Gain du preamp d'un Tweed Deluxe

[Pote Gui]

Bonjour tout le monde!
Me revoilà avec mon Tweed et mes questions !
Le schéma est toujours ici : http://www.webphix.com/schematic%20heav ... _schem.pdf

Bon alors, je me suis amusé à essayer de calculer le gain du preamp de cet ampli afin de déterminer pourquoi est-ce qu'il overdrive si tôt.
Je me suis appuyé sur la formule suivante A= (-µ x Ra)/(Ra+Ri) où Ra est la résistance de charge du tube et Ri sa résistance interne, car les Rk des deux triodes qui s'occupent de la section préamp sont découplées à mort avec un condo de 25µF.
Pour la 12AY7, j'ai µ=45, Ra=100k et Ri=40k environ et j'obtiens donc, en valeur absolue, un gain A=32.
Pour la 12AX7, j'ai µ=100, Ra=100k et Ri=75k environ et j'obtiens ainsi, en valeur absolue, un gain A=57.

Si je considère qu'une note à travers un micro simple bobinage sur un guitare standard envoie en moyenne 150mV, j'aurais donc à l'entrée de la cathodyne une tension égale à Us=0.15 x 32 x 57= 273,6V à plein volume et tonalité à fond sur le canal normal de l'ampli. On peut peut-être ôter quelques volts du fait que certaines basses fréquences sont atténuées par le condo de découplage mais, ça ne devrait pas changer drastiquement la donne. Suis-je dans les choux ou Léo fumait-il plus que d'accoutumée???

[bilbo_moria]

Hé hé hé not so bad, my friend !

Je me suis posé les mêmes questions existentielles et j’ai fait un relevé un poil de c* avant la saturation (cf image jointe : en rouge, les tensions statiques DC, en bleu les valeurs RMS du signal, un sinus à 1kHz)

Gain du 1er étage : 33 !
Gain 1ere triode 12AX7 : 59,6 (et re ) (en espérant que la mesure ne soit pas foireuse, comme pour le DC, mais la concordance ma mesure / ton calcul laisse espérer que non)

Et donc, clairement, ce qui sature le plus vite, c’est le cathodyne (cf les 2 autres images : en jaune l’entrée du PI pin 7, en bleu la sortie non inversée pin 8). Quand on augmente le signal à l’entrée de l’ampli, le signal est toujours clean en entrée du PI alors que la sortie du PI sature (ce que tu avais déjà observé à l’oscillo, me semble-t-il)

[willyboy]

De ce que je sais de l'équation que tu as utilisée, et dont je ne me souviens pas par coeur, et que je ne peux donc pas dire si elle est bonne ou non, est qu'elle est basée sur l'approximation des petits signaux. En gros, elle est construite en supposant une amplitude d'entrée minuscule δVin, et une amplitude de sortie du tube minuscule, δVout, mais amplifiée d'un gain Av, de telle sorte que δVout = Av* δVin .

Expliquée d'une façon plus simpliste, elle te donne le gain précis Av au point de fonctionnement de ton tube, mais comme le signal Vin fait varier l'emplacement du point de fonctionnement sur la droite de charge, le gain lui-même varie, te créant en fait un gain non linéaire, et donc les harmoniques supérieures caractéristiques des tubes.

Pour répondre un peu plus précisément à ton problème, cette équation te donne une idée de l'ordre de grandeur du gain du tube, mais ne te dira pas grand chose sur la saturation. Pour avoir une meilleure idée sur quand elle se produit, tu vas devoir travailler avec les droites de charge, ou mieux encore, en simulant avec LtSpice.

// Edit : Bilbo semble confirmer que l'équation que tu as utlisée est la bonne

[a-wai]

Voilà, et ne pas oublier la saturation non plus : avec un signal faible en entrée (quelques mV) on a effectivement le gain théorique (un peu moins de 2000) entre l'entrée de l'ampli et la sortie de la 12AX7, mais quand on balance un vrai signal de gratte, la 12AX7 va déjà pas mal écrêter, et on aura un gain réel en amplitude bien plus faible (et avec une sacrée distortion en plus, mais c'est ça qui est bon )

Ceci dit, je m'étonne que tes mesures collent aussi bien bilbo, parce que là le calcul ne tient pas compte de la charge qui suit l'étage d'amplification, donc normalement ça devrait être un peu moins non ?

