SRPP, encore et encore

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Message  g2fl Lun 1 Nov - 9:24

Bonjour,

pour ne pas polluer plus le fil de l'amplificateur Yaqin, j'ouvre celui-ci. Enfin, j'espère.

La citation de l’article publié dans l’Audiophile # 2 en fin 1977 m’a fait réagir exagérément mais ma réaction était à la hauteur des exagérations dudit article. Cf. le PDF gentiment distribué par jaja75 et que je me permets de reprendre ici. Enfin, peut-être!

En premier lieu, et ce qui m’agace toujours les dents, est la revendication de paternité que je ressens dans l’écriture enthousiaste des articles.

Circuit original apparu dès 1966, sûrement pas : le brevet date de 1943 et les citations ont été nombreuses depuis. La seule originalité est peut-être son usage sous cette forme, et sous cette forme seulement, comme préamplificateur en audiofréquences.

Peu connu aux USA et en Europe, sûrement pas : tous les brevets et les développements sont américains ou anglais. La seule chose qui soit peu connue est l’appellation de SRPP, SR oui dès 1950, PP jamais.

Les équations sont connues depuis 1948 au moins. Bien sûr, il n’est pas interdit de refaire le calcul mais il est plus correct de dire qu’il est corroboré par les calculs déjà établis par de glorieux prédécesseurs.

Une petite erreur de typographie dans la formule du gain dans l’encart en page 13 de l’article.

Les choses s’aggravent avec l’énoncé des principaux avantages du circuit. Travail en push-pull : si push-pull veut dire que deux grandeurs varient en opposition de phase, c’est vrai pour l’excitation entre grille et cathode, vrai pour les tensions entre plaque et cathode, le plus souvent faux pour les courants traversant les triodes, voir exposé et illustration par jaja75. Auto déphaseur : vrai mais pas nouveau, il suffit de voir le schéma de l’amplificateur Philips AG9015 au push-pull d’EL86, circa 1955.

Simplicité peut-être mais bien d’autres circuits à deux triodes font mieux sans consommer plus de composants.

Grande linéarité et faible linéarité : 0,4% à 10 V en figure page 17, une performance dans le paquet de ce que j’ai mesuré sur une vingtaine de triodes d’ECC83, d’origine et d’âge fortement variables, montée en étage simple à cathode commune.

Ceci dit, ne nous plaignons pas, pour une fois qu’un SRPP est donné avec quelques mesures !

Gain important, non : pas plus, pas moins que la même triode en étage simple à cathode commune. Impédance de sortie très faible : dire moyenne serait plus correct. Plus faible que celle de la triode en simple étage à cathode commune, bien plus élevée que celle de la même triode suivie d’un étage suiveur utilisant la deuxième triode.

Ne pas confondre SRPP et Cathode Follower de White comme en figure 1 de l’article. Acceptance des variations importantes d’impédance d’entrée, comme tout étage à cathode commune.

Autrement dit, presque tous. Réjection importante des courants d’alimentation : ? On parle de la réjection des résiduelles apportées par la haute tension ? Des appels de courant en fonction du signal de sortie ?

La description vise à « mettre à disposition de l’Audiophile le plus difficile un préamplificateur d’amateur mais aux performances supérieures à pratiquement tous les appareils commercialisés actuellement dans le monde », pas moins ! Justement, pour ce circuit, les approximations sont légion : le gain est donné pour 41 dB qui intègrent la perte d’insertion de 22,6 dB du correcteur passif inter-étages. Or ECC83 + 12BH7 offrent 58 dB de gain - les 22,6 précédents, soit un gain net de 33,4 dB.

Un peu moins donc. La version en tête de l’article avec 2*ECC81 sera proche des 41 dB alors que celle avec 2*ECC83 approchera les 50 dB. Pour le montage avec la 12BH7, les hautes tensions sont portées à la main et elles sont très élevées ; elles sont associées à des résistances de polarisation dans les cathodes bien faibles, 500 Ω seulement pour une ECC83. Une évaluation rapide me fait estimer le courant dans l’ECC83 à 2,2 mA.

Bien trop élevé pour un étage à faible bruit. Les choses redeviennent plus réalistes avec les 2*ECC81 sous 330 V mais le problème du bruit subsiste.
Meilleur que pratiquement tous les autres, vraiment ?
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Message  tron_ic Lun 1 Nov - 9:53

Bonjour Gérard,

et merci pour cette très bonne initiative. En effet le circuit SRPP mérite je pense un fil dédié car ses différents types de fonctionnement ne sont pas toujours facile à assimiler.

La discussion sur le fil voisin le [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien] à grâce à JaJa, toi même et d'autres membres ont contribué à informer et à mieux faire comprendre ce circuit et je trouve ça très bien.

Dès lors, j'espère que d'autres infos encore plus spécifique à ce circuit seront partagée ici. Dans l'immédiat je joint le pdf de Blencowe que Jaja nous avait joint dans le fil du Yakin.

Salutations. Tony
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Message  trappeur Lun 1 Nov - 9:58

Salut Gérard ,
Bonne initiative ....
Je suis assez près de ton analyse ...mais je n'ai qu'une petite expérience sur ce SRPP , j'ai fait en tout et pour tout 2 essais décevants dont un en liaison directe ..

