Cela semble créé un décalage entre les tensions à droite et à gauche du point de polarisation.
- Choisir une intensité compatible avec la HT
- Choisir un recul de grille en regard de mes objectifs, entre 2 Vcac et 4 Vcac.

Suis je dans la bonne démarche ?

J'espère ne pas avoir fait d'erreurs de calcul ....
Pour définir Rk, j'ai additionné Ia et Ig2, est ce ok ?

A ce petit jeux, celle me paraissant sans sortir le mieux est la c3m avec Ug2 à 150 V :
Ua = 195 V ; Ia = 16 mA ; Ug = -5 V ; Rk = 270 Ohms ; Ra = 15 kOhms
Avec 2 Vcac => 185 Vcac en sortie ; 3 Vcac => 245 Vcac ; 4 Vcac => 295 V ..... Si je n'ai pas fait d'erreurs .........

Bien sur impossible d'utiliser le mode "best pentode". Par contre est ce un soucis si le signal modulé descend en dessous de Ug2 ?

La seconde est la EL802, Merci Yves ! :) Bon il me "manque" 70 V de B+ pour être bien ... donc faut "optimiser" ....

D'ailleurs je viens de croiser ce sujet : viewtopic.php?f=156004&t=1842567&start=160

Hum ... Qu'en penseriez vous ? est ce suffisant pour une petite CR de 6 db ?

Merci d'avance !
Attachments
C3m-LoadLines-150V.PNG
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Re: Réflexions autour d'un PP de 25/27 Watts - KT88 ? EL156

Postby jaja75 » Fri May 11, 2018 3:51 am

Bonjour à tous

Oui Benoit ta démarche est bonne et pour calculer Rk il faut effectivement tenir compte de Ig2.

Le point de polarisation que tu as défini est correct avec les hypothèses que tu as prises.

Attention toutefois, lorsque j'écris que A=gm x Rp je considère que la charge présentée par l'étage suivant est grande devant Rp, ce qui est le cas avec un cathodyne. Si ce n'était pas le cas il faudrait considérer la charge dynamique : Rp en // avec impédance entrée étage suivant.
Je considère aussi que Rk est découplée.

Mais je ne suis pas d'accord avec tes hypothèses :

- plus haut, nous avons vu que le gain de l'étage pentode doit être de 31,8; pourquoi prend-tu 110 ?

- le taux de CR désiré doit être compensé par cet étage : 6 dB de CR = division par 2 en tension, donc il faut multiplier par 2 le gain désiré qui devient 63,6

- un taux de 10 dB de CR divise par 3,16 le gain donc le gain désiré passe à 100

- à l'inverse, avec la valeur 110 que tu retiens, le taux de CR applicable est 20xlog10 (110/31,8)=10,8 dB

Maintenant, examinons le gain obtenu :

- en appliquant +1 V/ Vgko=-3V, Vpk varie de 190 à 100 V soit DV= 90
- en appliquant - 1V/ Vgko=-3V, Vpk varie de 190 à 275 V soit DV= 85

G = DVpk/Dvgk=175/2=87,5, inférieur à ta valeur 110 retenue au départ. Pourquoi ? Deux raisons :
- la valeur réelle de gm au point de fonctionnement choisi n'est pas 6,5 mA/V, à vérifier
- la formule gmxRp n'est valable qu'en petits signaux, ce qui n'est pas le cas ici lorsque l'on considère + et - 1V de DVgk, de plus il y a une légère assymétrie dans les variations de Vpk : pour une même variation de Vgk de + et - 1V tu n'obtiens pas la même variation de Vpk

Cependant, avec ce gain obtenu de 87,5, tu peut retenir un taux de CR de 20xlog10(87,5/31,8) = 8,8 dB, ce qui bien dans le cas d'un ampli avec un étage de puissance PP monté en triode, parce que son impédance de sortie est déjà relativement faible ( autour de 5 Ohm en principe) et n'oblige pas à appliquer un fort taux de CR pour la réduire.

A ta place, je retiendrais ce point de fonctionnement pour définir maintenant l'ensemble de l'ampli, quitte à y revenir si ça ne colle pas au niveau de l'ensemble.

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

Postby bengug » Fri May 11, 2018 10:16 am

Bonjour à tous, Bonjour Jean,

Merci pour toutes ces informations, confirmations et conseils !
Tu manies ces données et chiffres avec virtuosité et facilité :shock:

Attention toutefois, lorsque j'écris que A=gm x Rp je considère que la charge présentée par l'étage suivant est grande devant Rp, ce qui est le cas avec un cathodyne. Si ce n'était pas le cas il faudrait considérer la charge dynamique : Rp en // avec impédance entrée étage suivant.

Oui effectivement, par exemple, sur un SE à deux étages ..... calculer les impédances .... les fréquences de coupures entre les étages ....

D'ailleurs il faudra que je calcule la Fc en entrée de la pentode en fonction du potard, 20k, 25k, 50k Ohms.

Je considère aussi que Rk est découplée.

Les courbes présentées sur les données fabricants sont avec Ck, du moins à ma connaissance et sur les fiches vues jusqu'à maintenant.

- plus haut, nous avons vu que le gain de l'étage pentode doit être de 31,8; pourquoi prend-tu 110 ?

