Blocking distortion et saturation...

[a-wai]

Salut à tous,

Je commence à me poser des questions par rapport à la blocking distortion, la saturation ou la coloration du son... Voila où j'en suis :

Une lampe ne reproduit pas fidèlement le signal, elle aplatit la partie supérieure de la courbe, et "tire" vers le bas l'autre alternance, d'où un renforcement des harmoniques paires. Mais finalement, au mieux, cette "distortion" ne se traduira à l'oreille que par une légère coloration du son (la chaleur des lampes, quoi)

Quand on pousse la lampes aux extrêmes, que se passe-t-il ?

Si on envoie au tube une tension trop négative, le tube se bloque (Ia = 0mA), quelle est l'incidence sur le son ? J'imagine qu'elle doit être assez minime, puisque c'est le principe des amplis PP, non ? Donc finalement, pendant la période où le tube est bloqué, il n'amplifie rien et c'est l'autre tube du PP qui envoie la sauce

Reste le problème inverse : quand l'alternance positive fait monter la tension de grille au dessus de la tension de cathode !

D'après ce que j'ai pu lire ici, on obtient dans ce cas de la blocking distortion, pour le moins désagréable, due au fait que la grille pompe du courant que l'étage précédent n'est pas en mesure de fournir...
Pourtant, la saturation (la bonne, celle d'un bon ampli higain) est obtenue justement quand l'amplitude du signal dépasse la tension de bias (et donc grille positive, etc...)
De plus, en lisant l'article d'Aiken sur le sujet, il semblerait que le problème vienne principalement d'une constante de temps trop faible...

Donc finalement, pour avoir une grosse satu plaisante à mes oreilles, il faudrait deux choses : avoir un signal d'amplitude supérieure à la tension de bias (pour la grosse satu) et une constante de temps du circuit amont (condo de liaison + résistance de grille) suffisament faible : par exemple, avec C = 47nF et R = 330k, on a 1/RC = 64Hz => On est OK, le signal guitare ne va pas si bas

C'est bon ou il y a une faille dans mon raisonnement ?

[latortuefolle]

non, la satu ne fait pas que colorer ou rechauffer le son, c est plus que ça. Une triode qui sature bien suffit pour ajouter une distortion de type crunch à un preamp. La satu "high gain" s'obtient par une série de lampes en saturation, ecretant successivement le long de la chaine les alternances positives et négatives.

La saturation dont on parle est donc de l'autre coté des caractéristiques que la blocking distortion quoi, donc en bas a droite et pas en haut a gauche...

Dans les schemas d amplis, les grilles ne peuvent quasi jamais laisser passer du courant, puisque les grilles sont quasi tout le temps referencées a la masse. On choisi donc la polarisation des lampes pour eviter cette bloking, ce qui complexifie encore la chose.

[oca]

Hello,

A mon avis il y a trois aspects...

Le clipping, la réponse en fréquence et la variation de phase.

Ce n'est qu'en ayant un subtile mélange en ces trois choses qu'une disto est "agréable"

Pour ce qui est du clipping, c'est lui qui crée les harmoniques.
Il faut regarder la théorie des fft pour comprendre comment les harmoniques apparaissent.
Pour moi, il faut des harmoniques paires ET impaires pour avoir une belle distorsion

A+

[a-wai]

Je suis d'accord avec toi oca, mais pour l'instant je préfère me limiter a l'ecretage des lampes, c'est deja tout un programme ! (et puis maitriser ce paramètre permettra au moins d'avoir du "moins pire", à défaut de "bon")

Par contre latortue, j'ai quand même du mal à comprendre pourquoi on ne doit pas laisser Vg passer positive dans le preamp, alors qu'à priori c'est justement le principe de la satu des lampes de puissance... Si on peut le maitriser en puissance, on doit bien pouvoir en faire autant en preamp, histoire de gratter encore un poil de gros son (meme si c'est juste un peu)

Autre piste pour augmenter la satu, en restant avec Vg négative cette fois : puisqu'on joue sur la non-linéarité pour obtenir du crunch, et que cette non-linéarité se situe plutot dans la partie basse de la courbe, est-ce qu'on aurait un crunch un peu plus soutenu en "redressant" la droite de charge ? (en gros, résistance d'anode plus forte, donc courant plus limité, donc pente de la droite de charge plus faible)

Et puis il me perd le père aiken avec ses constantes de temps dans la blocking distortion ! Allez, je retourne potasser tout ça !