Cet article a le mérite d'exister ..il peut servir de base à une discussion .

J'ai repris les calculs pour voir ...ils ont l'avantage de partir du principe que les courants ne sont pas égaux ce que je n'avais encore pas vu ailleurs .
il y a une typo et des raccourcis un peu rapide mais c'est OK .

Je note tout de même deux points très interressants qui sont apparus dans nos discussions :

Il y a bien une version qui fonctionne en vrai PP avec des swings de courants égaux si les conditions sont réunies sur le calcul de la charge et des Rk .
Il existe une valeur de la charge qui annule pratiquement les swings de courant dans la triode du haut , ça c'est nouveau (jamais vu avant) ===> tout le mérite à Jean qui a bien observer le point sur la simulation qu'il a faite et qui a aussi repéré l'équation qui permet de le voir (ce qui n'est pas si évident non plus)

Mon essai en liaison directe m'avait bien montrer qu'on n'annule jamais complètement les swings même si on les réduit beaucoup , mais je n'avais pas de triodes appariées (et je n'en aurais jamais)

Par contre je reste très impressioné par ceci :

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Je comprends qu'on puisse vouloir tenter le coup.
Mais ça reste un circuit délicat à équilibrer et je doute de la stabilité des résultats .
Pour finir je note , comme Jean , qu'on rencontre beaucoup de schémas de SRPP mal fichus au fonctionnement non satisfaisant .

A+

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Message  g2fl Lun 1 Nov - 11:26

Les caractéristiques au traceur de courbes qui apparaissent bien linéaires comme l'apparaissent aussi des droites représentant la tension de sortie en fonction de la tension d'entrée sur un papier millimétré log - log publiées dans la réplique de l'article au N°7 de l'Audiophile, novembre 1978.

Ces deux représentations sont  pédagogiques mais très imprécises : comment repérer un écart de 0,14% qui doit être de la grosseur du trait de crayon? La mesure de distorsion harmonique est bien plus sensible.

La recherche d'un fonctionnement en vrai push-pull est fortement suggérée par l'acronyme SRPP.

Dans notre ouvrage, nous n'avons restitué que l'égalité des excitations entre grille et cathode de chacune des deux triodes. En fixant la charge en sortie, il faut que la résistance dans la cathode de la triode supérieure soit de valeur élevée : ce qui conduit au µ Follower.

Ou, en fixant ladite résistance de cathode, d'abaisser significativement la résistance de charge, ce qui conduit aux travaux de M. Evers publiés dans Sound Practices et cité en bibliographie par Blencowe (en pièce jointe du post de Tony).

Nous avions testé M.V. Evers mais la distorsion était plus élevée alors que lui revendiquait une annulation nette.

On avait cherché les conditions de l'indépendance du gain aux paramètres des triodes, sans résultat convaincant non plus. Je vais aller fouiller dans nos archives pour les autres recherches dont celle sur le courant.

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Message  g2fl Lun 1 Nov - 11:47

Pour l’égalité des courants, c’est Mrs Millman et Taub qui s’y sont collés en décrivant le circuit Totem Pole dans leur ouvrage (cf. bibliographie du document de Blencowe).

Ils indiquent : Rk2 = [1/gm] + [2RL/µ] dans laquelle Rk2 est la résistance dans la cathode de la triode supérieure, RL la résistance de charge, gm la pente de la triode et µ son coefficient d’amplification.

La mesure de distorsion harmonique donne un taux proche de 1%. Pas un optimum non plus.

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Message  trappeur Lun 1 Nov - 12:02

Re Gérard , c'est dans le PdF de Merlin aussi et c'est une évidence assez simple ...

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Message  g2fl Lun 1 Nov - 12:46

Avec les tubes, tout a déjà été écrit par quelqu'un. Ainsi la bibliographie de Belcrowe est différente de la nôtre.
Ce qui m'a gêné dans les articles de l'Audiophile est d'oublier les antériorités en présentant un sujet, ici le SRPP, comme une nouveauté boulversante. Pour éviter cet écueil, nous avions prévenu dès le 1er chapitre d'introduction de notre ouvrage que tout avait été déjà dit et que notre travail était de l'hagiographie.

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Message  GG14 Lun 1 Nov - 13:18

Bonjour Gérard,

Dans votre ouvrage, les taux de disto sont nettement en faveur du µfollower et plus encore du bootstrap par rapport au SRPP.

Une petite étude sur les 2 sujets avec l'intention d'obtenir un gain entre 30 et 40, nécessaire pour attaquer la grille d'une 300B par exemple.

Merci d'avance

Gérard Very Happy Very Happy
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Message  g2fl Lun 1 Nov - 14:47

SRPP n'a pas d'objectif fort de linéarité : de la stabilité en courant continu chez Arztz, une maîtrise des courants ailleurs.

Mu follower et bootstrap oui qui est obtenu par une charge de plaque de forte valeur. Résistance de valeur raisonnable magnifiée par une boucle de gain positif mais strictement inférieur à 1. Une charge active relève de la même stratégie de linéarisation.

Cordialement

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Message  jaja75 Lun 1 Nov - 16:26

Bonsoir

J'ai ré-écrit toutes les équations du fonctionnement du montage.

Il fonctionne en push-pull lorsque la charge Rc est inférieure au produit Rkhaute x µ.

