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Résistance sortie ampli et puissance ? - Version imprimable

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+--- Sujet : Résistance sortie ampli et puissance ? (/showthread.php?tid=11536)

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Résistance sortie ampli et puissance ? - calculette - 17/12/2022

Bonjour,

Une discussion en amène une autre, je m'étonne qu'on trouve des courbes du facteur d'amortissement des amplis en fonction de la fréquence (à mettre en rapport avec l'impédance de l'enceinte en fonction de la fréquence).
 Il n'est jamais question de le faire aussi en fonction de l'ampérage ou de la puissance délivrée.
Peut-être que pour un ampli à transistors à sortie directe  le schéma équivalent ci-joint Vs/ Zs / ZL/ VL reste valable à tous les ampérages ?
Mais pour les Mac Intosh ou les amplis à tube qui sortent par transfo il me semble que pour un transfo la tension à vide ou en charge ne reste pas la même.
En clair pour le Boléro de Ravel qui a 45 db de différence entre le début là où l'ampli sort qq mA et la fin où il sort plusieurs ampères il doit bien y avoir une chute du gain par rapport au signal de référence d'entrée.
Idem pour la musique rock qui affole les vumètres.
Qu'en pensez-vous ?    
Denis,


RE: Résistance sortie ampli et puissance ? - HaH - 17/12/2022

Bonjour Denis,

C'est étrange, je me faisais cette même réflexion cette nuit !


RE: Résistance sortie ampli et puissance ? - Jacques Cande - 17/12/2022

Bonjour,

je voudrais faire part de mes observations quand je jouais avec un SE EL84 rudimentaire pour tenter d'en comprendre le fonctionnement.
J'avais décidé de mesurer l'impédance de sortie en fonction de la fréquence, en utilisant la procédure de mesure d'impédance de REW.
J'ai fait deux mesures sur chaque sortie:
1 l'ampli est allumé cela devrait correspondre au Zs que l'on annonce dans les caractéristiques d'un ampli
2 l'ampli est éteint mais la EL84 est remplacé par un court-circuit entre anode et cathode. Cela caractérise le transfo.
Dans le cas 1, l'entrée du transfo est connectée à l'impédance interne de la EL84 dont la valeur dépend de la contreréaction mise en oeuvre
Dans le cas 2, l'entrée du transfo  est en court circuit, donc comme si la EL84 avait une impédance interne nulle et donc était un générateur de tension parfait.

En étudiant les courbes,
Les réponse droite gauche diffèrent après 1KHz; confirmant que mes transfos n'étaient pas très chers ou que le suivi qualité un peu aléatoire
L'impédance de sortie varie sérieusement en fonction de la fréquence, et les chiffre annoncés à 1000 Hz peuvent être optimistes si l'on s'écarte de cette fréquence.
On voit que l'évolution de Zs en haute fréquence semble trouver son origine dans les caractéristiques du transfo puisque la courbe avec EL84 rejoint celle du court-circuit pour droite et gauche.
On voit un fort couplage en basse fréquence avec une résonance à 14Hz quand la EL84 est en circuit. D'où vient cet effet?
Quel est l'impact sur le rendu des basses???

Je ne suis pas spécialiste et vous soumets mes observations qui pourraient être un autre point de départ.

Sur ce, passez un excellent weekend avec un soleil aussi agréable que celui des Hautes Alpes aujourd’hui, Jacques

   


RE: Résistance sortie ampli et puissance ? - banzai - 17/12/2022

(17/12/2022-10:57:10)calculette a écrit : En clair pour le Boléro de Ravel qui a 45 db de différence entre le début là où l'ampli sort qq mA et la fin où il sort plusieurs ampères il doit bien y avoir une chute du gain par rapport au signal de référence d'entrée.
Idem pour la musique rock qui affole les vumètres.
Qu'en pensez-vous ?

Bonjour,

les 45dB de différences sont plutôt une tension non ?  donc là où l'ampli sort qq mV et à la fin ou il sort plusieurs Volts.