[Pote Gui]

quand on balance un vrai signal de gratte, la 12AX7 va déjà pas mal écrêter

Oui bien sûr, mais mon questionnement derrière tout ça était de savoir s'il était bien cohérent de penser un circuit avec un tel gain à sa disposition quand on ne prévoit que 40V p-p à l'entrée du push-pull (sans compter que, effectivement, une bonne partie du signal se fera largement raboter la gueule avant d'y parvenir...). J'entends déjà les rocker du coin me taxer de vilain hi-fiste, mais si l'objectif est d'obtenir un signal clean jusqu'à la sortie, comment justifier une telle démarche. Serait-ce que pour obtenir une certaine texture ou densité sonore (harmoniques, etc...), alliée à une couleur tonale particulière, il faudrait bourrer la tronche aux tubes pour que, sur la courte plage où le signal reste propre, il en ressorte magnifié, enrichi? Auquel cas, on rejoindrait les hi-fistes qui ne jurent que par le premier watt...

le signal est toujours clean en entrée du PI alors que la sortie du PI sature (ce que tu avais déjà observé à l’oscillo, me semble-t-il)

Il me semble bien que c'était le cas, mais il me faudrait vérifier "at home" toutefois pour pouvoir l'affirmer. En tout cas, nos résultats concordent étonnamment... Reste en suspens la question d'a-wai à savoir :

le calcul ne tient pas compte de la charge qui suit l'étage d'amplification, donc normalement ça devrait être un peu moins non ?

[a-wai]

Oui bien sûr, mais mon questionnement derrière tout ça était de savoir s'il était bien cohérent de penser un circuit avec un tel gain à sa disposition quand on ne prévoit que 40V p-p à l'entrée du push-pull

2 pistes possibles :
- les grattes qu'il utilisait à l'époque pour mettre au point ses amplis (en l'occurrence, les 1ères télé) avaient un niveau de sortie ridicule, du coup ça choquait moins
- le vieux Leo n'était peut-être pas beaucoup versé dans la théorie, du coup au début il repiquait les schémas d'application des manuels RCA (légende urbaine ? va savoir !), designs qu'il a progressivement modifié par petites touches par la suite pour aboutir aux amplis qu'on connait
En clair c'était probablement pas prémédité, il s'est simplement trouvé que ça "juste marchait"

Et quant à mon interrogation, en fait dans la formule on considère que la charge de la triode se limite à Ra, ce qui n'est pas rigoureusement exact, mais finalement ça reste une bonne approximation dans le cas général (genre Ra autour de 100K quand le reste du circuit derrière a une impédance d'entrée de l'ordre de 1M)

[Pote Gui]

Ce que tu veux dire c'est que tant que Ra ne prend pas des valeurs trop excessives (500k), alors on reste dans une approximation valable qui tend à rendre négligeable l'effet de la charge de l'étage suivant qui est, elle, importante (1Meg min)?

[bozole]

Du point de vue AC, la résistance d'anode est en // de la charge, donc si la charge est 10 fois supérieure à la R d'anode, la pente de la droite de charge en fonctionnement AC change peu, donc le gain théorique calculé est à peu près valable
Par contre, si tu avais par exemple une charge de 220K pour une R d'anode de 100k, là ça serait plus sensible

Il faut vraiment avoir à l'esprit que la seule droite de charge à prendre en compte pour décrire le fonctionnement du tube dans ton circuit, c'est la droite AC

HS ON :

@bilbo : quel oscillo utilises tu ? un oscillo numérique, ou une carte pour ordinateur ? en effet, tes relevés ci dessus sont vraiment propres
Pourrais tu me donner le modèle stp ?

HS OFF

[Pote Gui]

Il faut vraiment avoir à l'esprit que la seule droite de charge à prendre en compte pour décrire le fonctionnement du tube dans ton circuit, c'est la droite AC

Et qu'est-ce que la droite de charge AC, et en quoi diffère-t-elle de la droite de charge DC? De quelle droite de charge parle-t-on quand on se borne la plupart du temps à dire "trace la droite de charge", sans plus de précision?

Sinon, j'ai fait de nouvelles mesures à l'oscillo hier soir et je trouve pour un signal de 100mV à 1kHz, tonalité au max que la 12ay7 aurait un gain max avant cut-off de 27,15 quand la première triode de la 12ax7 aurait un gain max avant cut-off de 46,4. Ce qui est proche des calculs mais pas complètement du fait sans doute que les triodes ont la capacité d'amplifier plus mais, comme le faisait remarquer fort justement a-wai, le signal est tronqué de par la polarisation choisie.

De plus, et dans mon cas, si les mesures effectuées le sont correctement, la sortie de la 12ay7 est tronquée sur l'alternance positive à plein volume, signe d'un cut-off du signal d'entrée (que je ne m'explique pas bien, je l'avoue). À ce propos, Bilbo, je note que tu n'appliques qu'une tension faible en entrée (24mV). C'est pas très représentatif d'une guitare comme amplitude de signal, non?

[bozole]

Il faut vraiment avoir à l'esprit que la seule droite de charge à prendre en compte pour décrire le fonctionnement du tube dans ton circuit, c'est la droite AC

Et qu'est-ce que la droite de charge AC, et en quoi diffère-t-elle de la droite de charge DC?