La plupart des montages que l'on voit en audio ne sont ni des SRPP ni des Half-µ.

Pour être Half-µ, les deux Rk doivent être identiques, la Rkbasse non découplée et la charge très élevée connectée sur la plaque basse.

Le gain vaut µ/2, et comme il ne dépend que de µ il peut être très linéaire si l'on choisit un tube ayant un µ quasi constant avec le courant Ip, comme un ECC83 ou un 6SN7 au delà d'une certaien valeur de Ip.

C'est ce que montre les courbes sur l'image de l'oscillo, même si sa précision est faible.

la résistance de sortie du montage est rp/2.

On peut sortir sur la cathode haute, comme Rc est élevée le montage garde ses propriétés de réduction importante de la disto.

Le gain est légèrement supérieur à µ/2 et l'impédance de sortie est plus basse que rp/2.

Jean

PS : le montage Anzai est chargé par une impédance variable avec la fréquence (filtrage RIAA).
En dessous de 2 kHz environ , il n'est pas SRPP, la charge est élevée
Au dessus de 2 kHz environ, la charge devient inférieure à 1k*100= 100k et le montage passe en mode SRPP vrai.
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Message  jaja75 Mar 2 Nov - 5:30

Bonjour

Un complément :
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Message  g2fl Mar 2 Nov - 18:43

@ Jean,

Dans l'immense travail d'analyse de ce f...u SRPP, vous semblez distinguer le "vrai SRPP" qui se caractérise par des courants en opposition de phase d'une triode à l'autre, des "pas vrais SRPP" aux mêmes courants en phase.

Evidemment, le facteur déterminant est le rapport entre la résistance de cathode de la triode supérieure et la résistance de charge en aval comme l'illustre si bien les relevés de simulation. Et vous avez rappelé l'équation de cette condition.

Je garderais bien la désignation bien pratique et bien connue de SRPP pour tous ces montages qui installent deux triodes en série et qui récupèrent la tension de sortie quelque part dans la liaison entre les deux.

Quand la résistance de charge est plus élevée, les courants sont en phase et c'est la configuration des SRPP utilisés en  amplificateur de tension (préamplificateur).

Quand elle est franchement basse, les courants sont en opposition et c'est la configuration des étages de puissance, amplis de casque ou ampli Philips AG9015.

Nous avions regardé le cas où le courant dans la triode est constant pour retrouver l'affirmation de J. Hiraga qui en parlait dans son article promotionnel. Dans ce cas, le courant n'est pas nul dans la triode supérieure, simplement, il ne varie pas.

Toutes les variations se font entre la triode inférieure et la charge à la façon d'une partie de ping pong. L'intérêt pourrait être de ne pas solliciter la haute tension, pas même de façon transitoire. Why not?

Mais le fonctionnement nécessairement en classe A pour des préamplificateurs à la consommation dérisoire ne va pas tuer à petits feux un condensateur de découplage moderne.

Cordialement.

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Message  jaja75 Mar 2 Nov - 20:10

Bonsoir à tous

Dans l'acronyme SRPP il y a Push-Pull.

Or, en audio, sauf exception, il ne fonctionne jamais dans ce mode, la charge étant presque toujours à grande impédance d'entrée (étage à tube).

Par exemple le SRPP modifié de Gomes a pour but d'ajouter un étage de façon à isoler son fonctionnement de la charge qui suit ! Sûr que l'on est très loin d'un fonctionnement Push-Pull.

De plus ça prête à confusion. C'est ce qui s'est passé entre Trappeur et moi sur le fil du Yaquin : avec le même mot nous parlions de 2 principes différents. Nous avions chacun raison dans nos descriptions de fonctionnement. Mais je ne décrivais pas un mode SRPP ! Mon tord était d'employer le terme SRPP pour un montage non Push-Pull .

Donc perso, je ferais maintenant le distinguo.

Après chacun fait ce qu'il veut, comme dit la chanson.

Amicalement

Jean
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Message  trappeur Mer 3 Nov - 9:49

Salut à tous,

Pour reprendre une dernière fois la remarque de Gérard , on constate également que le distinguo est bien fait dans la littérature , presque tous les auteurs soulignent qu'il existe de "vrais" SRPP et des faux...pourquoi ne pas conserver effectivement le terme SRPP pour le montage dont le fonctionnement est réellement en PP  , ce qui me paraît d'une logique inattaquable .

Je voudrais également souligner une fois de plus que c'est la première fois qu'on parle (et qu'on précise) de la valeur "pivot" de la charge qui fait basculer le montage d'un mode dans l'autre .

La valeur optimisée de la charge qui permet d'avoir des swings de courants égaux en mode PP est présentée un peu partout , ce qui n'est pas obligatoire en PP classe A,  par contre le fonctionnement détaillé de ce mode PP avec sortie en liaison RC n'est pas suffisamment détaillé .

Seul l'article de Tubecad aborde le sujet et souligne le fait qu'une capa de liaison est obligatoire et que le calcul de sa valeur diffère pour une fois de la simple approche par la fréquence de coupure , et que la capacité doit fournir le courant de signal une alternance sur deux, ce qui prend toute son importance en cas de SRPP "de puissance" .