RE: Résistance sortie ampli et puissance ? - jsilvestre - 17/12/2022

(17/12/2022-10:57:10)calculette a écrit : Bonjour,

Une discussion en amène une autre, je m'étonne qu'on trouve des courbes du facteur d'amortissement des amplis en fonction de la fréquence (à mettre en rapport avec l'impédance de l'enceinte en fonction de la fréquence).
 Il n'est jamais question de le faire aussi en fonction de l'ampérage ou de la puissance délivrée.
Peut-être que pour un ampli à transistors à sortie directe  le schéma équivalent ci-joint Vs/ Zs / ZL/ VL reste valable à tous les ampérages ?
Mais pour les Mac Intosh ou les amplis à tube qui sortent par transfo il me semble que pour un transfo la tension à vide ou en charge ne reste pas la même.
En clair pour le Boléro de Ravel qui a 45 db de différence entre le début là où l'ampli sort qq mA et la fin où il sort plusieurs ampères il doit bien y avoir une chute du gain par rapport au signal de référence d'entrée.
Idem pour la musique rock qui affole les vumètres.
Qu'en pensez-vous ?
Denis,

bonjour calculette,
en cherchant bien on peut trouver des variations de l'impédance de sortie d'un ampli avec le courant dues à des variations de transconductances dans les transistors. Peut être aussi dans dans certains cas dans les tubes mais pas dans un transfo! La résistance d'un fil ne dépend pas du courant! Sauf bien sûr si le courant provoque un échauffement du fil.

joël

(17/12/2022-13:47:50)Jacques Cande a écrit : Bonjour,

je voudrais faire part de mes observations quand je jouais avec un SE EL84 rudimentaire pour tenter d'en comprendre le fonctionnement.
J'avais décidé de mesurer l'impédance de sortie en fonction de la fréquence, en utilisant la procédure de mesure d'impédance de REW.
J'ai fait deux mesures sur chaque sortie:
1 l'ampli est allumé cela devrait correspondre au Zs que l'on annonce dans les caractéristiques d'un ampli
2 l'ampli est éteint mais la EL84 est remplacé par un court-circuit entre anode et cathode. Cela caractérise le transfo.
Dans le cas 1, l'entrée du transfo est connectée à l'impédance interne de la EL84 dont la valeur dépend de la contreréaction mise en oeuvre
Dans le cas 2, l'entrée du transfo  est en court circuit, donc comme si la EL84 avait une impédance interne nulle et donc était un générateur de tension parfait.

En étudiant les courbes,
Les réponse droite gauche diffèrent après 1KHz; confirmant que mes transfos n'étaient pas très chers ou que le suivi qualité un peu aléatoire
L'impédance de sortie varie sérieusement en fonction de la fréquence, et les chiffre annoncés à 1000 Hz peuvent être optimistes si l'on s'écarte de cette fréquence.
On voit que l'évolution de Zs en haute fréquence semble trouver son origine dans les caractéristiques du transfo puisque la courbe avec EL84 rejoint celle du court-circuit pour droite et gauche.
On voit un fort couplage en basse fréquence avec une résonance à 14Hz quand la EL84 est en circuit. D'où vient cet effet?
Quel est l'impact sur le rendu des basses???

Je ne suis pas spécialiste et vous soumets mes observations qui pourraient être un autre point de départ.

Sur ce, passez un excellent weekend avec un soleil aussi agréable que celui des Hautes Alpes aujourd’hui, Jacques


Bonjour Jacques,

la remontée d'impédance en haute fréquence est due à la self de fuite du transfo, le couplage magnétique entre les enroulements. Le couplage dépend de la distance entre les deux enroulements et des surfaces en regard. Donc en rapport direct avec le soin consacré au bobinage...

