Petit préampli Hybride

[blaxtor35]

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Je fais vous faire partager une réalisation, son cheminement, sans oublier ses déboires.

Petit parce qu'il devait rentrer dans un vieux boitier scsi qui trainait sur une étagère du garage, héritage sans doute d'une trouvaille lointaine à la poubelle, qui je l'avoue m'échappe complètement...

Compte tenu de la place disponible j'ai opté pour un tube noval, aussi parce que j'en avais à ma disposition. Le gain attendu et nécessaire étant plutot faible j'avais 2 solutions: la 12AU7 ou la 6350. j'ai choisi la 12AU7, réservant la 6350 pour un futur projet de preampli, qui prendra peut être la succession de celui ci.
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La configuration est donc hybride et cela fait une vingtaine d'année que je monte les tubes ainsi([Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]). Jusqu'à présent j'utilisais un montage apparenté à un Srpp mais dont le tube supérieur est remplacé par un mos TO220 du genre IRF730, ... plus grande impédance d'entrée du Mos vue du tube ( MU optimisé) et transconductance plus grande que le tube. Par contre... capacité d'entrée de la grosse puce importante, puis toute chose égale par ailleur, ce n'est pas une triode : confère la longue série d'article d Héphaistos traitant du comportement des transistors.

Pour cette fois, j'ai fais évoluer la donne en m'inspirant des idées et travaux d'un ingénieur Britanique, grand Fan des tubes DHT , qui pourtant à ma connaissance utilise quasiment systèmatiquement une configuration hybride. Voici en résumé ce qu'il en dit:

" J'ai opté pour le mu-follower hybride classique que j'ai utilisé de nombreuses fois auparavant. Cette topologie offre une excellente capacité de pilotage et une impédance de sortie plus faible grâce à sa nature push-pull, maximisant ainsi le gain, proche de mu. Le tube est configuré en mu-follower avec une charge active qui n'est pas une autre lampe mais un FET, formant une paire cascode avec un FET à déplétion. Cette configuration améliore le PSRR (Power Supply Rejection Ratio) et la réponse haute fréquence globale. Le gyrateur, qui a une réponse en fréquence similaire à une inductance, maintient la tension de fonctionnement constante, d'où son appellation de CCS (source de courant constant) contrôlée par la tension. La paire cascode de FET à déplétion établit un courant précis créant une tension de référence stable. Le grand avantage de ce circuit est son PSRR et sa capacité à s'adapter à différentes alimentations. Vous pouvez facilement utiliser une alimentation de 150V / 10mA sans besoin de grande étape de filtrage grâce aux paires cascode".

Voici un lien vers une page de son site, ce n'est qu'un exemple, il y en a des tas d'autres à découvrir : Bartola Valves

Bon, ce n'est qu'une inspiration, car j'avais l'intention d'adapter le circuit aux composants à ma disposition, à savoir IRF 730 et 2sk369 ( fet faible bruit en stock suffisant ). Par ailleurs, il n'a pas commencer directement par l'usage de FET à dépletion, c'est une évolution qui est venue par la suite.

Je vais évoquer l'alimentation régulée shunt de suite, parce qu'elle fait partie du schéma qui va suivre. C'est encore une inspiration d'un schéma de Salas provenant du forum diyAudio : Simplistic MosFET HV Shunt Regs. J'avoue que j'ai eu quelques deboires de stabilité thermique qu'il a fallu résoudre. Mais bon ça marche et il n'a pas prétendu que c'était finalisé, d'ailleur je n'ai encore lu l'intégralité de l'article.

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Je ne me suis pas cassé la tête, j'ai utilisé le LSK489 dispo dans LTspice pour les simulations. Comme on peut le voir le Vds du petit fet est bien encadré !! et avec 2 zeners pour éviter le pire:

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Quelques chiffres de LTspice :

pour 160 mvolts de sortie

0.0065% distortion

-129.4 Db alim

152 mw sur Mosfet

6mw sur fet

960mw sur tube

pour 1.8 volts de sortie

0.07 % distortion

-109 Db alim

152 mw sur Mosfet

6mw sur fet

960mw sur tube

pour 6 volts sortie

0.231 % distortion

-97Db alim

152mw sur Mosfet

6mw sur fet

960mw sur tube

avant écrétage 25 volts de sortie

1.46% distortion

-82Db alim

151mw sur Mosfet

6mw sur fet

941mw sur tube

Fichiers joints

SEPP CASCODE HYBRID TUBE MOS.pdf Un article en lien avec ma réalisationVous n'avez pas la permission de télécharger les fichiers joints.(177 Ko) Téléchargé 1 fois