A+

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Message  jaja75 Mer 3 Nov - 10:34

Bonjour
trappeur a écrit:Seul l'article de Tubecad aborde le sujet et souligne le fait qu'une capa de liaison est obligatoire et que le calcul de sa valeur diffère pour une fois de la simple approche par la fréquence de coupure , et que la capacité doit fournir le courant de signal une alternance sur deux, ce qui prend toute son importance en cas de SRPP "de puissance"
J'ai lu ça aussi mais je ne comprend pas comment la capacité ne fournirait le courant de signal qu'une alternance sur 2 sans une importante distorsion.
Il ya qq de pas clair dans les propos de l'auteur. Dès que j'ai un moment je vais relire ce passage posément.

Jean
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Message  trappeur Mer 3 Nov - 12:11

Salut Jean ,

Le cas se produit uniquement en mode PP quand le tube du haut augmente son courant , à ce moment le tube du bas diminue le sien et ne peut pas fournir le courant supplémentaire (par rapport au courant de repos)  demandé par le tube du haut .
La seule source de courant supplémentaire possible est la capa de sortie (ou un éventuel courant grille du tube aval en cas de liaison sans capa mais je ne vois pas comment concilier les polars dans ce cas).

Ce qui montre également qu'il y a une forte dyssimétrie car dans le cas de l'autre alternance c'est le tube du bas qui fournit tout le courant , mais cette dissymétrie existe dans tous les cas de liaison par capacité , sortie plaque ou sortie cathode ...

A+

Edit : en me relisant je vois que j'ai raisonné avec le sens réel du courant (déplacement des electrons charge négative )
Si on prend le sens conventionnel ça inverse les choses , c'est un cas assez rare dans les circuits electroniques .

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Message  g2fl Mer 3 Nov - 20:01

Bonsoir,

L’article qui intronise le SRPP en France accorde 3 de ces 11 pages à l’alimentation, un sujet important pour des amplificateurs qui traitent des signaux proches du millivolt.

Mais là n’est pas l’argument central de l’exposé, il est sur l’énorme accumulation d’énergie : 6000 µF pour le schéma en page 15, 12 000 sur les photos un peu plus loin.

En reprenant le schéma complet en page 15, le courant consommé est estimé à (18 mA pour les SRPP à 12BH7 + 10 mA pour les SRPP à ECC83 et résistances de polarisation des chauffages) = 28 mA pour une résistance équivalente à 440 V/ 28 mA = 15,7 kΩ.

Avec 6 000 µF en lissage après redressement, le coefficient RCω est proche de 30 000, hors abaques de Shade. L’estimation de la résiduelle en r.m.s se fait alors par extrapolation desdites abaques, soit 10 mV pour la source à 440 V et 0,15 mV pour celle à 435 V.

Malgré la faible réjection de la résiduelle que procure un SRPP, le rapport signal utile à ronflette est estimé à 0,07 mV de ronflette pour un signal en sortie du SRPP à ECC83 de 3 mV*60 (gain du SRPP), soit 68 dB. Le marteau pilon a écrasé la mouche.

Il eût pourtant été préférable de commencer par une cellule {self-inductance + condensateur} comme dans l’alimentation de Mr Shibata en page 11, avant de cascader les cellules de filtrage {résistance + condensateur}. Ceci aurait éviter l’improbable constante de temps, presque 100 secondes, qui ne décharge suffisamment les condensateurs qu’au bout de 5 mn.

Quant à la réserve d’énergie, elle ne sert à rien avec des étages nécessairement en classe A.

La vision globale que j’ai de l’article est que, si introduire le SRPP était intéressant, si le principe de correction passive inter étages est une solution raisonnable, si se préoccuper de l’alimentation est nécessaire avec des signaux aussi faibles, il reste que le propos exagéré et les imprécisions gâchent tout.

Dommage !

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Message  jaja75 Mer 3 Nov - 21:51

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Jean
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Message  jaja75 Jeu 4 Nov - 8:32

Bonjour,

@Trappeur

Je ne retrouve pas le passage sur l'effet du condo de liaison, ni dans le doc Blencowe ni dans le doc de Broskie (SRPP decoded).

J'ai du voir ça sur un site internet que j'ai oublié. Peux-tu me donner une référence ou un lien ?

Merci

Jean
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Message  tron_ic Jeu 4 Nov - 9:30

Bonjour à tous,

Le fil est vraiment très intéressant et je profite de l'occasion pour remercie tout les membres contributeur.

Il serait bon je pense d'inclure tout document et/ou lien pouvant conduire les lecteurs et/ou diyers curieux d'approfondir le sujet.

Salutations. Tony
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Message  g2fl Jeu 4 Nov - 10:09

Bonjour,

Sur le site de Tube Cad, quel fatras. Il n'y a pas que le SRPP qui est déconstruit, la rédaction de l'article aussi.

Pour avoir parcouru le site maintes fois lors de la rédaction de notre ouvrage, avant 2007, le texte s'est beaucoup enrichi. Où sont-ils aller chercher tout ça ?

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Message  trappeur Jeu 4 Nov - 10:29

Salut à tous ,
g2fl a écrit:Quant à la réserve d’énergie, elle ne sert à rien avec des étages nécessairement en classe A.
Dommage !
Il est peut être bon de rappeler que le SRPP (vrai) est le seul PP classe A dont la consomation sur le B+ n'est pas constante ..