[oca]

Attention, je suis aussi en pleine recherche et tout ce que je vais dire ci-dessous n'est pas forcément la vérité absolue...

Je vais donc mettre des énormes guillemets

"On va utiliser le blocage ET la saturation de la lampe
pour un son disto. autrement dit, on va être dans la situation ou la lampe donne son courant max car la tension entre la grille et la cathode > 0 V,
mais aussi dans la situation ou la courant dans l'anode vaut 0A car la tension entre la grille et la cathode devient "trop négative".

Du coup, le signal en sortie va clipper sur les 2 alternances.
La non linéarité du tube fait que le clipping n'est pas abrupte mais "relativement" progressif car cette non linéarité est en fait un changement de la pente de la courbe de transfère.

si on clip les 2 alternance de la même façon, on va finalement s'approcher d'un signal carrée, qui est composé d'harmoniques impaires (voir fft)

si on clip plus une alternance que l'autre, le signal devient asymétrique et cela va provoquer "plutôt" des harmoniques paires (mais pas que)
de tout façon il faut un mélange des deux pour avoir un son valable.

C'est la polarisation de la lampe qui permet de choisir si on veut une asymétrique ou non.

Je crois aussi que la résistance interne entre la grille et la cathode qui est normalement très grande, chute si on sature énormément la lampe."

Je suis un fan du logiciel switchercad qui permet de faire des essais sur les lampes et leurs polarisations... je te conseil de le downloader...

A+

[latortuefolle]

quand vg devient positif, la grille egalement attire et collecte les electrons. Quand le courant demandé est trop fort, il ne peut etre debité puisque les grilles sont en general référée à la masse par une résistance, la lampe se bloque alors un temps dependant... je ne me souviens plus mais ca depend des éléments qui la bias, R et C. La je ne te recrache que des choses que j ai lues, et que je ne maitrise pas beaucoup. toujours est-il que la blocking est une realité, à éviter.

D autre part, la saturation a courant max ne se fait pas à Vg>0, car on peut etre encore dans une zone lineaire à vg=0 si on evite la blocking distortion, mais quand la droite de charge coupe un genoux des caracteristiques, à gauche, lorsqu elles se mettent a chuter à faible tension. Suivant le placement de cette droite de charge, ca peut se faire avant Vg>0 ou en tout avant la blocking.

Mais, sauf erreur de ma part, les triodes utilisées en saturation de preamp on en general des saturations assymetriques. C est leur succession qui assure un ecretage symetrique. Et ca se fait du cote haut voltage bas courant de la droite de charge, en bas à droite donc. Enfin si j ai bien compris, je marche un peu sur des oeufs, en fait je me pose les mêmes questions que toi.

Apparament, oui, pour les tubes de puissance, la saturation est obtenu aussi a fort courant et faible voltage (desole je n arrive pas à jongler avec les termes comme clipping etc...) car elles sont moins sujettes à la blocking. Apparament à cause de valeurs de resistances etd e capas differentes.

[a-wai]

Bon, après pas mal de recherche et expérimentations, me voilà de retour !

Donc étude de cas autour du P1 d'AX84...
Voila ce qu'on trouve dans une ancienne version : R21 permet de conserver un rapport d'au plus 2/3 entre la tension d'entrée de la deuxième triode, et la tension de sortie de la première => permet de lutter contre la blocking distortion



Par contre sur la dernière version du schéma, on trouve plutôt ça :



D'après l'article d'Aiken sur le sujet, une constante de temps faible du circuit entre les 2 triodes suffit à maitriser la blocking distortion (si elle n'est pas trop importante, bien sur), d'où je suppose la présence de la capa de 470pF.
Problème, R19 est nécessaire pour avoir la grille à 0V, on se retrouve donc avec un passe-haut avec une fréquence de coupure à 720Hz. R20 permettrait donc de laisser passer les basses et bas-mediums, mais avec une amplitude diminuée de moitié (pont diviseur R19-R20)
Partant de là, je suppose que R20 agit également comme un forte résistance de grille en bouffant les aigus (et donc les ramène au niveau des basses fréquences)

Donc si je me suis pas planté, pour avoir une plus grosse saturation en évitant la blocking distortion, une petite capa et 2 résistances suffisent !
(au vu de mes premiers tests en tous cas, c'est concluant, mais je dois encore relever les tensions)

Conclusion (provisoire) : vg>0 n'est pas forcément synonyme de blocking quand on sait ce qu'on fait => on peut donc sortir une plus forte satu d'une seule triode
Par contre c'est vrai que j'avais oublié le clipping asymétrique des triodes, donc il faut en faire saturer 2 à la suite pour obtenir un bon gros hi-gain des familles

[latortuefolle]

Bon, après pas mal de recherche et expérimentations, me voilà de retour !

