Résistance sortie ampli et puissance ?

[tubelectron]

OK - Merci pour le schéma, Jacques : j'y vois plus clair... 

La résistance de contre-réaction de tension R4 placée entre plaque et grille (sans interposition d'un condensateur, ce qui veut dire que le surcroît de tension positive amené par R4 est compensé d'une manière ou d'une autre) diminue la distorsion et abaisse aussi la résistance d'entrée du tube EL84, ce que sans doute les FET supportent facilement, mais qu'un tube driver supporterait un peu moins bien (perte de gain) si l'on descend en dessous de 100K pour R4.

Une mesure de résistance interne d'un générateur par la méthode de la demi-tension serait très intéressante à effectuer sur cet ampli, à une puissance de 2W par exemple et avec signal sinus de 400 ou 1000Hz.

Je n'ai pas de simple étage EL84 disponible pour un essai, mais une 6550 en simple étage ultra-linéaire avec 10dB de contre-réaction voit sa Ri baisser de 10 ohms à 2.5 ohms, soit un FA qui augmente de 0.8 à 3.2 . Voici le circuit qui donne ces valeurs :


Personnellement, je ne pense pas que la Ri puisse s'abaisser à 0.82 ohms et donner un FA de 10 avec ce schéma somme toute classique pour la partie tube du moins, quand bien même le driver utilise des FET au lieu de tubes. A mon sens, le FA résultant est de l'ordre de 1 à 3, ou guère plus.

Mais je peux me tromper, d'où l'intérêt d'une telle mesure... 

T

[calculette]

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.

Bonjour,

On a l'habitude de considérer que la musique nous arrive  en Démat, CDs ,ou même Vinyle sous forme d'un signal électrique en tension parce que c'est plus facile intellectuellement notamment pour échantillonner et numériser.
En réalité c'est plus souvent du courant qui est généré par: certains microphones  (pas tous) , le burin graveur de la matrice vinyle,  la cellule phono etc....
Aucune importance tant qu'on alimente une impédance fixe (en fréquence , en ampérage et en puissance )
A noter qu'une cellule bobine mobile phono  peut être pré-préamplifiée par ampli ou par transfo !
De toutes façons on estime qu'on présente à l'entrée de l'amplificateur une tension proportionnelle à la musique qui est enregistrée ( pression sonore sur le micro) .
Le sujet commence après c-à-d à la sortie de l'ampli.
Pour le Boléro c'est simple je fournis 2 images le début= moins de 10 mV crête en sortie de lecteur CD+DAC et la fin à près de 2,5 volts :
Alors la question est simple si le gain de l'ampli est 30 qu'on régle le volume à 20% on doit avoir 60 mV au début et 15 volts à la fin sauf si le gain varie selon la puissance à donner.
cela dit c'est facile à voir en double trace d'oscillo.
Denis,
       

Remarque 1: Pour les puristes l’électricité c'est du courant, une tension ne produit rien si on branche rien.
Remarque 2: Un transfo à vide ne produit pas de courant mais il en consomme quand même un peu .....même à vide !

[Jacques Cande]

OK - Merci pour le schéma, Jacques : j'y vois plus clair... 

La résistance de contre-réaction de tension R4 placée entre plaque et grille (sans interposition d'un condensateur, ce qui veut dire que le surcroît de tension positive amené par R4 est compensé d'une manière ou d'une autre) diminue la distorsion et abaisse aussi la résistance d'entrée du tube EL84, ce que sans doute les FET supportent facilement, mais qu'un tube driver supporterait un peu moins bien (perte de gain) si l'on descend en dessous de 100K pour R4.

Une mesure de résistance interne d'un générateur par la méthode de la demi-tension serait très intéressante à effectuer sur cet ampli, à une puissance de 2W par exemple et avec signal sinus de 400 ou 1000Hz.

Je n'ai pas de simple étage EL84 disponible pour un essai, mais une 6550 en simple étage ultra-linéaire avec 10dB de contre-réaction voit sa Ri baisser de 10 ohms à 2.5 ohms, soit un FA qui augmente de 0.8 à 3.2 . Voici le circuit qui donne ces valeurs :


Personnellement, je ne pense pas que la Ri puisse s'abaisser à 0.82 ohms et donner un FA de 10 avec ce schéma somme toute classique pour la partie tube du moins, quand bien même le driver utilise des FET au lieu de tubes. A mon sens, le FA résultant est de l'ordre de 1 à 3, ou guère plus.

