Introduction : les tubes pour les nulsEntre leur invention en 1904 et l’arrivée des transistors, les lampes (ou tubes) ont été le seul composant électrique actif utilisé pour l’amplification du courant. Malgré la démocratisation des puces et en dépit de leurs défauts, les loupiotes continuent de fasciner les audiophiles et ce sont des millions d’heures […]

[Théorie] Les tubes pour les nuls

Introduction : les tubes pour les nuls

Entre leur invention en 1904 et l’arrivée des transistors, les lampes (ou tubes) ont été le seul composant électrique actif utilisé pour l’amplification du courant. Malgré la démocratisation des puces et en dépit de leurs défauts, les loupiotes continuent de fasciner les audiophiles et ce sont des millions d’heures de musique qui transitent chaque jour dans ces vieilleries si attachantes. Aussi, cela vaut certainement le coup de se pencher dessus, sans se brûler.

(Cet article sera publié en plusieurs parties. Aujourd’hui, la première partie porte sur l’histoire des tubes et leurs différentes évolutions. La suite est pour bientôt !)

Depuis des années, vous entendez parler d’amplificateurs à tubes, mais vous n’y connaissez rien et vous n’y comprenez rien non plus. Ce petit article est pour vous ! Je l’ai écrit parce que, moi aussi, je suis un béotien et que j’ai essayé de regrouper tout ce que j’ai lu sur le sujet pour essayer de comprendre. Et si vous vous y connaissez plus que moi, n’hésitez pas à enrichir, à corriger, à remettre en question ce qui est écrit, parce que l’objectif, c’est que cela soit quand même un minimum exact…

Qu’il s’agisse d’amplification de casque ou d’enceintes et ce, bien que nous soyons déjà au XXIème siècle, il reste encore beaucoup d’amateurs des loupiotes, ou « tubes à vides », lampes spécifiques que l’on trouve comme composant électronique actif dans les préamplis et amplificateurs.

Nous vous proposons un (tout petit) article portant sur les tubes, leur histoire et leur fonctionnement. Nous nous limiterons aux applications audio, mais il faut retenir qu’il ne s’agit que d’un faible périmètre de leur champ d’application.

KT88

17 réponses à “[Théorie] Les tubes pour les nuls

  1. Je pense qu’il n’y a pas grand chose à rajouter pour ce domaine qui me passionne. ..non me fascine depuis quelques temps. Chapeau pour ce boulot plus que complet.

  2. Je fais parti de la génération qui a connu pratiquement toutes les formes de l’amplification BF à tubes puis à Mosfet; de la classe A à la PWM ; excellent article !

  3. la partie 2 est….inouïe de détails et de précisions qui force le respect Burndav. La partie consacrée à la question des nomenclatures n’a pas dû etre une..partie de plaisir à concevoir.
    Quant au son tube, je suis en total accord avec ce qui est dit. L’on peut simplement rajouter que l’esthétique et la majesté d’un bel appareil à tubes en fonctionnement font toujours de l’effet : peut-être pas acoustique mais ça ne laisse pas indifférent.

    1. Merci pour ton retour gg !
      Pour la partie sur les nomenclatures, crédit doit être rendu à Superfred, qui m’a envoyé toutes les informations. Un immense merci à lui.
      Et merci aussi, tant qu’on y est, à MrButchi, Sorrodje, Estaero, GourouLubrik et Corderaide pour les relectures, corrections ou encouragements !

