Cathodyne un cas pratique.

[f_da]

J'ouvre ce post sur le déphaseur cathodyne pour vous soumettre le résultats de mes expérimentations et mon train de questions qui va avec, en fait une

J'ai scanné à l'oscillo les signaux en sortie de ce type déphaseur et là j'ai été confronté à un phénomène que je ne m'explique pas et qui est présent quel que soit les configs que j'ai testées soit sous 300V d'alimentation:
En couplage directe:
- 12AU7 chargée 47K / 47K, Vk = 70 V, Va = 230V
- idem avec une 12AT7 Vk = 100V Va = 200V
- 12AT7 chargée 100K + 100K, Vk = 100V, Va = 200V
En couplage RC:
- 12AT7 chargée 100K + 100K biasée -2V, Vk = 100V, Va = 200V

Dans tout ces cas je me heurte à ce que j'appelerais la barrière des 12V pour le signal collecté à l'anode. Au dela mon signal sature et je ne comprend pas pourquoi Dans le pire des cas je devrait avoir dans les +/-50V de swing en théorie.
Autre précision je dispose de plus 40V de swing sans distorsion en entrée du déphaseur.
Il y a donc un truc qui m'échappe, si quelqu'un pouvait m'éclairer.

3 scans (5V/division, 1000hz) avec gain croissant des 2sorties du déphaseur. La sortie à la cathode reste sans distorsion.

[latortuefolle]

Je me permet de répondre, me posant plus ou moins les même questions en ce moment:

le swing de 40V en entrée et les 12V en sortie, ça ne concerne que la seconde triode, celle qui split le signal?

Si oui, alors tu as un gain forcément inférieur à 1 sur ta seconde triode, celle qui split le signal. Il est donc normal que tu ais moins de swing en sortie qu'en entrée. D'autre part, puisque c'est en couplage direct, c'est beaucoup plus dur d'arriver à évaluer le swing théorique avec les datasheet, puisque tu ne connais pas vraiment ta pola de grille1, et que cette dernière varira enormément en fonction du bias de la première triode puisque t'es en couplage direct.

Comment est polarisée la première triode? Quelle est sa R de plaque?

Maintenant découples tes deux triodes, et repolarises ton cathodyne (ta seconde triode) avec une 1-3k de plus sur ta cathode et une 1M qui relie la grille et l'intersection entre la 1-3k et la 47k (ou 100k). Tu devrais à ce moment là retomber plus près de ton swing théorique en sortie, et ce dernier devrait être beaucoup plus fort que le swing limite en entrée, en respectant beaucoup mieux les datasheets et les calculs théoriques.

Edit: j'avais pas vu que ton troixieme test était avec découplage... ce que tu décris (40V de swing en entrée sans disto) me semble logique en couplage direct, mais effectivement, avec une pola fixe et un découplage, c'est pas logique, t'es limité par ta pola de grille: 2V.

Par contre, +/-50V en sortie, ça me parait énorme pour une 12a*7 sans distortion. Pour une 12AX7 par exemple, polarisée 300V/220K/2.2K, c'est 36V le swing max de sortie pour 2.6% de disto (cf datasheet mullard dispo sur le site de aiken amps), mais comme t'es en cathodyne c'est à diviser par deux. Donc 12V pour une 12AT ou 12AU, ça me parait pas abbérant.

[f_da]

Merci beaucoup pour ta réponse,
Voici quelques précisions supplémentaires pour rendre plus compréhensibles mes tests:

- Les 40V de swing en sortie de la 1ère triode c'est le swing max sans distorsion dont je dispose et non pas ce que j'ai injecté sur mes scans. En fait les photos ont été faites pour des charges Ra et Rk de 100K soit un gain proche de 1.

- la première triode est chargée en 220K sans découplage, avec un potar de bias pour la polariser de telle sorte que la tension d'anode soit compatible avec le déphaseur soit entre 1/3 et 1/4 de la HT.

- Pour le complage RC je ne vois pas le Pb:
Dans ma config si j'ai +40V à la grille, j'aurais Vk = 140V sous 100K -> 1,4mA soit une polaristion de 1.4mA * 2K = 2.8V, maintenant si j'ai -40V j'aurais Vk = 60 sous 100K -> 0,6mA soit une polarisation de 0,6ma * 2K = 1,2V je ne sature donc jamais mon déphaseur du moins à la cathode !!!
Maintenant faut que je creuse ce qui se passe à l'anode que je regarde les equations d'amplification pour voir si je retombe sur mes pattes.
A suivre ....

[latortuefolle]

En fait ta question est: pourquoi ça plafonne à 12V dans tous les cas?

