Cathode Follower dans les preamp High Gain ?

[FloRal77]

Bonjour,
Dans les amplis à haut gain on voit souvent des cathode follower en amont du Tone Stack ou au niveau du final du preamp pour attaquer par exemple un ampli, un multieffect ….
Serait ‘il une mauvaise habitude dans les Preamp à haut gain?
On peut dire que cela permet de diminuer l'impédance de sortie mais dans quel but? Puisque l'on ne cherche pas un transfert de puissance maximal dans un preamp disto guitare et encore moins en diy ou l'économie d'une triode a dépassé le critère financier ?
Le principal inconvénients du cathode follower serait sa « …..La liaison direct ….» avec le tube driver en amont.
Nous voyons souvent des empilements de gain de + de 60dB dans les preamp High Gain et mettons qu’il possède un Cathode Follower, si la polar du tube qui drive le follower n’est pas stable (souvent le cas dans les preamp à fort gain !!) sa tensions d’anode ( DC) va bouger et se répercuter directement sur le follower qui lui va fluctuer allègrement de plusieurs volt sur le pied de cathode en plus des variation AC du signal audio.
Et si le follower passe en grille positive c'est la cata puisqu'il n'y a que l'impédance interne du tube driver pour écouler le courant de grille.

Je me demande donc pourquoi il y a des cathode follower sur nos preamp High Gain alors que ce montage dans ces conditions est souvent instable.
Enlever les cathode follower de nos amplis seraient t’ils bénéfique et permettrait t’il de mieux contrôler nos étages à fort gain ?

Je vais faire le test et je vous tiens au jus. (ca me turlupine cette affaire…)
N'hésitez pas à faire vos commentaires

[tazzon]

Pourquoi la tension serait pas stable ?

Si une triode manque, on peut très bien mettre un mosfet en lieu et place sans que ça pose problème.

[a-wai]

Si la tension est pas stable, c'est qu'il y a un problème de conception ou de montage hein, c'est pas une fatalité en soi

Sinon, pour le reste : si on ne réduit pas l'impédance de sortie avant d'attaquer un effet, on risque fort de se retrouver avec une impédance de sortie > impédance d'entrée de l'effet, d'où une grosse perte d'aigus et un son tout cracra !
Par ailleurs, un CF s'auto-polarise en quelque sorte, ce qui fait que la grille ne passe jamais positive, donc pas de souci là-dessus...

[FloRal77]

Si la tension est pas stable, c'est qu'il y a un problème de conception ou de montage hein, c'est pas une fatalité en soi

Sur c'est pas une fatalité surtout pour un preamp disto (en hifi ca serait différent)
Mais tout de meme me dite pas que vos points de polar ne bouge pas d'un yota au milieu de votre chaine de preamplification lorsque vous jouez
Donc s'il y a instabilité sur le driver du CF meme une legère (qlq 10mV) cela se traduit par une grande instabilité sur le cathode follower.
C'est cette constatation qui me fait dire que soit il faut un driver de CF qui tremble pas d'un poil soit le virer.
Par exemple nous avons le Bogner Rockford Professional "Triple Giant" qui ne posséde aucun CF : http://www.sugardas.lt/~igoramps/article64.htm
Personnellement je ne comprends pas pourquoi les ingé de chez Bogner en collaboration avec Hafler qui ont murement pondu ce schéma se seraient débarrassé des CF sur les 3 canaux. Il doit y avoir une raison.

Je constate que c'est pas hyper stable comme montage dans des grandes chaines de gain.

Par ailleurs, un CF s'auto-polarise en quelque sorte, ce qui fait que la grille ne passe jamais positive, donc pas de souci là-dessus...

tu pourrais expliquer ?

[latortuefolle]

[quote="FloRal77tu pourrais expliquer ?
[/quote]

100% de contre réaction négative.

Si la tension de grille change, instantanément le courant de bias change, qui en passant par la 100k de cathode compense la variation de tension de grille par une variation de tension de cathode, et la pola est ainsi auto-corrigée.

[a-wai]

C'est exactement ça !

Par exemple nous avons le Bogner Rockford Professional "Triple Giant" qui ne posséde aucun CF : http://www.sugardas.lt/~igoramps/article64.htm
Personnellement je ne comprends pas pourquoi les ingé de chez Bogner en collaboration avec Hafler qui ont murement pondu ce schéma se seraient débarrassé des CF sur les 3 canaux. Il doit y avoir une raison.