Du coup j'ai relu une fois de plus mon couplet sur l'importance de la capa de liaison et voilà que j'ai écrit une ânerie ...

Alors je reprends en détaillant un peu car je voudrais aller au bout de cet aspect là également :

On ne parle ici que du fonctionnement en PP

Quand un tube augmente son courant d'une certaine valeur , l'autre diminue le sien (de la même valeur quand c'est équilibré)
mais ce n'est pas la diminution de l'un qui permet l'augmentation de l'autre. (même si les variations de courant en bas commandent les variations de courant en haut)
Dit autrement :

le tube qui augmente son courant ne le fait pas en récupérant le courant du tube qui diminue le sien .
Quand c'est en haut que ça augmente , c'est le B+ qui fournit le courant supplémentaire.
Quand c'est en bas que ça augmente c'est la capa de liaison qui fournit le courant supplémentaire .
Bien voir que dans les deux cas le courant supplémentaire à fournir n'est pas fourni par la même source :
Si le swing de courant est de 10mA dans chaque tube:
Quand ça augmente dans le tube du haut : le B+ fournira le swing de +10mA et la charge recevra un swing de +20mA car le tube du bas a baissé sont courant de 10mA ,et ce faisant la capa de liaison se charge.
Quand ça augmente dans le tube du bas : le B+ fournira un swing de -10mA , la capa fournira un swing de -20mA et la charge recevra un swing de -20mA et la capa de liaison se décharge , c'est bien elle qui fournit tout le courant pour cette alternance .

Bien se rappeler le fonctionnement d'une capa pour cet exercice , nombreux sont ceux qui  se trompent sur la circulation des charges :

Quand l'armature positive perd des électrons la capa se charge
Quand l'armature négative gagne des electrons la capa se charge
Quand l'armature positive gagne des electrons la capa se décharge
Quand l'armature négative perd des electrons la capa se décharge.
Le courant d'electrons ne traverse jamais la capa ...sauf si elle fuit !!
C'est la variation de tension entre les armatures qui déclenche le déplacement des charges.

@Jean :

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Message  g2fl Jeu 4 Nov - 11:04

Et le swing sur le B+ est symétrique, + et - 10 mA, de valeur moyenne nulle, classe A obligé,. Le condensateur en B+ n'a que le swing à fournir et, pour cela, 6000 microfarads sont de trop.

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Message  trappeur Jeu 4 Nov - 13:13

Re Gérard ,

On est d'accord , le swing est symétrique avec valeur moyenne nulle ....mais en PP "classique" ( TS à point milieu ) le swing est nul .

C'est juste cette différence là que je voulais souligner .

A+

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Message  jaja75 Jeu 4 Nov - 14:50

merci Trappeur

Jean
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Message  jaja75 Ven 5 Nov - 6:39

Bonjour

J'ai relu posément le texte de Broskie et les propos de trappeur.

C'est clair pour moi maintenant. Il faut effectivement bien se représenter les sens de variation des courants.

Et je n'ai pas oublié qu'aucun courant ne traverse une capacité  Very Happy mais tu as bien fait, trappeur, de le rappeler.

La détermination de la bonne valeur de la capacité de liaison reste pour moi liée à la fréquence du signal à transmettre.

Soit DVk la variation de tension sur la cathode haute, que l'on veut transmettre à une charge R
Soit DVs la variation de tension aux bornes de Rc

Si l’on veut transmettre cette variation de tension à Rc sans distorsion d'amplitude et de phase, la tension Vco aux bornes de C ne doit pas varier lorsque l’armature coté Vk voit son potentiel modifié, l’armature côté charge doit suivre cette variation.

Autrement dit la capacité C ne doit pas se décharger plus vite que ne varie la tension sur son armature Vk, c’est-à-dire que sa constante de temps avec Rc doit être grande devant la période de variation du signal sur K.

Donc la valeur de C se calcule en fonction de l'atténuation tolérable aux bornes de Rc à la fréquence la plus basse à trasmettre, classiquement comme un filtrage passe-haut du premier ordre.

Jean


Dernière édition par jaja75 le Ven 5 Nov - 6:57, édité 1 fois
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Message  jaja75 Ven 5 Nov - 6:54

Documentation utilisée dans ce fil

L'article de Broskie dans le Tube CAD Journal de May 2000 : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

L'article de Jean Hiraga dans l'Audiophile n2

L'article de Merlin Blencowe extrait de Audio Xpress, May 2010

Le brevet américain de Artz

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Message  g2fl Ven 5 Nov - 11:33

Bonjour,

Je communique les ultimes remarques sur les deux publications de Jean Hiraga sur le SRPP.

1 : la formule donnant le gain comporte deux erreurs de typographie. Il y manque un signe (-) au numérateur qui matérialise le fait que le SRPP est inverseur de phase. Plus complexe est le dénominateur du second rapport auquel il manque le facteur (rp). L’expression du gain s’écrit :

Vout/Vin=  {-µ(µR2+rp))/(2rp+(µ+1)(R1+R2)}×{RL/(RL+ [(R2+(µ+1)R1+rp)/((µ+1)(R1+R2 )+2rp )] rp}

La formule est aussi celle du Radiation Laboratory Series # 18 de 1948 et avec notre ouvrage de 2008. Cette formulation a l’avantage de mettre en évidence l’effet de diviseur résistif par la résistance interne de l’étage SRPP et la résistance de charge (RL).