Tes calculs sous entendent une réponse linéaire de la lampe, hors ce qui limite à 12V c'est la distortion, donc hors linéaire, il ne faut pas se limiter aux calculs type loi d'ohm et de gain, il faut aussi tracer les droites de charge ou se baser sur les datasheet des lampes qui te donnent le gain ainsi que l'output max avant saturation.

Je pense que je ne t'apprends rien en ayant dit ça, mais je ne te suis pas en fait dans tes calculs car j'ai du mal à savoir de quelle triode tu parles. Pourrais-tu mettre des petits schémas? Ce serait beaucoup plus facile à suivre.

Qu'entends-tu par "couplage RC"? Un C de découplage après la première triode, puis une R de 1M vers un point entre la cathode et la masse pour polariser ta grille de seconde triode déphaseuse?

- Les 40V de swing en sortie de la 1ère triode c'est le swing max sans distorsion dont je dispose et non pas ce que j'ai injecté sur mes scans. En fait les photos ont été faites pour des charges Ra et Rk de 100K soit un gain proche de 1.

- la première triode est chargée en 220K sans découplage, avec un potar de bias pour la polariser de telle sorte que la tension d'anode soit compatible avec le déphaseur soit entre 1/3 et 1/4 de la HT.

justement, en cas de triodes à couplage direct, le gain sera effectivement de 1 au max, et dépendant aussi de la R de plaque de la première triode.

Dans le cas de deux triodes découplées, grille polarisée vers -qqV le gain sera bien supérieur à 1. Rk n'est pas la R de 100k, mais la R de 1 à 5k qu'il y a entre la 1M de la grille et la cathode, Il sera en fait la moitié de ce que tu auras calculé avec une R d'anode de 200k et la R de cathode à prnedre ne compte dans le calcul est la R de 1 à 5k.

Les calculs sont donc complêtement différents suivent le type de couplage/découplage, comme je ne comprends pas ce que tu entends par couplage RC, je suis perdu.

[Juan]

Bonsoir

Un des inconvénients du montage cathodyne est qu'il est assez difficile d'exiger de lui de fortes tensions de sorties.
Un maximum de 8 à 10 V eff avec des triodes courantes. Les fait travailler à la limite de leur distorsion admissible.

Si on a besoin d'une vingtaine de volts ou plus pour "driver" les grilles des tubes de puissances, il faut suivre le montage déphaseur cahodyne d'un étage symétrique d'amplification (montage anode commune).

Le montage cathodyne est soumis à une réaction négative d'intensité.

A+ et bon montage

[charpy]

Si on a besoin d'une vingtaine de volts ou plus pour "driver" les grilles des tubes de puissances, il faut suivre le montage déphaseur cahodyne d'un étage symétrique d'amplification (montage anode commune).

c'est pas plutot a cathode commune, comme un long-tail?

j'aurrai tendance a beaucoup moins charger la cathode et la plaque :
12AU7 15/15k
12AT7 33/33k
12AX7 47/47k
et a utiliser une demi 12AT7 ou 12AU7 pour le CF.
ca permet d'avoir une impédance de plaque plus basse pour minimiser l'impact de la suite du montage sur la tension de plaque.

1- est ce qu'il ya quelque choser derrière le cathodyne?
2- y a t -il une CR ? (le pic du bas m'y fait penser)
3- peux tu mesurer la tension absolue en entrée du cathodyne
4 - peux tu mesurer en meme temps la chutte de tension dans la résistance de plaque
5- as tu essayé de désymétriser le cathodyne : 100k plaque et 47k cathode par exemple
6- mets un mosfet et tu seras tranquille

c'est vrai que c'est énervant. en principe le gain est inférieur a 1 mais il n'est pas tres éloigné (0.8)

/HS
d'ailleur pourras tu ramener l'oscillo pour le G5show STP. je mettrais bien un coup de sonde sur le G1 pour voir ce que je peux améliorer.
/HS

[Juan]

Bonsoir

charpy a écrit:

c'est pas plutot a cathode commune

Et oui tu as entièrement raison.
il faut relire les posts avant de les envoyer, cela évite d'écrire des con.....

A+ Juan

[f_da]

j'aurrai tendance a beaucoup moins charger la cathode et la plaque :
12AU7 15/15k
12AT7 33/33k
12AX7 47/47k

Oui je suis d'accord, mais en testant différente valeur de 25 -> 100K je n'ai pas vu de différence notable en terme d'amplitude. Ensuite faut que je vois à l'écoute ce que ça donne.
Derrière il y a un PP d'EL84 cathode bias. Je ne vois pas à priori l'intérêt de faire fonctionner mon cathodyne en source de courant vu que les condos isolent les 2 étages (mais peut être que je me gourre, c'est un truc que je ne maitrise pas bien). C'est pour cela que j'ai privilégié l'équilibre des courant entre le driver et le déphaseur( 220K pour l'un et 100k+100k pour l'autre).

et a utiliser une demi 12AT7 ou 12AU7 pour le CF.
ca permet d'avoir une impédance de plaque plus basse pour minimiser l'impact de la suite du montage sur la tension de plaque.