Possible que la bosse en basse fréquence soit causée par le fait qu'un transfo ne passe pas le continu ce qui entraine une diminution du taux de contre réaction lorsque la fréquence baisse et fait donc monter l'impédance vue de la sortie puis la valeur finie de l'inductance magnétisante du transfo qui fait chuter l'impédance de sortie lorsque la fréquence baisse encore pour atteindre la valeur de la résistance du fil de l'enroulement de sortie en courant continu.

Mais possible aussi  que ce soit complètement pas ça! Peut être voir si cette bosse existe aussi sur la courbe de réponse...

joël


RE: Résistance sortie ampli et puissance ? - jsilvestre - 17/12/2022

(17/12/2022-16:04:39)jsilvestre a écrit : Mais possible aussi  que ce soit complètement pas ça! Peut être voir si cette bosse existe aussi sur la courbe de réponse...

Peut être que c'est un dépassement du à la contre réaction, marge de phase un peu juste. On a plus l'habitude de voir ces dépassements en haute fréquence, une oscillation plus ou moins amortie bien visible sur des signaux carrés. Lorsque la contre réaction ne passe pas le continu comme c'est le cas dans un ampli à tubes le phénomène est exactement le même en basse fréquence à la fréquence ou le gain de boucle vaut exactement 0dB.

Si c'est le cas la courbe de réponse entrée sortie devrait aussi montrer cette bosse. Sauf si...?

joël


RE: Résistance sortie ampli et puissance ? - tubelectron - 17/12/2022

Pour ma part, j'utilise une méthode très simple pour mesurer la résistance de sortie d'un amplificateur, en utilisant la formule d'électricité donnant la résistance interne d'un générateur U = E-ri et la méthode de la demi-tension. Je fais la mesure à 400Hz sinus à une puissance modérée mais néanmoins significative.

J'obtiens - à titre d'exemple - les valeurs suivantes :

Simple étage 6550 sans contre-réaction, montage ultra-linéaire, charge 3.5K, prise à 1.2K :
- sans FB, Ri = 10 ohms
- avec 10dB de FB, Ri = 2.5 ohms

Simple étage 300B sans contre-réaction, charge 2.5K :
- Ri = 4.3 ohms

OTL avec 3X6080 en sortie, montage Futterman brevet 1953 :
- Ri = 19.3 ohms

Pour faire ces mesures, chaque ampli à été modulé à 50% de sa puissance nominale, sur charge résistive nominale, signal sinus 400Hz.

Cela dit, j'avoue ne pas avoir cherché - comme vous - les variations de Ri sous d'autres conditions...

T


RE: Résistance sortie ampli et puissance ? - Jacques Cande - 17/12/2022

Merci pour vos commentaires

Il me faut aussi expliquer que bien que ce SE EL84 soit minimaliste, son schéma est celui d’un trans-X.
Il n’y a pas de contre réaction classique mais la EL84 est linéarisée par la une résistance Rx connectant l’anode à la grille; le courant qui circule dans cette résistance est proportionnel au signal d’entrée.
La résistance interne Zint de la EL84 est donc dans ce cas 1/S ; S=11.3 mA/V (référence théorique de la datasheet), soit Zint = 88.5 ohms et vue sur les bornes de sortie 8 ohms du transfo: 0.14 ohm. Je pense que l’utilisation de ce principe explique que l’amortissement de ce petit ampli soit nettement plus élevé que d’habitude.


Je conseille de lire les comptes rendus disponibles sur le site de Menno van der Veen. Ce principe de fonctionnement y est décrit et la mesure de l’impédance de sortie est souvent rapportée. Par exemple, voir ceux ceux relatifs à la Tube Society ou l’article décrivant la maltraitance subie par un SE 300B voir https://mennovanderveen.nl/images/onderzoek-ontwikkeling/projecten_tubesociety/AX-2018-4-Menno-1.pdf
et https://mennovanderveen.nl/images/onderzoek-ontwikkeling/projecten_tubesociety/AX-2018-4-Menno-1.pdf.