2 : au numéro 7 de la revue l’Audiophile est présentée la réalisation commerciale que proposait la maison de l’Audiophile. Deux erreurs de typographie dans le réseau de correction RIAA : 82 kΩ au lieu de 82 Ω et 6,2 kΩ au lieu de 62 kΩ.

3 : le correcteur Baxendall est dans sa version passive en amont de l’étage de gain. Pas très heureux. Une version active autour d’une troisième triode d’ECC81 eût été préférable. Son insertion inverse la phase absolue.

4 : la haute tension moyenne après redressement – lissage par 47 µF est estimée à 273 V seulement avec un secondaire du transformateur à 250 V.  Avec ses deux cellules de filtrage en cascade, la résiduelle sur le premier condensateur est évaluée à 0,63 V et elle est ensuite très bien atténuée.

Une cascade de filtres est toujours plus efficace qu’un filtre seul aux valeurs énormes.

Cordialement.

g2fl
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Message  g2fl Ven 5 Nov - 12:52

Bonjour,

J’ai finalement retrouvé une capture que j’avais faite en 2006 du site de Tube CAD. Le texte relatif au SRPP était déjà surchargé. Voilà ce que j’ai repéré au fil de l’eau en regardant les schémas.

- Page 1 : SRPP et un Totem Pole en 3.30 ; au cœur du sujet.

- Page 2 : avec une source de courant entre els deux triodes.

Le processus de linéarisation est celui de la charge active, autrement dit d’une charge la plus élevée possible pour la triode inférieure. Le schéma impose une résistance en aval de valeur très élevée pour préserver les avantages de la source de courant, ce qui rend le schéma inutilisable.

- Page 4, variante de la charge active, cette fois par une pentode. Découplage de l’écran ramené au mauvais endroit ? possible fonctionnement en triode mais je n’ai pas le temps d’y regarder de plus près.

- Page 5, enchaînement cathode follower seul, cathode follower en aval d’un étage simple, bootstrap. On retrouve la linéarisation par une charge de plaque élevée de la première triode. Et cette fois, le cathode follower la préserve.

- Pages 7 et 8, le bootstrap dévoyé.

- Page 9 : le µ follower, pour la linéarisation voir bootstrap et charge active.

- Page 10 : ?

- Page 12 : presque Gomes.

- Pages 15 et suivantes : amplificateurs OTL.

- Page 20 : un étage avec contre-réaction locale.

- Page 21 : idem si ce n’est que le cathode follower consomme une triode pour n’en tirer aucun bénéfice.

- Page 26 : un amplificateur différentiel avec des charges inégales. Donc non différentiel.

- Page 27 : préamplificateur Phono à la manière de Mr Anzaï. ECC88 + courant de repos élevé, attention au bruit.

A part la première page, bien d’autres circuits qui n’ont rien à voir avec le SRPP.

Cordialement.

g2fl
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Message  trappeur Dim 7 Nov - 11:51

Salut à tous ,

jaja75 a écrit:Si l’on veut transmettre cette variation de tension à Rc sans distorsion d'amplitude et de phase, la tension Vco aux bornes de C ne doit pas varier lorsque l’armature coté Vk voit son potentiel modifié, l’armature côté charge doit suivre cette variation.

Autrement dit la capacité C ne doit pas se décharger plus vite que ne varie la tension sur son armature Vk, c’est-à-dire que sa constante de temps avec Rc doit être grande devant la période de variation du signal sur K.

Donc la valeur de C se calcule en fonction de l'atténuation tolérable aux bornes de Rc à la fréquence la plus basse à trasmettre, classiquement comme un filtrage passe-haut du premier ordre.
Je reviens encore une fois sur cette histoire de courant que doit fournir la capa de sortie d'un SRPP fonctionnant en vrai PP , donc avec une valeur de charge relativement faible , ce qui est assez différent d'une capa de liaison sur une R de fuite ...

Dans le cas d'un circuit préampli suivi d'un étage aval lui même préampli ou déphaseur on n'aura pas de problème en calculant la capa comme tu le dis Jean .

Mais dans le cas d'un SRPP de puissance devant alimenter une charge très faible ( moins de 300 Ohms) cette capa devra être à même de fournir plusieurs dizaines de mA une alternance sur deux ...je ne suis pas sûr que ce calcul classique de capa de liaison assure le coup dans tous les cas .

Il faudrait comparer les valeurs de C obtenues par ce calcul classique et par le calcul de C obtenu par évaluation de la charge initiale nécessaire pour que la capa puisse assurer l'alternance de courant qu'elle doit fournir.

La décharge de cette capa est inévitable mais ça n'est pas gênant tant qu'elle peut fournir le courant demandé sans se décharger complètement, elle se rechargera à l'alternance suivante .

Ce calcul se ferait donc sur la base de la tension au repos sur la Rk du haut et du courant moyen à fournir à la fréquence la plus basse . Courant moyen correspondant à une alternance de courant Max égal à 2 fois le courant de repos du bazar .

On avait déjà eu cette approche une fois sur Audiyofan , il faudrait que je retrouve le post ...mais je peux aussi refaire le calcul ....