  4. Il y aurait beaucoup à dire sur l’amplification sonore à base de tubes ou de transistors.
    J’ai lu avec intérêt et surprise cet article : 1°) parce que la reproduction sonore de qualité m’intéresse, 2°) mais je suis surpris qu’à l’heure du numérique, quelqu’un ait osé un article sur l’analogique …
    Je vais résumer mes premières remarques.
    1°) La polarisation d’un tube audio est essentielle à son bon fonctionnement (en jargon on appelle ça le recul de grille, tension négative appliquée à la grille, par rapport à la cathode) : plus sa valeur absolue est grande, moins les fluctuations de tension affecteront le courant de polarisation (ou de repos) du tube. C’est surtout vrai pour les tubes de puissance, et c’est l’avantage des 6L6 sur les EL34 qui sont des tubes à plus faible recul de grille (dans les mêmes conditions d’alimentation et de polarisation, une 6L6 aura un courant de repos de 75mA, alors que le courant de repos de l’EL34 sera de 100mA. Les 6L6 sont plus faciles à polariser que les EL34.
    2°) Le gros manque de cet article concerne la contre-réaction (en anglais : feedback). Il n’existe pas (ou plus) d’amplificateur audio sans contre-réaction. Pour faire simple, la contre-réaction est une méthode pour asservir la tension de sortie à la tension d’entrée, donc pour réduire les distorsions. La stabilité de cet asservissement dépend du comportement fréquentiel des composants.
    Les amplis à tube avec transformateur de sortie sont d’autant meilleurs que la bande passante de ce transformateur est importante, donc que la qualité de ce transformateur est grande (tôles, enroulements, volume), ce qui permet d’appliquer une contre-réaction généreuse tout en préservant les marges de stabilité de l’ensemble, donc d’obtenir de plus faibles distorsions. La qualité des transformateur de sortie des Quad, Marantz et autres McIntosh est exceptionnelle.
    En passant, les transistors (de puissance) ne sont pas plus linéaires que les tubes (de puissance), tant s’en faut, c’est même le contraire, en règle générale. Mais les amplificateurs des transistors n’utilisent en général pas de transformateur de sortie et leur bande passante plus importante permet d’appliquer une contre-réaction plus forte, donc d’obtenir une distorsion plus faible qu’avec des tubes, en général.
    3°) Pour ce qui est des qualités sonores respectives des tubes et des transistors, je dirais qu’un bon ampli à transistors est indiscernable d’un bon ampli à tubes, c’est pour moi plus une question d’esthétique ou d’élégance … Les valeurs des distorsions ne fournissent que des indications, car elles ne concernent que des signaux continus à une ou deux fréquences (distorsion par harmoniques et distorsion d’intermodulation), alors qu’un son est un mélange de fréquences évoluant sans cesse. Enfin, la plus grande part de la distorsion, et de loin, provient des haut-parleurs et de leur couplage au local d’écoute.
    4°) La quasi totalité des amplificateurs de puissance modernes fonctionnent (avec des transistors) en classe D. Cette classe d’amplification permet de faire fonctionner les éléments de puissance en mode de commutation à faible pertes et la modulation audio ajoutée est extraite en sortie, ce qui permet des puissances très importantes dans un volume réduit. La contrepartie en est une très grande complexité, qui exclut qu’un tel ampli soit construit et mis au point par un amateur.

    Je m’arrête parce que j’ai soif.
    A la prochaine,
    PH.

    1. Bonjour PH, et merci pour le commentaire.

      Pour répondre à peu près point par point :
      1) Il est vrai que la partie concernant le BIAS (ou la polarisation) gagnerait à être étayée non seulement pour ce qui concerne le réglage lui-même mais aussi pour expliquer les différentes valeurs de polarisation en fonction des tubes et l’impact que cela a sur la conception des amplis. En revanche, j’ai peur qu’un tel développement rendrait la partie assez complexe pour un article qui se veut malgré tout assez vulgarisé.
      2) Même réponse : il y aurait de quoi tartiner des pages sur les boucles de contre-réaction, mais je ne suis pas certain que ce court article soit suffisant. Certains des points que vous abordez se trouvent dans l’article mais la compréhension des phénomènes et mécanisme de contre-réaction passent par une pédagogie appliquée à l’électronique que je sais ne pas avoir. Si vous souhaitez vous lancer, en revanche, vous êtes le bienvenu :)
      3) Tout a fait d’accord avec l’absence, au final, de qualités sonores distinctives en fonction de la technologie d’amplification utilisée.
      4) Je pense qu’il est intéressant de faire la différence entre les appareils d’amplification « courant » tels qu’on les trouve à peu près partout (enceintes amplifiées, autoradios, baladeurs, amplificateurs multicanaux etc.) des appareils plus haut de gamme tels que ceux qui sont mentionnés dans ces lignes. Si la classe D (ou la classe T ou les autres technologies d’amplification par commutation) a largement gagné du terrain, elle demeure encore minoritaire, malgré les percées de B&O (modules icepower) ou Nuforce – entre autres – dans le haut de gamme dans lequel, pour des bonnes et des mauvaises raisons, on trouve encore beaucoup de polarisations en classe A ou AB (Naim polarise encore en classe B ?). Dans le domaine encore plus particulier des amplis casques (après tout, on est sur tellement nomade), les besoins en puissance assez limités font que de minoritaire elle passe à marginale.