Je pense que la mesure avec REW permet d’évaluer théoriquement l’impédance de sortie d’un ampli avec une limite d’applicabilité aux petits signaux et une précision déjà discutable pour des montages à tubes et certainement inacceptable pour des montages à transistors.

Malgré ces limitations, cela permet de visualiser l’évolution de l’amortissement en fonction de la fréquence et non plus de se limiter à une ou deux fréquences.
Peut-être est-ce une des pistes à explorer pour comprendre ce qui fait qu’un ampli rend les enregistrements plus vivants ou plus réalistes ou plus détaillés.

Bon weekend, Jacques


RE: Résistance sortie ampli et puissance ? - tubelectron - 18/12/2022

Mesurer une Ri de 0.14 ohms sur un simple étage à EL84 signifie un facteur d'amortissement rapporté à l'impédance nominale de 8 ohms égal à FA = 8/0.14 = 57. Cela me paraît beaucoup trop élevé...

Cela dit, je ne sais pas que ce qu'est le circuit Trans-X : je n'ai rien trouvé de pertinent sur le web sur le sujet...  Huh

A titre indicatif, comme valeurs de FA mesurés :

- sur mon Audio Research D76, je mesure un FA de 14.7 à 1kHz sinus, la spec constructeur indiquant 14 à 8 ohms.
- sur mon Marantz 2250b, je mesure un FA de 56 pour 55 spec constructeur.
- sur mon Marantz 2015, je mesure un FA à 47 pour "greater than 45 at 8 ohms" spec constructeur.

Je n'ai pas les valeurs constructeur, mais je mesure - toujours par la méthode de la demi tension, par rapport à 8 ohms :

- 39 sur mon SONY STR-6055
- 32 sur mon SCOTT A-420
- 12.7 sur mon Leak Stereo 60
- 11 sur mon Scott 222C
- 8.7 sur mon Leak TL25+

Si je reprends mes exemples cités dans mon post précédent et que j'en tire le FA sous 8 ohms, j'obtiens :

SE 6550 sans FB, FA = 8/10 = 0.8
SE 6550 avec 10dB FB, FA = 8/2.5 = 3.2
SE 300B, FA = 8/4.3 = 1.86
OTL 6080, FA = 8/19.3 = 0.414

On s'aperçoit que, pour les amplis à tubes, le FA le plus élevé est obtenu par l'Audio Research D76, et de l'ordre de 14-15. Tous les autres circuits à tubes présentent des FA inférieurs, et dans tous les cas, on est inférieur à 57, cela même pour les amplis transistorisés mentionnés. C'est ce qui me fait douter d'un facteur d'amortissement FA de 57 obtenu par une EL84 en simple étage...  Undecided

Cela dit : est-ce que le EL 84 Trans-X est un étage à charge cathodique ? Et à quoi ressemble son schéma ?

Merci de me dire !  Smile

T


RE: Résistance sortie ampli et puissance ? - Jacques Cande - 18/12/2022

Je mets en pièce jointe le schéma avec quelques explications.
Le FET2 est le générateur de courant qui débite dans la résistance de 150K entre la grille et l'anode. La variation de courant est proportionnelle au signal d'entrée.
Le FET1 est un générateur de courant constant qui permet de définir la tension de repos de la gate de FET2 en réglant RV1.
 
Ne considérer que les 0 .14 ohms serait une erreur. La résistance de sortie est le résultat de l’impédance interne de la EL84 (0.14 ohm théoriquement) à laquelle s’ajoute la résistance des circuits du transfo (0.62 ohm si les mesures en court-circuit sont significatives) et les pertes des circuits magnétiques (non évaluées).  
La résultat pratique est de 0.82 ohm ce qui correspond à un FA d’un peu moins de 10. Il me semble que c’est le double du résultat d’un montage traditionel.
Un autre avantage de ce principe est qu’il permet de réduire la distorsion harmonique, voir les mesures faites de 0.5 à 4 watts.

   
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