J'incluais justement une contre réaction ... Et toujours cette habitude de prendre la marge ... et ici c'est contre productif ...
La c3m me semble la plus linéaire des pentodes pour de grand signaux en entrée au vue de la distance constante entre les différentes courbes Ug sur les graphiques.
Je vais regarder les autres tubes, EL183, E80F, EL803S avec amplification de 80/90 ... mais bon je doute ...

G = DVpk/Dvgk=175/2=87,5, inférieur à ta valeur 110 retenue au départ. Pourquoi ? Deux raisons :
- la valeur réelle de gm au point de fonctionnement choisi n'est pas 6,5 mA/V, à vérifier
- la formule gmxRp n'est valable qu'en petits signaux, ce qui n'est pas le cas ici lorsque l'on considère + et - 1V de DVgk, de plus il y a une légère assymétrie dans les variations de Vpk : pour une même variation de Vgk de + et - 1V tu n'obtiens pas la même variation de Vpk


Sur certains datasheets la valeur de Gm est indiquée en fonction de Ug2. Sur les données de la c3m, je n'ai pas vu cette information.
L'augmentation de Ug2 diminue la valeur de Gm, mais permet d'avoir un recul grille et une tension de sortie plus importante.

Cependant, avec ce gain obtenu de 87,5, tu peut retenir un taux de CR de 20xlog10(87,5/31,8) = 8,8 dB, ce qui bien dans le cas d'un ampli avec un étage de puissance PP monté en triode, parce que son impédance de sortie est déjà relativement faible ( autour de 5 Ohm en principe) et n'oblige pas à appliquer un fort taux de CR pour la réduire.


Super merci ! Je me permets : comment sont ensuite calculés RC pour la contre réaction ?
Je pense partir sur un taux de CR de 6 pour commencer ... De toute façon si je comprends bien, je devrais affiner ce point à l'oscillo.

Je pense tout de même tester une 6SL7 en entrée. Gain de 52, avec ses 200 Vcac en sortie pour 3,8 Vcac en entrée ... peut être intéressant de comparer à l'écoute le résultat ... enfin à voir en fonction de la puissance de sortie réellement utilisée (je ferais des relevés) et du taux de CR adopté au final .... car difficile de moduler à fond les grilles des KT88 avec un taux de CR de 6 à 8 ....


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

Postby jaja75 » Fri May 11, 2018 2:32 pm

Bonjour

Avec une 6SL7 tu dois pouvoir obtenir un gain en tension de 52.

La sensibilité de l'entrée de l'ampli, hors CR, sera donc de 95,5 Vcàc (tension de modulation nécessaire en entrée cathodyne, voir posts précédents) divisé par 52 = 1,84 Vcàc.

Pour moduler ton ampli à fond tu dois appliquer 1,84 Vcàc de signal en entrée.

Avec 6 dB de CR, tu perds 6 dB de gain, soit un rapport 2 (20 log10 (2) = 6 ) : la sensibilité monte à 2,1,84 = 3,68 Vcàc

Avec 10 dB de CR, le rapport de réduction du gain est 3,16 donc la sensibilité d'entrée passe à 5,82 Vcàc....

Calcul de RC

La formule du gain en boucle fermée est Gbf= Gbo /(1+beta x Gbo) (formule 1)

Dans le cas d'une CR ramenée de la sortie hp sur la cathode du tube d'entrée (triode ou pentode peu importe), en première approximation on peut écrire :

beta = Rk/(Rk+RC) (formule 2)

Ainsi, connaissant le taux de CR désiré -> rapport Gbf/Gbo fixé -> calcul de beta avec la formule 1 puis calcul de RC avec la formule 2

Il faut scinder Rk définie par le point de polar en 2 :

Rk=Rk1+Rk2 en prenant Rk1 petit devant Rk2, par exemple Rk1=1/10 de Rk et Rk2 = 9/10 de Rk

Découpler seulement Rk2 et ramener la RC sur la cathode

La résistance de cathode est donc composée :

- de Rk1+Rk2 = Rk en continu
- de Rk2 en alternatif, ce qui produit une petite CR locale inévitable mais faible et masquée par la CR globale
- de Rk1 découplée en alternatif donc égale à un CC en altenatif

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

Postby bengug » Fri May 11, 2018 11:53 pm

Un grand merci Jean !

J'ai commencé à récapituler la consommation de courants et la tension disponible pour les différents étages .....
J'attaque les lignes d'alimentation, les fréquences de coupures, les RC d'alim, les valeurs des résistances, etc.... Et pif paf pouf ... j'arrive à 213,5 mA ...

KT88 : 2x 92 mA
6SN7 : 8 mA
C3m (Ig2 + Ia) = 18,5 mA
Bleeder : 3 mA (c'est peu ....)

PSUDII m'indique, avec 30 uF et une choke de 100 Ohms
- une 5U4G passe tout juste, avec 180 Ohms et un transfo à 500 V, j'ai 495 V
- une 5V3A passe également, avec un poil plus de marges, 503 V de HT.

Les 5V3A/5AU4 permettent elles une qualité équivalent aux 5U4G ? La 5931 n'aurait elle pas des ressources cachées ? ou encore une 5DJ4 ?

Les datasheets confirment ..... Les limites .....


Au passage un design totalement différent : la cathodyne (6J5) suivi d'une double triode moderne telle l'ec86 ... mais je me perds don :mrgreen:
Trop de possibilités !

Merci encore ! :)
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