J'ai pas suivi , tu mets un cathode follower derrière l'anode histoire d'avoir des impédances proches sur les 2 branches du déphaseur c'est ça ?

1- est ce qu'il ya quelque choser derrière le cathodyne?

Oui un PP d'EL84 cathode bias

2- y a t -il une CR ? (le pic du bas m'y fait penser)

A part celle interne au dephaseur cahodyne non.

3- peux tu mesurer la tension absolue en entrée du cathodyne
4 - peux tu mesurer en meme temps la chutte de tension dans la résistance de plaque
5- as tu essayé de désymétriser le cathodyne : 100k plaque et 47k cathode par exemple

Je testerai tout ça ce week-end.

6- mets un mosfet et tu seras tranquille

Et que je remplace mon EZ81 par des diodes

Merci pour vos conseil.

PS: j'ai pris note pour l'oscillo.

[charpy]

Oui je suis d'accord, mais en testant différente valeur de 25 -> 100K je n'ai pas vu de différence notable en terme d'amplitude. Ensuite faut que je vois à l'écoute ce que ça donne.
Derrière il y a un PP d'EL84 cathode bias. Je ne vois pas à priori l'intérêt de faire fonctionner mon cathodyne en source de courant vu que les condos isolent les 2 étages (mais peut être que je me gourre, c'est un truc que je ne maitrise pas bien). C'est pour cela que j'ai privilégié l'équilibre des courant entre le driver et le déphaseur (220K pour l'un et 100k+100k pour l'autre).

je pense que le probleme (ou une partie du probleme vient justement des grilles de l'étage de puissance qui sont poussées en positif. c'est bien le probléme de la blocking distortion : la grille décharge la capa de couplage. j'imagine plutot un courbe en dent de scie, masi le pic du bas m'y fait penser.
dans ce cas il faudrait voir a l'oscillo les tensions de chaque coté du condo de couplage.

tu as quelle tension de cathode sur les EL84? ca ne doit pas etre loin de 12V non?

et a utiliser une demi 12AT7 ou 12AU7 pour le CF.

J'ai pas suivi

normal je me suis mal exprimé je voulais parler de la triode déphaseuse. ce n'est pas tout a fait un CF meme si ca y ressemble.

6- mets un mosfet et tu seras tranquille

Et que je remplace mon EZ81 par des diodes

Evidement!! quel archaïsme!!! et meme les 12AX7 par un circuit numérique, les EL84 par des TDA..... et tu aurras tellement gagné de place que ca tiendra dans une pédale

je n'en dit pas plus, McColson est en train de me désinscrire, ca va couper....

non sans dec'. teste a l'occasion un IRF830 ou 820 à la place de la triode de déphasage... c'est ransparent et ca évite les problèmes d'impédance différentes entre la plaque et la cathode.

la solution miracle c'est de remplacer le cathodyne par un long tail. la satu du déphaseur est symétrique (ou presque).

[Juan]

Bonjour
Seule amélioration possible pour un montage cathodyne.
Utiliser en Haute Fidélité.

En reliant la plaque (anode) et la cathode par une résistance, on introduit une R.P.T. (réaction positive de tension).

Si Ra = R= Rk (cas le plus favorable).
L'effet de cette modification est :
- le gain du montage tend vers 2
- les impédances de sortie, équivalentes à Ra et Rk dans le cas du montage classique sont mutipliées par 2/3 , étant donné la présente de R (résistance ajoutée) qui vient en paralléle sur la résistance interne du tube.
Il en résulte par rapport au montage initial, un élargissement de la bande passante de 2/3 d'octave.

R = 1W ou 2W

A+ juan

[f_da]

Merci Juan pour ta suggestion, je la testerai pour voir ce que ça donne.

Bon Charpy j'ai osculté mon déphaseur et voici le relévé des tensions sur le shéma (j'ai mis aussi le shéma du cathodyne découplé pour la tortuefolle qui me l'avait demandé). Pour le bias je suis à -10V sur mon PP d'EL84 avec 36mA dans chaque branche.


