Voici un petit outil convivial permettant à tout un chacun de voir d’emblée tous les paramètres d’un projet d’étage d’amplification à triode en cathode commune.
C’est un fichier Excel à remplir. Il est prérempli avec les valeurs de l’étage 2 du G5V3 qui font apparaître une fréquence de coupure de 147 Hz avec une charge sur l’anode de 1 M :
Cliquer ici pour télécharger la version 5 :
MODE D’EMPLOI :
Il suffit d’entrer les paramètres suivants pour les calculs de gain , de fréquence de coupure à – 3dB et d’impédance de sortie :
- mu (cf datasheet de la triode)
- rak : la résistance interne de la triode (cf datasheet )
- RA : la résistance de charge de l’anode
- ZL : la charge de l’étage
- Rk : la résistance de cathode
- Ck : la capacité de bypass de cathode
(La transconductance gm est donnée à titre d’information : elle est calculée comme suit : gm = µ / rak )
En faisant varier la capacité Ck on peut passer d’une cathode entièrement découplée à partiellement découplée : on voit que Ck joue essentiellement sur la fréquence de coupure à -3 dB et sur l’impédance de sortie pour les basses.
L’écart entre les deux paliers de gain ( le « gap ») est essentiellement lié à Rk : cet écart croît avec Rk
Pour le calcul de l’impédance d’entrée il suffit d’entrer :
- Cg_a : la capacité entre grille et anode (cf datasheet de la triode)
- Cg_k : la capacité entre grille et cathode (souvent insignifiante)
- Rgs : la résistance de grille ( grid-stopper = bouchon de grille!)
- Rgl : la résistance de polarisation de grille ( grid-leak = fuite de grille – le très faible courant est transféré au 0 volt)
Les valeurs prérentrées ici sont des valeurs standard par exemple pour un étage d’entrée à base de 12AX7/ECC83.
Sous le pseudo-graphe à droite figurent 3 liens permettant de voir les graphes suivants en fonction de la fréquence :
- le graphe de gain
- le graphe d’impédance d’entrée
- le graphe d’impédance de sortie
Vérification :
Sur l’extrait suivant du Radiotron Designer’s Handbook (p.484) on voit apparaître les réponses en fréquence pour un étage monté en cathode commune :
Sur ce diagramme on voit à -3 dB les différentes fréquences de coupure obtenues pour différentes valeurs de Ck qui vont de 10 µF à gauche à 2.5 nF à droite . Vous pouvez utiliser ici l’outil Excel avec les valeurs d’entrée ci-dessus, à savoir :
mu = 20
Rp = rak = 10000 ohms
RL = RA = 100k
Rg2 = Zl = 500k
Rk = 2700 ohms
On retrouve alors le « gap » de 4,1 dB figurant sur le diagramme.
Dans le simulateur Excel il ne reste plus qu’à entrer les différentes valeurs de Ck pour constater que les valeurs de fréquence de coupure obtenues à -3 dB correspondent exactement aux courbes correspondantes sur le diagramme du RDH, ce qui valide les formules utilisées dans ce petit outil.
VERSION 5
CAS A : pour calculer le gain sans capacité de découplage de la cathode il suffit d’entrer une valeur nulle pour Ck.
CAS B : A été ajouté le cas où la résistance de cathode est divisée en deux et la capacité de découplage est en parallèle avec une seule d’entre elles : elle est donc partiellement découplée.
A l’ouverture du fichier il suffit de sélectionner le cas qui vous intéresse A ou B
Le cas B se présente ainsi :
Le cas B traite également le cas où il n’y a aucune capacité sur la cathode : il suffit d’entrer une résistance nulle en parallèle d’une valeur quelconque pour la capa (mais il est plus pratique d’utiliser le cas A avec Ck = 0).