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Premiers essais d'intégration dans la petite boite encore vide, histoire d'appréhender les " colisions" éventuelles. Les circuits imprimés sont réalisés à l'aide du logiciel très simple de Bruno Urbani : TCI. Le potentiomêtre est un ALPS Black beauty que j'avais en stock, qui ne demandait qu'à être utilisé. Il me restait un transformateur toroidal en sortie 25v qui était adapté en VA au projet. Je lui ai ajouté au secondaire son équivalent d'origine Farnell. Entre les deux transfos il y a une toute petite place, c'est là que viendra se loger une alimentation Hilink 12v 3W pour le chauffage filament. Cette alimentation sera soudée sur une carte découpée à la forme de l'espace restant, avec filtrage secteur et blindage HF, une capa de sortie de 220µF,  le tout relié electriquement et fixé sur la tole en L montée devant le circuit de commutation d'entrées. Cela dit en passant, cette tôle est en aluminium et le boitier en métal, bon en HF mais inopérant sur la fréquence réseau. Justement, compte tenu de la présence de ce 50hz dans ce petit boitier, autour des transfos et à proximité du tube ( interrupteur collé juste devant!!), il faudra traiter celà serieusement. Le selecteur d'entrée est un Lorlin, qui remplace avec bonheur le gros machin rotatif fourni avec le circuit de commutation.

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L'entrée AC du circuit n'est pas utilisée et le régulater a été retiré, c'est le module Hilink qui s'en charge. Le connecteur marqué RGL est supprimé, les fils des 2 cables blindés torsadés isolés ptfe sont coudés directement sur la carte. Pour ce qui est de la reprise de blindage de ces cables, coté PCB tube, celui ci est relié au chassis via une cosse. Coté sélecteur par contre, pour éviter un rebouclage du 50hz dans le blindage...ça serait dommage, le blindage est relié au chassis à travers des condensateurs de 22nf.

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Pour ce qui concerne les transformateurs, j'ai décidé de les cercler avec un feuillard en Super Permalloy 1J85 à la permitivité de 100000 soit 100 fois plus que le fer. L'intérieur du cerclage est ensuite rempli d'un gel siliconne fortement chargé en graphite.

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Pour ce qui concerne le traitement de l'interrupteur Power et de son cablage juste devant le radiateur a ailettes du tube, à peu prêt la même technique a été utilisée, sauf qu'en l'espèce içi il s'agit d'une tôle un peu plus épaisse en Super Permalloy. Cette tôle est plaquée contre les fils de l'interrupteur avec une interface isolante de quelques centaines de µm découpée dans un emballage en polypropylène alimentaire dont je tairais le nom ....

[blaxtor35]

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Premiers essais pour les 2 cartes, aucun problème pour la carte préamplificatrice mais déjà des déboires avec la carte de régulation.
Le transistor TO3 ( le shunt) , un BUZ 94 que j'avais choisi pour l'occasion ( il était dans un de mes tiroirs) semblait en court circuit et faisait cramer la résistance de gate.

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Je n'ai pas d'explication sur ce qui pouvait bien se passer, d'autant que le datasheet semblait clair j'ai fini par le remplacer par un IRF730 après une petite adaptation du pcb.

En fait, par rapport au schéma que j'ai montré précédement, dans les faits, pour les sécuriser en tension, le vrai montage des MPSA92 est plutôt comme ceci: ( il y en a 2 )

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Petit détail supplémentaire, M1 est en fait un Mos en boitier TO220, un IRF9640...et non pas un 2sj50 ( c'était pour la simu avec un mos dispo..)

Il s'est avèré que R13 était très sensible au reglage, qu'il fallait y aller doucement , le temps de la stabilisation. Malgré tout, Q3 pouvait vite partir en live par dérive thermique. J'ai rajouté R4 et augmenté la valeur de R17 par rapport au schéma de Salas. J'ai également ajouté un radiateur cuivre sur Q3, une vérue qui n'a pas sa place dans l'espace disponible...bref!

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Comme on peut le voir, tout rentre un peu au cordeau. Il y a de petites encoches sur les cotés pour passer les cables, Power on/off d'un coté et blindés BF de l'autre . L'arrivée de la HT et du chauffage filament sur le PCB, s'effectue au plus court, en traversée, à travers la cornière de fixation, dans un passe cable isolant