      De manière plus générale et en ce qui concerne ce papier, et pour reprendre ce qui est indiqué dans l’introduction : je suis un enthousiaste loin d’être spécialiste de l’électronique et encore moins des loupiotes (même si je possède plusieurs appareils à lampes et si j’ai pu à quelques reprises rencontrer des personnes passionnées et passionnantes). Par curiosité, j’ai regroupé des informations que j’ai voulu par la suite synthétiser et retransmettre dans cet article, d’un niveau pas très poussé. Après, je n’y vois rien d’osé, en tout cas sur tellement nomade : les utilisateurs d’amplificateurs à lampes y sont assez nombreux !

      Quoi qu’il en soit, si vous souhaitez continuer vos remarques après vous être désaltéré, vous êtes le bienvenu !

      1. Hello Burndav,
        Je suis content d’avoir rencontré quelqu’un qui s’intéresse à ces techniques anciennes, mais toujours vivantes, et à la diffusion de cette connaissance.
        Merci d’avoir répondu si vite.
        Il est vrai que quand je parlais d’amplificateurs en classe D, je prenais en compte aussi les mobiles, tablettes, anceintes amplifiées, etc.
        C’est vrai aussi qu’un article sur la contre-réaction, même simple, implique des connaissances minimales ou un investissement de la part du lecteur. Je peux essayer d’écrire quelque chose, je te le passerai et tu verras si cela convient.
        La plupart de mes connaissances dans la reproduction audio viennent de choses anciennes :
        1°) un bouquin « Transistor manual » de General Electric et du cours d’un prof hors du commun,
        2°) la lecture d’une (défunte) revue, Wireless World, dans laquelle se sont exprimés des pointures de l’audio en Angleterre pendant des années,
        3°) un bouquin « Amplificateurs BF de qualité » de Philippe Ramain,
        4°) le déchiffrement des schémas US des années 60 – 80 dans des revues (défuntes elles aussi) comme « Audio Amateur », « Glass Audio » et bien sûr
        5°) la pratique, avec des résultats pas toujours heureux …
        Ce que je retire un peu de tout ça, c’est que du point de vue de l’électronique, le plus simple est le mieux et le plus élégant, si ce n’est le meilleur et de toute façon le plus fiable, mais c’est une opinion personnelle.
        Le plus difficile reste l’enceinte acoustique (passive), je ne m’y suis pratiquement jamais essayé.
        Voilà, voilà,
        Ça m’a donné soif …
        Bravo pour ta démarche,
        PH.

        1. Je peux comprendre la soif, vu la longueur du message :)
          Plus sérieusement : si tu veux soumettre un texte, tu es le bienvenu, nous pourrons en discuter et le publier en annexe de l’article sur les tubes, cela semble adapté.

          En revanche, l’équipe blog sera en vacances tout le mois d’août, donc ça sera peut-être pour la rentrée, en fonction de la date à laquelle tu soumets l’article.
          N’hésite pas à me contacter par message privé sur le forum pour continuer cette discussion.

          A très bientôt et encore merci pour la proposition et les retours.

          Burndav

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