Là il y a une petite erreur d'interprétation de ta part (en même temps, avec tout ce russe, pas évident d'en tirer des conclusions je te l'accorde )
Bref, visiblement sur la page que tu linkes, le type a fait un preamp basé sur le triple giant, en n'utilisant que 2 12AX7, donc on économise, et aux chiottes le CF ! Par contre, voici le schéma original du bogner : http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/tom/files/bogtr.jpg
Et là on distingue clairement, tout à droite, un CF juste avant l'EQ du canal brown (matérialisé par un connecteur 4 broches avec la mention "EQ on separate PCB")

Bref, je suis pas sur que le CF soit si instable que ça (et quant aux points de pola, vu ce que je leur balance dans la gueule, pas impossible qu'ils bougent un peu, mais j'ai rien pour m'en assurer pendant que je joue )

[FloRal77]

Merci a-wai pour le schéma c'est exactement celui que je voulais retrouver.
En effet , il y a un CF sur le canal brown mais pas de CF sur le canal clean ni sur le canal Lead... Reste à en connaitre la raison?

Je ne vois pas pourquoi il n'y aurai pas de courant de grille sur un CF.
Dans le cas ou la tension plaque du tube driver est supérieur à la tension de cathode du cathode follower, la tension Vgk est positive et donc nous avons bien du courant de grille.
Vgk=Vin( tension sur la grille du CF) - V cathode (tension sur la cathode du CF)

Sur certain schéma on peut voir une résitance de forte valeur (80k,100k) en série sur la liaison direct afin de limiter l'action du courant de grille et faire en sorte que Vin soit toujours inférieur à V cathode du CF.

[tazzon]

Arf, ça tourne en rond là, c'était quoi la question ?

Non mais il y a pas de courant de grille parce que généralement on alimente avec le même point de tension l'étage ampli et la CF quand on est en laison direct et donc si le tube précédent est bloqué, c'est la tension d'alim qui va sur la grille par le biais de la résistance d'anode qui est bien souvent de 100k minimum pour des 12AX7.

Je suis aussi du même avis qu'a-wai, si la tension d'anode est pas stable, c'est qu'il y a un problème, dans ce cas la je te raconte pas le bruit en sortie.

Dernière chose, c'est bien d'en mettre une en sortie de montage, ça diminue l'impédance ça a tous les avantages décrit par a-wai un peu au dessus.

[latortuefolle]

Je ne vois pas pourquoi il n'y aurai pas de courant de grille sur un CF.
Dans le cas ou la tension plaque du tube driver est supérieur à la tension de cathode du cathode follower, la tension Vgk est positive et donc nous avons bien du courant de grille.
Vgk=Vin( tension sur la grille du CF) - V cathode (tension sur la cathode du CF)

mais si t'as du courant de grille sur la CF, il passe aussi par la R de cathode du CF, ce qui rectifie la polarisation grille-cathode...

Vgk=Vin( tension sur la grille du CF) - V cathode (tension sur la cathode du CF)

oui mais:

V cathode (tension sur la cathode du CF)=[Ia (courant d'anode du CF) + Ig(courant de grille du CF)]*Rk(résistance de cathode du CF)

Vin( tension sur la grille du CF) = Ig (courant de grille du CF) * Ra (résistance d'anode du driver)

Si la Rk du driver est la même que la Rk du CF, le courant le grille n'a aucun effet.

D'autre part, les 100k qui séparent la grille du CF à la ligne HT sont quand même pas mal importants: si la grille du CF commence à appeler du courant, la fait chutter la polarisation de plaque du driver, ce qui a tendance à reduire la tension de grille du CF, et donc la polarisation Vgk du CF, et donc de réduire l'appel de courant par la grille...

On peut difficilement faire plus stable...

Et si tu veux tu peux toujours découpler le CF de son driver.

[a-wai]

Dans le cas ou la tension plaque du tube driver est supérieur à la tension de cathode du cathode follower, la tension Vgk est positive et donc nous avons bien du courant de grille.

Ca serait le cas si ta tension de cathode était fixe, mais celle-ci peut varier (et elle ne se gênera pas pour le faire) :
Mettons que tu aies Rk = 100K et Vgk = -1V sous Ua = 250V, soit Ik = 1.2mA (à peu près)
Si on augmente la tension de grille de 1V, on se retrouve avec Vgk = 0V, soit Ik = 1.8mA, donc en traversant Rk, les 0.6mA supplémentaires vont entrainer une élévation du potentiel de cathode de 60V, soit Vgk = -60V finalement !