Mais je peux me tromper, d'où l'intérêt d'une telle mesure... 

T

Bonjour,

J'avoue mon manque d'expérience pour argumenter sur la valeur de l'impédance de sortie de ce type de montage. 
J'ai présenté les résultats de mes mesures et observé que ce type de montage  avait réellement amélioré le rendu du petit SE EL84 dont je dispose. La littérature que j'ai pu trouver semble conforter ces observations. 
Je regrette de ne pas pouvoir poursuivre au delà.

Jacques

[calculette]

Bonjour,
Finalement à  y réfléchir dans le cas du tranfo audio la charge est la même quelle que soit la puissance (à une fréquence donnée) alors peut-être que le gain reste le même ?
Mais peut-être que c'est le contraire de ce que je pensait au départ c-à-d :
La chute du niveau de sortie est peut-être plus importante sur les petits signaux face à une charge de qq ohms que pour des signaux élevés ?

Le début du Boléro c'est 5 mV mais après potar à 20% c'est 1 mV à l'entrée l'ampli et donc 1x30 = 30 mV en sortie d'ampli sur charge < 8 ohms (pour un gain x30 ) le transfo a intérêt à être bon !

Denis,

[jacquese]

OK - Merci pour le schéma, Jacques : j'y vois plus clair... 

La résistance de contre-réaction de tension R4 placée entre plaque et grille (sans interposition d'un condensateur, ce qui veut dire que le surcroît de tension positive amené par R4 est compensé d'une manière ou d'une autre) diminue la distorsion et abaisse aussi la résistance d'entrée du tube EL84, ce que sans doute les FET supportent facilement, mais qu'un tube driver supporterait un peu moins bien (perte de gain) si l'on descend en dessous de 100K pour R4.

Une mesure de résistance interne d'un générateur par la méthode de la demi-tension serait très intéressante à effectuer sur cet ampli, à une puissance de 2W par exemple et avec signal sinus de 400 ou 1000Hz.

Je n'ai pas de simple étage EL84 disponible pour un essai, mais une 6550 en simple étage ultra-linéaire avec 10dB de contre-réaction voit sa Ri baisser de 10 ohms à 2.5 ohms, soit un FA qui augmente de 0.8 à 3.2 . Voici le circuit qui donne ces valeurs :


Personnellement, je ne pense pas que la Ri puisse s'abaisser à 0.82 ohms et donner un FA de 10 avec ce schéma somme toute classique pour la partie tube du moins, quand bien même le driver utilise des FET au lieu de tubes. A mon sens, le FA résultant est de l'ordre de 1 à 3, ou guère plus.

Mais je peux me tromper, d'où l'intérêt d'une telle mesure... 

T

Bonjour,

Plutôt d'accord avec toi. Même si le montage ultra-linéaire améliore certainement le FA, on a affaire ici a des tubes de sortie qui sont des amplificateurs à transconductance amenant sans CR globale à un générateur au FA très faible. Comme tout le monde sait qu'une CR de 12dB est un max pour la stabilité du fait du déphasage du transfo qui tue la marge de phase "dans l'oeuf", il m’étonnerait qu'on puisse descendre très en dessous de 2 ohms en sortie.
Une CR differentielle permet d'aller plus loin.

Pour mesurer l'impédance de sortie d'un ampli j'utilise une méthode très simple qui ne nécessite aucun calcul. J'injecte un courant sinus de 1A sur la sortie de l'ampli. Je lis la tension au voltmètre, c'est directement l'impédance de sortie. Comme U = RI, avec 1A on a Vout = Zout x 1A ==> Vout = Zout (en valeur lue sur le voltmètre). Bon OK, faut un générateur de courant sinus !

[Jacques Cande]

Pour mesurer l'impédance de sortie d'un ampli j'utilise une méthode très simple qui ne nécessite aucun calcul. J'injecte un courant sinus de 1A sur la sortie de l'ampli. Je lis la tension au voltmètre, c'est directement l'impédance de sortie. Comme U = RI, avec 1A on a Vout = Zout x 1A ==> Vout = Zout (en valeur lue sur le voltmètre). Bon OK, faut un générateur de courant sinus !