Donc étude de cas autour du P1 d'AX84...
Voila ce qu'on trouve dans une ancienne version : R21 permet de conserver un rapport d'au plus 2/3 entre la tension d'entrée de la deuxième triode, et la tension de sortie de la première => permet de lutter contre la blocking distortion



Par contre sur la dernière version du schéma, on trouve plutôt ça :



D'après l'article d'Aiken sur le sujet, une constante de temps faible du circuit entre les 2 triodes suffit à maitriser la blocking distortion (si elle n'est pas trop importante, bien sur), d'où je suppose la présence de la capa de 470pF.
Problème, R19 est nécessaire pour avoir la grille à 0V, on se retrouve donc avec un passe-haut avec une fréquence de coupure à 720Hz. R20 permettrait donc de laisser passer les basses et bas-mediums, mais avec une amplitude diminuée de moitié (pont diviseur R19-R20)
Partant de là, je suppose que R20 agit également comme un forte résistance de grille en bouffant les aigus (et donc les ramène au niveau des basses fréquences)

Donc si je me suis pas planté, pour avoir une plus grosse saturation en évitant la blocking distortion, une petite capa et 2 résistances suffisent !
(au vu de mes premiers tests en tous cas, c'est concluant, mais je dois encore relever les tensions)

Conclusion (provisoire) : vg>0 n'est pas forcément synonyme de blocking quand on sait ce qu'on fait => on peut donc sortir une plus forte satu d'une seule triode
Par contre c'est vrai que j'avais oublié le clipping asymétrique des triodes, donc il faut en faire saturer 2 à la suite pour obtenir un bon gros hi-gain des familles

je pense que la capa est juste là pour le tone shaping.

Je ne vois pas comment tu peux affirmer que le changement que tu viens de montrer empêche la blocking. Déjà à partir du moment où tu baisse le gain, tu vas forcément baisser la blocking. Mais c est pas pour ça que vg de la seconde triode peut être plus positive. Tu gagnes un peu vis à vis de l input possible de la première triode, c est tout.

D autre part, c est la blocking qui impose un clipping assymétrique. A mon avis, si t avais pas de blocking, tu pourrais centrer ta polarisation pour que ça sature de manière symétrique, de chaque coté du swing. Comme une lampe de puissance en classe A quoi.

[a-wai]

Au temps pour moi, j'ai encore parlé trop vite pour le clipping asymétrique !
Comme c'est l'alternance positive qui est rabotée en sortie, j'imaginais que c'était la même qui influencait la chose en entrée... Mais non, puisqu'une triode inverse le signal !

Par contre, la blocking permet justement d'avoir un clipping symétrique (et donc là je retrouve mes petits) :
L'alternance négative de l'entrée est naturellement "clippée" par la triode, par contre la blocking vient avec l'alternance positive...

Ou alors, je suis encore à la ramasse, et la blocking ne fait que rajouter du clipping sur l'alternance négative, donc clipping asymétrique dans tous les cas...

(dur dur, comme sujet !)

[vitriol82]

(dur dur, comme sujet !)

Ben je m'étais dit ça il a quelques dizaines de mois, je me suis dit je vais commencer par l'alim, ça va être fastoche!

Ben pareil, j'y suis encore scotché!

Une chose est sûre, reprendre la techno des anciens, faut etre aussi patient qu'eux, le DIY et le tubey ne cadre pas avec la société de consommation que nous connaissons où tout va très vite.
Là on réapprend à prendre le temps de comprendre et d'analyser, malgré le bel outil informatique qui nous aide à merveille, et le temps en DIY, ce n'est pas de l'argent , c'est du plaisir à long terme.