J'arrête la démonstration un peu tôt, d'autant plus qu'on se retrouve jamais avec Vgk à -60V puisque l'augmentation du courant n'est pas brutale, mais progressive et s'arrête au point d'équilibre (dans mon exemple, à Vgk = -1V)...
Mais le fait est que la tension grille/cathode est constante au cours du temps (c'est pour celà qu'on retrouve le signal avec un gain proche de 1 à la cathode, d'ailleurs), donc elle ne passe jamais positive !
Tout écart de la tension de grille est automatiquement et instantanément compensé par une variation identique de la tension de cathode (ou presque, le gain n'est pas non plus strictement égal à 1)

Si tu as un oscillo, tu peux toujours tracer la tension grille/cathode en envoyant du signal pour t'en convaincre, mais tu risque fort d'avoir un résultat proche d'une droite

[FloRal77]

D'autre part, les 100k qui séparent la grille du CF à la ligne HT sont quand même pas mal importants: si la grille du CF commence à appeler du courant, la fait chutter la polarisation de plaque du driver, ce qui a tendance à reduire la tension de grille du CF, et donc la polarisation Vgk du CF, et donc de réduire l'appel de courant par la grille...
On peut difficilement faire plus stable...

Merci pour l'explication
N'empeche que sur un de mes preamp mon cathode follower il fait n'importe quoi surement un accrochage...

[The_Setlaz]

Petit détérage. J'aimerai comprendre aussi les cathodes follower.

Ici, vous dites clairement qu'un cathode follower n'a pas de courant de grille ni distorsion car Vk > Vg dans tous les cas. En lisant les explication, ça me parait évident.

Et pourtant, les simulation démontre le contraire et je vous invite à consulter cette page

Ici, ça parle de compression, distorsion, courant de grille et d'harmonique du 2ème ordre.

Verdict ? je suis paumé

[The_Setlaz]

Une petite réponse d'un ami pour vous stimuler un peu

Ben perso je ne suis pas du tout d'accord avec la philosophie de ce qui est abordé sur PG5 à ce sujet ....
Quand tu lis sous entendu que si tu attaques l'EQ sans DC coupled CF ou CF, tu vas avoir un son moche car ça s'écrase etc ... ça veut dire que tous les Fender blonde / Blackface / Silverface sonnent mal ... ?? Car aucun d'entre eux n'a de DC coupled CF ou CF tout court
Ils mettent plus le point sur l'adaptation d'impédance, en mettant totalement de côté l'élément le + important sur le son de nos amplis : la disto générée par ce circuit (dans le cas du DC coupled CF)... C'est une imperfection, ce n'était peut être pas voulu à la base par les concepteurs, mais c'est resté car ça marche super dans un ampli guitare !!

J'ai la sensation qu'ils disent que la seule utilité de cet étage, c'est une meilleure adaptation d'impédance, et là à mon avis ils se plantent complètement ...

Sinon, concernant les courants, de par la conception effectivement il ne va pas augmenter sensiblement dans la grille du DC coupled CF car le circuit tend à empêcher ça. Mais c'est bien en tendant (et parvenant d'ailleurs en partie) à empêcher ça qu'il "compresse" donc induit de la distorsion dans les parties positives du signal ...

Et enfin il ne faut pas confondre DC coupled CF et CF !!

C'est le DC coupled CF qui sonne si joliment sur nos amplis, pas l'autre circuit ...

Allez, on relance le débat !

[McColson]

Je suis d'accord avec ton ami, l'adaptation d'impédance c'est la théorie, et c'est probablement pour ça qu'il a été employé, après on sait aussi que ça une influence sur le son, je ne pense pas que ça été contredit, peut-etre moins développé c'est tout.

[Mikka]

Je suis justement en train de faire des sumalation avec swc sur le cathode follower.

Ce que j'ai remarqué :

Sur le principe c'est linéaire, pas de perte de graves, pas de perte d'aigus.
Par contre le tube bloque très top dans la partie négative du signal, en général vers -3,5V dans mes simus avec 250V en Ua et 100k en Rk.

Chez Marshall, on en trouve un quasiment en permanence avant le TS.
Quel intérêt réel ? On lit le tout et son contraire à ce sujet. Tantôt certains disent que c'est pour une meilleure action du TS, alors que d'autres disent qu'à l'usage snas le CF le TS interagit mieux ...

Chez Orange (AD30 par exemple) la CF n'existe pas pour le TS et les amplis ont tout aussi bonne réputation que les Marshalls ...

Avant le TS, la CF n'est peut-être pas indispensable.
Dans une sortie de boucle par expérience, je la trouve indispensable.

Voilà.