Ensuite j'ai fait 3 scans gain croissant, voie 1 tension aux bornes du condensateur entre le déphaseur et l'étage de puissance sur la phase en sortie d'anode, sur la voie 2 la tension à l'anode du déphaseur, a priori le tension aux bornes du condensateur n'est pas altérée:
http://franck.davot.free.fr/cathodyne/c ... e0004.jpeg
http://franck.davot.free.fr/cathodyne/c ... e0005.jpeg


Et 3 autres pour mettre en évidence la blocking distorsion, une voie est connectée au condensateur de liaison l'autre à la résistance de grille de l'EL84. Le signal aux borne de la résistance oscille au gré du 100Hz résiduel (d'ou la pente sur les scans). Le 1er scan est sans blocking distorsion.
http://franck.davot.free.fr/cathodyne/c ... e0007.jpeg
http://franck.davot.free.fr/cathodyne/c ... e0008.jpeg


Sinon pour repréciser le sens de ce post, il ne s'agit pas pour moi de résoudre un problème, mon l'ampli marche très bien, mais de comprendre en profondeur le fonctionnement du cathodyne et le mettre en rapport avec sa signature sonore. Les scans que j'ai fait m'ont surpris et ne correspondent pas à ce que j'attendais, j'essai maintenant de comprendre.

Franck.

[latortuefolle]

pour augmenter le gain d'un déphaseur cathodyne, il y aussi comme autres solutions que la CR locale:
-HT de 350 voir 400V au lieu de 300V, ça permet de monter la R de cathode et ainsi le gain et l'output max avant distortion.
Exemple: d'après les datasheet mullard, avec une 12AX7 sous 300V, Ra=100k (2*47k en cathodyne) Ra=1.2k, tu tournes à 30V sous 2.7% de disto, donc 15V sur chaque sortie de ton cathodyne. Alors que sous 400V (Ra=220k, Ra=1.2k) par exemple tu tournes à 38V RMS en output avec seulement 1.1% de distortion. En cathodyne (2 fois 100k), ça te fais donc 19V RMS d'output avec 1.1% de disto.
J'ai pas trouvé les même data avec les 12AU et AT, mais ça doit suivre la même évolution.
-CR globale positive comme le classic 20 de peavey

On peut alors se passer de driver.

Une question: sur tes mesures, en couplage direct, si la V1 (driver) n'est pas encore en blocking distortion, la V2 (déphaseur) est-elle en blocking si tu pousses trop fort?

[Juan]

Bonjour

Comme le préconise Latortuefolle, on peux augmenter la haute tension.

Mais attention à l'isolement filaments- cathode car certain tube moderne supporte pas plus de 50V.
Une solution est de porter a +20V ou 30v par un pont diviseur à partir de la haute tension.

C'est aussi un défaut du déphaseur cathodyne.

A+

Juan

[f_da]

Une question: sur tes mesures, en couplage direct, si la V1 (driver) n'est pas encore en blocking distortion, la V2 (déphaseur) est-elle en blocking si tu pousses trop fort?

J'ai soudé une resistance 10 ohm pour visualiser l'éventuelle courant de grille, avec une charge 100K + 100K pour le cathodyne j'ai une tension de grille qui fait des petits créneaux d'amplitude +-3mV au max, soit un courant 0.3mA. J'ai pas mesuré le courant de grille de V1 mais je ne pense pas avoir de blocking distorsion, car le signal max en sortie de celle-ci bien que distordu ressemble plus à une sinusoïde qu'a un créneau.

[f_da]

Je déterre se post car grace aux articles d'électroniques pratique sur la contre réaction j'ai trouvé des réponses à mes questions.
1-Le cathodyne n'est n'y plus n'y moins qu'un ampli RC avec contre réaction. On le calcul donc au départ sans tenir compte de la résistance de cathode. Supposons qu'on ai alors un gain G. On applique la rétroaction (résistance de cathode) le taux = Rk / (Rk + Ra) * 100. Dans le cas du cathodyne Ra =Rk => d'ou un taux de rétrocation 50%, le gain de l'étage passe alors à 2, à répartir sur l'anode et la cathode (1 de chaque côté donc).
2-L'amplitude max est comme l'avait expliqué latortuefolle l'amplitude max de l'étage chargé par la somme Ra + Rk a répartir sur l'anode et la cathode donc divisée par 2.
3- La distorsion en forme de tétine sur l'anode (cd photos) est le résultat de la contre-réaction de l'étage lorsque celui sature. En effet quand la saturation est atteinte, la tension de contre reaction à appliquer devient fixe et si le signal en entrée continue d'augmenter, elle ne peut alors s'appliquer que sur la 1ere partie de la sinusoide, ce qui donne cette forme caractéristique en tétine.

N'hésitez pas à lire et relire ces articles au fur et à mesure de la digestion on appréhende mieux les réactions de nos amplis. A garder en tête que l'auteur fait de la hifi et qu'il faut avoir du recul sur son discours. Par exemple dans un des articles il explique comment réduire la distorsion harmonique, alors que nous on chercherait plutôt à l'augmenter, mais si on sait l'enlever on sait la créer 8)