A+

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Message  jaja75 Dim 7 Nov - 16:12

Bonjour

Cela reste une histoire de constante de temps. La capa se charge et se décharge au rythme des variations de la tension de cathode (haute).

Il ne faut pas oublier que lorsque l'on calcule la constante de temps (ou la fc d'un filtre passe haut), comme valeur de R il faut additionner la résistance de source et la résistance de charge, ce que beaucoup oublient, car le point Vk haut n'est pas un générateur de tension "idéal", il a sa résistance de source.

Dans le cas d'un SRPP sur faible charge la résistance de source du SRPP n'est pas négligeable ! Elle peut mettre être supérieure à la résistance de source. Ce qui va largement diminuer la valeur de C par rapport à un calcul dans lequel on ne considère que la résistance de charge (ce qui est fait trop souvent).

Jean
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Message  g2fl Lun 8 Nov - 19:58

Bonsoir,

Le fonctionnement d’une triode est défini par trois grandeurs, la tension entre grille et cathode (grandeur 1) qui contrôle le courant entre plaque et cathode (grandeur 2) lequel provoque une variation de la tension entre plaque et cathode (grandeur 3).

L’appellation push-pull peut s’appliquer selon qu’au moins une, au moins deux ou les trois varient de façon symétriques, c'est à dire amplitude égales et phases opposées.

Dans le push-pull « habituel » aux deux tubes de puissance couplés par le transformateur de sortie, les trois grandeurs sont symétriques simultanément.

Dans le SRPP, les tensions entre plaque et cathode sont nécessairement symétriques par le fait que les deux triodes sont installées en série.

Il existe une condition reliant la résistance de charge (RL) et la résistance de polarisation de la triode supérieure (Rk2) qui assure des excitations symétriques des deux triodes et une autre qui assure des courants symétriques.

Elles ne sont pas identiques, ce qui signifie que des courants symétriques se produisent sous des excitations différentes. De manière duale, des excitations symétriques ne produisent pas des courants symétriques.

Avec le schéma de J. Hiraga, un SRPP d’ECC83 aura des courants symétriques quand RL = 18,5 kΩ alors qu’excitations symétriques se produira quand RL = 18,1 kΩ.

Pas trop différentes parce que les expressions algébriques des deux conditions sont très proches si µ >> 1 et si Rk2 est << ρ (résistance interne de la triode).

Un SRPP d’ECC82 aura des courants symétriques si RL = 3,25 kΩ et les excitations seront symétriques si RL = 2,61 kΩ. Cette fois l’écart est réel parce que µ n’est plus suffisamment grand devant 1.

Dans son article, Merlin Blencowe postule qu’en audiofréquences, il est intéressant que les contributions des deux triodes soient identiques et à ce moment-là, il parle du courant.

Et comme le montrent les calculs précédents, la résistance de charge est alors bien faible. Sa recherche de symétrie des courants s’applique plus naturellement à un SEPP (Peterson et Sinclair, 1952) qui va piloter un haut-parleur ou, plus modestement, un casque.

Et comme Blencowe le concède, l’appellation SRPP, qu’il ne détecte pas avant 1990 (J. Hiraga, 1977 en France, 1966 au Japon), est sûre de rester. Et par souci de standardisation, gardons-là avec lui qui a pourtant soulever le tapis.

J’insiste certes mais très cordialement.

g2fl
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Message  g2fl Lun 8 Nov - 20:12

La déconstruction de l’article de J. Hiraga et celle du Tube CAD Journal ne sont pas des méchancetés visant leurs auteurs mais le souci d’alerter les audiophiles des difficultés que ces articles portent.

On ne peut nier que les descriptions de J. Hiraga ont reçu un accueil extraordinaire en France alors qu’un peu de mesures eût été plus judicieux.

De même, dans Tube CAD, l’inventaire à la Prévert des schémas qui traînent dans les revues n’est guère productif.

Un audiophile qui veut concevoir son schéma, c’est si rare aujourd’hui, ou celui qui veut comprendre les schémas des autres, apprécierait d’accéder à des informations mesurées et calmement énoncées. On est entre amateurs, pas entre commerciaux.

Bonne soirée.

g2fl
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Message  trappeur Mer 10 Nov - 10:56

Salut à tous ,

@Gérard ,
bien d'accord avec toi sur la qualité des articles cités en référence , mais ils ont un mérite tout de même :  ils permettent la discussion et à partir de là  les progrès ...

Parmi les données utiles il y a effectivement celles  que tu rappelles et qui donnent les relations précises entre les composants (Rk du haut et charge en particulier ) qui permettent de passer d'un mode de fonctionnement à un autre , ce qui n'est suffisamment souligné dans aucun des articles et qui a été clairement établi dans notre discussion justement.

Je reviens d'ailleurs sur un point précis sur lequel Tubecad et M.Blancowe se contentent  d'affirmer et de passer à autre chose : l'absence totale de variation de courant dans les deux tubes en cas de charge absente (liaison directe) ou de charge très élevée , ce qui est un raccourci un peu rapide et qui est simplement faux (mais que j'avais moi aussi un peu rapidement accepté):

On ne peut effectivement annuler que les swings de courant du tube supérieur , ceux du tube inférieur étant absolument nécessaires pour justement annuler l'effet de l'augmentation du Vak supérieur par la présence d'une modulation  du Vgk supérieur obtenue par le swing de Ip du tube inférieur dans la Rk du haut ...

ce qui ne se produit que pour une relation précise entre les valeurs de la charge et de la Rk du haut .
Ensuite pour des valeurs supérieures de la charge les swings sont bien présents et en phase dans les deux tubes .