La droite de charge AC, c'est celle qui prend en compte la résistance de charge à la sortie du tube, puisque celle ci se retrouve en // de la résistance d'anode du tube si on raisonne AC (à fréquence suffisamment élevée pour que le condo de liaison qui précède garde une impédance négligeable)

Donc pour tracer une droite de charge AC qui décrit mieux le fonctionnement de ton circuit, si tu avais 100k en anode et une charge de 220k derrière par exemple, tu prendrais comme base pour ta R d'anode 100 // 220, soit 68,75k, la pente de la droite n'est donc plus la même, et du coup le gain non plus

De quelle droite de charge parle-t-on quand on se borne la plupart du temps à dire "trace la droite de charge", sans plus de précision?

Par simplification, on trace souvent la droite DC, mais il est bon de savoir comment ça se passe réellement ds le circuit du point de vue fonctionnement AC ...

De plus, et dans mon cas, si les mesures effectuées le sont correctement, la sortie de la 12ay7 est tronquée sur l'alternance positive à plein volume, signe d'un cut-off du signal d'entrée (que je ne m'explique pas bien, je l'avoue). À ce propos, Bilbo, je note que tu n'appliques qu'une tension faible en entrée (24mV). C'est pas très représentatif d'une guitare comme amplitude de signal, non?

Montre nous une photo de ce que tu as mesuré, avec l'échelle des tensions, ce sera plus parlant pour voir si il y a un problème car là je ne vois pas bien

Sinon, je viens de terminer un nouveau clone de 5E3, et je te confirme que je n'ai pas le problème de saturation anormale que tu rencontres, et qu'il y a donc bien un souci avec ton ampli

[a-wai]

Par simplification, on trace souvent la droite DC, mais il est bon de savoir comment ça se passe réellement ds le circuit du point de vue fonctionnement AC …

Toutafé, et j'ajouterais que la droite DC est utilisée avant tout pour déterminer le point de fonctionnement statique du tube (courant d'anode au repos et bias)
En AC, la droite de charge a une pente différente, mais passe quand même par ce point de fonctionnement, donc on commence par la droite de charge DC, puis on détermine la charge réelle et on trace la droite AC pour avoir une vision juste de ce qui va se passer.

De plus, et dans mon cas, si les mesures effectuées le sont correctement, la sortie de la 12ay7 est tronquée sur l'alternance positive à plein volume, signe d'un cut-off du signal d'entrée (que je ne m'explique pas bien, je l'avoue).

A première vue, je dirais plutôt que c'est la 12AX7 qui suit qui va écrêter le signal (courant de grille toussa toussa), écrêtage qu'on retrouve en sortie de la 12AY7 puisqu'il n'y a pas de résistance de grille (ou de morceau de piste de potar jouant ce rôle) entre les 2.
En entrée de la 12AY7 par contre, le signal ne devrait pas être impacté…

[Pote Gui]

A première vue, je dirais plutôt que c'est la 12AX7 qui suit qui va écrêter le signal (courant de grille toussa toussa), écrêtage qu'on retrouve en sortie de la 12AY7 puisqu'il n'y a pas de résistance de grille (ou de morceau de piste de potar jouant ce rôle) entre les 2.
En entrée de la 12AY7 par contre, le signal ne devrait pas être impacté…

Oui, c'est tout à fait ça. À l'entrée de la 12ay7, pas d'écrêtage. Mais à la sortie lorsque le potard de volume est en bout de course (i.e. plus de R entre grille et condo de liaison), alors on a un courant de grille qui vient raboter le haut du signal.

Tracé du haut=avant potard de volume; tracé du bas=après potard de volume (avant écrêtage) :


Idem que précédemment mais volume au max :


Tracé du haut=entrée de V2a; tracé du bas=entrée de V2b (avant écrêtage) :


Idem que précédemment mais volume au max :

[bilbo_moria]

Ceci dit, je m'étonne que tes mesures collent aussi bien bilbo, parce que là le calcul ne tient pas compte de la charge qui suit l'étage d'amplification, donc normalement ça devrait être un peu moins non ?

1er janvier, midi du mat’ j’dois avoir les neurones qui vrillent ... j’comprends pas ta remarque

[Glomet]

En gros, le calcul de gain était fait dans le cas d'une charge infinie, ce qui est pas vraiment le cas dans la vie réelle, sauf que :

- la cathodyne dispose d'une charge AC immense (de l'ordre de 7Mohms)
- la 12AY7 dispose d'une impédance interne faible, rendant la charge de 1M assez élevée
- les tubes peuvent avoir des specs plus "évoluée" neuf, avec des impédances internes lpus faible (80-90%) et des µ plus fort (jusqu'à 115% !)

[Pote Gui]

Juste pour être sûr de bien comprendre (je suis en plein dans la cathodyne ces jours) : quand tu dis que la charge de la cathodyne est de l'ordre de 7Meg, c'est parce qu'au bout on tombe sur les grilles des 6V6 ou j'ai rien compris?