Si j'avais ce générateur, je ferais la manip immédiatement pour avoir une meilleure appréciation de cette valeur.

Jacques

[jsilvestre]

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/onderz...enno-1.pdf
et https://mennovanderveen.nl/images/onderz...enno-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

Bonjour Jacques,
intrigué j'ai ressorti le simulateur. Le modèle simplifié utilisé pour la simulation ne concerne que l'étage de sortie et sa contre réaction:

   

I1 représente le petit mos, G1 le tube EL84 avec sa transconductance de 11mS, R2 la résistance de contre réaction, R1 et L1 le transfo chargé par 8Ω en sortie et Vs la sortie vue du primaire.

D'abord l'impédance de sortie calculée en injectant un courant dans la sortie par I2 et en mesurant la tension :

   

On retrouve bien les 0.14Ω prévus par le calcul et une bosse en basse fréquence. Cette bosse est causée par la contre réaction et dépend de la capacité C1 et de la self magnétisante du transfo. Elle ne correspond pas vraiment aux mesures que tu a montré mais ne connaissant pas la valeur de la self magnétisante j'ai mis 3H un peu au pif.
Il manque aussi la résistance des enroulements du transfo qu'il faut ajouter aux 0.14Ω.

On peut aussi tracer le gain de boucle de la contre réaction en fonction de la fréquence en injectant une tension dans la boucle au moyen de V2 :

   

Environ 35dB au delà de 1KHz ce qui explique les bonnes performances métrologique du schéma!
Il faut noter que la contre réaction est prise au primaire du transfo et n'inclue donc pas la self de fuite du transfo ce qui aide pas mal pour la stabilité de la boucle. Le modèle utilisé pour le transfo est vraiment basique. Pour aller plus loin loin il faudrait le modéliser plus finement .
On voit bien la chute du gain de boucle et le déphasage en basse fréquence cause de la bosse constatée.

Schéma intéressant, d'autant plus qu'il à l'air de donner de bons résultats à l'écoute...

joël

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Pour mesurer l'impédance de sortie d'un ampli j'utilise une méthode très simple qui ne nécessite aucun calcul. J'injecte un courant sinus de 1A sur la sortie de l'ampli. Je lis la tension au voltmètre, c'est directement l'impédance de sortie. Comme U = RI, avec 1A on a Vout = Zout x 1A ==> Vout = Zout (en valeur lue sur le voltmètre). Bon OK, faut un générateur de courant sinus !

Si j'avais ce générateur, je ferais la manip immédiatement pour avoir une meilleure appréciation de cette valeur.

Jacques

Tu  as certainement tout le matériel nécessaire sous la main, le générateur de courant peut être remplacé par le canal d'un ampli et une résistance d'une dizaine d'Ω en série avec sa sortie. Le courant est calculé en mesurant la tension aux bornes de la résistance de 10Ω en série, reste plus qu'à mesurer la tension aux bornes de la sortie et la diviser par le courant pour avoir la résistance.
Pour tracer la courbe il faut adapter le système de mesure d'impédance de REW en insérant l'ampli et la résistance de 10Ω pour avoir plus de courant qu'une sortie casque ou ligne. Juste bien faire attention aux surcharges qui peuvent détruire les entrées de l'interface audio utilisée pour la mesure!

joël

[calculette]

Pour mesurer l'impédance de sortie d'un ampli j'utilise une méthode très simple qui ne nécessite aucun calcul. J'injecte un courant sinus de 1A sur la sortie de l'ampli. Je lis la tension au voltmètre, c'est directement l'impédance de sortie. Comme U = RI, avec 1A on a Vout = Zout x 1A ==> Vout = Zout (en valeur lue sur le voltmètre). Bon OK, faut un générateur de courant sinus !