A+

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Message  g2fl Mer 10 Nov - 11:56

@ trappeur,

Tout à fait d'accord. Sans l'article de Jean Hiraga, pas de SRPP en France. Ou alors, beaucoup plus tard.

Quand aux phases relatives des courants dans les deux triodes, c'est une nouveauté. Jusque là, on acceptait push-pull parce que les tensions entre plaque et cathode et l'excitation entre grille et cathode étaient de phases opposées. Et on s'en contentait sans aller chercher plus loin. Blancowe et jaja75 y sont allés voir.

Pour moi, c'est la ligne de démarcation entre deux usages du SRPP : {forte charge = courants en phase = emploi comme amplificateur de tension} versus {charge faible = courants en opposition de phase = emploi comme amplificateur de puissance pour un casque ou un HP}.

Cordialement.

g2fl
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Message  jaja75 Mer 10 Nov - 17:10

Bonjour

Comme quoi nos divergences au départ nous ont conduit tous les 3 à approfondir le fonctionnement et cerner les deux modes de fonctionnement.

C'était une discussion très bénéfique.

Merci trappeur, merci g2fl

Amicalement

Jean
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Message  jaja75 Jeu 11 Nov - 5:49

Bonjour

J'ai complété mon doc avec deux exemples de SRPP à base de 6SN7
- l'un comme ampli casque charge 600 Ohm
- l'autre comme préamplificateur couramment rencontré dans les amplificateurs audio, sur charge élevée (470k)

J'ai rentré les formules dans un excel (cas Rkb découplée) qui calcule :
- la Rkh optimale pour avoir des courants de même amplitude mais de signes opposés si l'on est bien en mode Push-Pull
- le gain
- l'impédance de sortie
avec des paramètres triode (µ, rp) calculés au point de fonctionnement (par Proteus)

Simulation (Proteus) des 2 montages avec un modèle de 6SN7 collant assez bien avec un réseau de 6SN7GTB Sylvania.

Résultat :
- simulation et calculs par formulation correspondent parfaitement
- sur charge casque 600 Ohm le fonctionnement est Push-Pull - voir graphe des courants ipb, iph
- sur charge élevée les courants sont en phase et quasi identiques en amplitude puisque la charge ne tire pratiquement rien
- sur charge faible l'optimisation de Rkh conduit bien à avoir iph ~ -ipb
- sur faible charge l'amplitude de la tension de sortie est limitée (Vs= Icx Rc) par l'excursion max du courant Ip. Si l'on a besoin d'une grande amplitude il faut s'orienter vers des triodes fonctionnant avec des Ipo plus élevés.

Jean
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Message  tron_ic Jeu 11 Nov - 8:24

Bonjour à tous, bonjour Jean,

Juste un petit mot pour vous dire à tous, merci pour vos contributions et documents très intéressants.

Salutations. Tony

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Message  g2fl Ven 12 Nov - 10:53

@jaja75
Très belle synthèse et bravo pour la maîtrise des outils.

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Message  g2fl Sam 13 Nov - 11:46

Bonjour,
L’étude détaillée des courants dans le SRPP se fait sur la base du schéma équivalent de la triode : générateur de tension de f.e.m = (-µVe) et de résistance interne ρ. Le calcul analytique développé par jaja75 met en évidence les phases relatives des courants dans les triodes en fonction de la charge en sortie. Ce que je voulais rappeler est ceci :
- Au repos, sans excitation par une tension alternative, aucun courant ne passe par la charge qui est isolée en continu par le condensateur de liaison. Le courant de repos passe tranquillement de la plaque de la triode supérieure à la cathode de la triode inférieure. Deux triodes d'ECC83 sous 300 V et 1 kohms dans els cathodes seront traversés par un courant de 1 mA.
- Sous une excitation en alternatif de la grille de la triode inférieure, les courants dans les triodes se démarquent pour alimenter la charge RL. Pour une charge RL égale à (µRk2) si Rk2 est la résistance dans la cathode de la triode supérieure, le courant dans la triode supérieure s’annule. Positif si RL.
- Et pour RL inférieure à cette valeur pivot, les variations de ces courants sont de sens opposés mais les courants eux-mêmes ne s’annulent pas, ne s’inversent pas. Uniquement les variations.
- Et c’est là qu’il faut être attentif : courant négatif ne veut pas dire que le courant, dans son sens conventionnel du + vers le -, remonte de la cathode vers la plaque de la triode supérieure. Ce sont les variations du courant qui sont négatives. Si la charge est de 200 kohms, 10 V en crête consommeront 50 µA en crête qui seront fournis par une variation de + ou - 50 µA autour de 1 mA au repos. Pas de courant négatif dans les triodes.
Le défaut vient du schéma équivalent qui ne prend pas en compte la composante continue, la simulation informatique oui, cf. enregistrements donnés par jaja75.

g2fl
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