[charpy]

wi, c'est pas tout simple et plein de choses se passent en meme temps. j'ai vite lu mais tout me parrait en gros correct dans les posts précédents.

on peut mélanger blocking et cutoff, mais la pluspart du temps c'est la blocking qui fait la satu audible (rshh) et le cutoff participe a la compression beaucoup plus doux mais peu audible)

1- la bloking
une grille a une tension de pola de l'ordre de qqV alors que le swing en sortie d'un étage de préamp est de plusieur dizaine de volts, on atteind facilement une tension de grille positive et un écrétage assez brutal car la grille ne peut pas monter en tension du fait du courant de fuite par la grille (alors qu'avec une tension de grille positive on pourrait faire encore augmenter le courant de plaque - partie rectiligne de la courbe de réponse i/v).
la tension de grille plafonne car le condo de couplage se décharge par la grille, mais il se recharge par la résistance condo-masse. d'ou l'importance de cette constante de temps car la grille va rester bloquée le temps que le condo reprenne une charge suffisante pour ramener la grille en négatif.

le schema du P1 est tres astucieux car le gain apparent dans les graves et tres correct (amplitude 1/2 contre 1 pour les aigus) donc des bonnes basses s'il n'y a pas satu, mais en satu la décharge du condo de couplage dans la grille est tres ralentie par la résistance de 470k , donc tres peu de blocking sur les fréquences graves (le plus désagréable).
un petit incovénient : l'impédance totale du montage (potard + résistances) diminue de moitié (résultante 500k) donc c'est délicat a insérer derrière un tone stack. par contre ca convient tres bien en drive!

une autre astuce pour limiter la bloking distortion est d'augmenter fortement la résistance de cathode (5k-15k) et de ne pas mettre de condo de découplage. ainsi la tension de grille augmente, le gain du tube est diminué et la tension de grille fluctue avec la tension de cathode : plus la tension de grille approche 0V plus le courant dans le tube augmente donc plus la tension de grille s'éloigne de 0V. en gros elle "résiste" a l'approche du 0V fatidique! et on gagne pas mal d'amplitude admissible avant apparition de la blocking. mais attention c'est au prix d'une perte de gain!

il y a un autre phénomène qui se superpose : avec un étage de préamp standard : le courant de plaque etant maximal, la tension de plaque diminue et le tube (triode) perd en efficacité. une 12AX7 sous 50V n'arrive plus a attirer suffisament les electrons meme avec une polarisation de grille positive, le courant plafonne = le tube sature.

donc si la charge de plaque est assez elevée (100k) on peut faire courber la demi-alternance en question grace a la chutte de la tension de plaque.

2-le cutoff
lorsque la grille part fortement en négatif la tension de plaque monte et suit une courbe qui compresse le signal ; plus la tension de grille instantanée est basse, plus le gain diminue. (rien a ajouter au speech de latortuefolle)

[piou]

Bonjour ! Oui comme dit A-wai, "dur dur comme sujet".

C'est les vacances, donc ce bien précieux qu'est le temps me fait une grand sourire

Après avoir lu et relu "Droites de charges", j'aimerai creuser la question. J'essaye de comprendre et un topic comme celui ci-dessus a encore du mal à passer. Pouvez vous m'indiquer des articles dans le même genre que "droite de charge" qui me permettraient d'aller plus loin et comprendre ce phénomène de saturation, blocking, clipping ? Je dispose d'un oscilloscope et je peux essayer tout ça en pratique sur un préamp... Merci

[bilbo_moria]

Si, de plus, tu as une géné BF (ou un bidule qui sait envoyer du 1kHz par exemple, en sinus), tu peux placer ton oscillo sur la grille d'une lampe, elle même placée derrière un potar de gain lui même derrière un premier étage triode (tu me suis ? )

Bref, tu pourrais ainsi visualiser :
- A gain modéré, de jolies sinusoïdes,
- Quand on augmente le gain, un phénomène de courant de grille (la sinusoïde piquée sur la grille ne peut monter au dessus de la polarisation), l'alternance négative quand à elle continuant à évoluer

Puis tu peux placer ta sonde sur la sortie de la triode et observer l'effet du courant de grille (l'anode suit le phénomène visualisable à la grille) et du cut-off (l'anode atteint la HT) ...

Sinon, si tu peux acheter le bouquin de Merlin Blencowe, il est super didactique et super bien fait !

[tubehead]

J'en suis au même point, et j'essaie en vain de comprendre votre charabia, je suis donc votre discussion avec grand intérêt, des fois que j'attraperais des infos utiles et histoire de m'amuser un brin avant d'enfermer mon MI18 dans sa tombe!

[a-wai]

Sinon, si tu peux acheter le bouquin de Merlin Blencowe, il est super didactique et super bien fait !

Yep, voilà !

A noter qu'à l'oscillo, s'il y a une résistance de grille sur une triode qui sature, il peut être intéressant de visualiser en même temps le signal aux 2 bornes de la R