Bonjour,

Je ne comprend pas du tout cette méthode, l'ampli qui doit fournir du courant vers une charge qui varie de 3 à 20 ohms.
La résistance de sortie est forcement basée sur le fonctionnement réel.
L'alimentation de l'ampli avec son transfo, son redressement son filtrage, peuvent affecter sa résistance de sortie:
Par exemple sur charge 3 ohms s'il ne parvient pas fournir 4 A il ne pourra pas sortir 48 watts et donc sa résistance de sortie sera très élevée à cause de son alimentation.
Denis,

[jacquese]

Pour mesurer l'impédance de sortie d'un ampli j'utilise une méthode très simple qui ne nécessite aucun calcul. J'injecte un courant sinus de 1A sur la sortie de l'ampli. Je lis la tension au voltmètre, c'est directement l'impédance de sortie. Comme U = RI, avec 1A on a Vout = Zout x 1A ==> Vout = Zout (en valeur lue sur le voltmètre). Bon OK, faut un générateur de courant sinus !

Bonjour,

Je ne comprend pas du tout cette méthode, l'ampli qui doit fournir du courant vers une charge qui varie de 3 à 20 ohms.
La résistance de sortie est forcement basée sur le fonctionnement réel.
L'alimentation de l'ampli avec son transfo, son redressement son filtrage, peuvent affecter sa résistance de sortie:
Par exemple sur charge 3 ohms s'il ne parvient pas fournir 4 A il ne pourra pas sortir 48 watts et donc sa résistance de sortie sera très élevée à cause de son alimentation.
Denis,

Bonjour Denis,
Le problème n'est pas de mesurer la résistance interne quand l'ampli tire la langue mais quand il est en fonctionnement nominal. Il est évident qu'un ampli qui ne plus fournir le courant demandé verra sa résistance de sortie tendre vers l'infini, pas besoin de mesurer ça.
La résistance interne implique une différence de tension en sortie en fonction du courant fourni ou consommé par rapport à la tension que l'ampli aurait sortie s'il avait une résistance interne nulle (amplificateur de tension parfait).
Le plus simple est donc de mettre une tension nulle sur l'entrée pour avoir une tension nulle en sortie, puis d'injecter un courant à la sortie pour voir de combien la tension dérive du zéro. Comme toute résistance, elle répond à la loi d'ohm : delta_Vout = R_ampli x delta_Iout. Donc avec un ampli calé en continu à 0 en sortie, si on injecte 1A, la tension de sortie lu sera équivalente à sa résistance de sortie R = delta_Vout / 1 = delta_Vout.
Bonnes fêtes à tous !

[calculette]

Bonjour Denis,
Le problème n'est pas de mesurer la résistance interne quand l'ampli tire la langue mais quand il est en fonctionnement nominal. Il est évident qu'un ampli qui ne plus fournir le courant demandé verra sa résistance de sortie tendre vers l'infini, pas besoin de mesurer ça.
La résistance interne implique une différence de tension en sortie en fonction du courant fourni ou consommé par rapport à la tension que l'ampli aurait sortie s'il avait une résistance interne nulle (amplificateur de tension parfait).
Le plus simple est donc de mettre une tension nulle sur l'entrée pour avoir une tension nulle en sortie, puis d'injecter un courant à la sortie pour voir de combien la tension dérive du zéro. Comme toute résistance, elle répond à la loi d'ohm : delta_Vout = R_ampli x delta_Iout. Donc avec un ampli calé en continu à 0 en sortie, si on injecte 1A, la tension de sortie lu sera équivalente à sa résistance de sortie R = delta_Vout / 1 = delta_Vout.
Bonnes fêtes à tous !

Bonnes fêtes à toi,

Oui je comprends avec 0 volts en entrée l'ampli doit " lutter " pour maintenir à 0 volts à sa sortie grâce à sa contre-réaction.
Pour un ampli à tubes ou à transistors avec transfos de sortie on va trouver une résistance de sortie plus importante comme avec les autres méthodes  .
Ce qui me gêne c'est de travailler à 0 volts (environ)  car 1 ,2 ,3  ampères autour de 0 volts c'est très peu de puissance.
Tandis qu'en envoyant par ex 10 volts sur une charge de 3,3 ohms on injecte 30 watts l'ampli fonctionne presque normalement de plus on peut injecter du sinus , du carré , du triangle et même de la musique pour voir si la sortie respecte l'entrée x gain (oscilloscope double trace et pont diviseur 1/gain).
On peut recommencer avec 10 watts ou 1 watt etc...
Après si on trouve les même ordres de grandeur c'est OK !
Denis,