Mutation de mon Ampli à tubes 807 en tubes KT77

Les raisons:

Mon vieux push-pull de tubes 807 me causait certains soucis de fiabilité; il rougissait les anodes des tubes, sans que la tension de polarisation du bias ne varie d'un poil, et ce quelque soit le type de tubes utilisé. J'ai essayé des golden dragons, des tubes NOS sovietiques, du tube anglais, le même défaut se produisait de temps à autre ! Bien que la qualité sonore soit remarquable, je ne pouvais pas continuer à gaspiller mon temps et mon argent à remplacer plus de tubes qu'un curé ne peut en bénir. Je suis même allé jusqu'à repenser le circuit de réglage du bias, pensant que les potentiomètres pouvaient présenter un défaut intermittent au niveau du curseur.

  Avant                  Après   

Les KT77 sont moins jolies, mais beaucoup plus stables, vives, fines, fluides et détaillées. Et en plus j'ai gagné en puissance puisque je tire les 2x45 watts, ce qui me donne une fermeté dans les basses... J'ai longuement hésité à utiliser de la KT66, beaucoup plus galbée, voir outrepassée, mais les forums les donnent en principe plus molles ; donc quand je serai riche je ferai les frais de la comparaison.

En plus, électriquement, les KT77 s'accomodent plus aux impédances de mes transfos de sortie et à mes tensions d'alimentations. Les caractèristiques tout à fait acceptables, comme le précise le lien: 

www.drtube.com/datasheets/kt77-jj2005.pdf

Les Schémas:

J'ai volontairement opté pour une technique de câblage en l'air sur de la cosse relais, pour garder le coté "vintage" sans circuit imprimés ou presque; ceci afin de garantir une section convenable des fils, bien suppérieure aux pistes de circuits imprimés, ainsi qu'un isolement plus grand. Les risques d'intermodulation, par couplages capacitifs en sont ainsi réduits, autant entre les canaux, que du 50Hz des tensions alternatives de chauffage des tubes . Les seuls circuits imprimés sont:

• la fabrication et réglage de la polarisation négative des grilles de commande ou bias;
• la protection individuelle des tubes de puissance par fusible et le contrôle des intensités dans chaques tube qui se traduira par la mesure d'une tension aux bornes d'une résistance de 1 Ohms (c'est une valeur idéale pour les calculs)
• la temporisation de mise sous tension totale, ou softstart pour limiter l'appel du courant du transfo d'alimentation.

Je reste fidèle au schéma Williamson de 1949, en utilisant la technologie Push-Pull en ultra linéaire avec des penthodes de puissance... Il n'est pas exclu que je ne fasse pas travailler les penthodes en triodes, par un commutateur. La perte de puissance est compensée par la qualité sonore (suite au prochain numéro !) 

Le préampli:

J'utilise une demi 6SN7 par canal, alimentée sous 185v, avec attaque directe de grille de commande, polarisée par une résistance de 220K qui défini également l'impédence d'entrée. La cathode est asservie par deux résistances et condensateur de découplage, ce qui va permettre de recevoir le point de contre-réaction et de garantir l'attaque négative des grilles du déphaseur sans condo de liaison.

Le déphaseur:

Là aussi, une 6SN7 est utilisée, mais en totalité pour le canal; les deux grilles sont inversées de 180° l'une par rapport à l'autre, par la résistance/condensateur R5/C3 et l'on récupère sur les anodes un signal en opposition de phase qui sera transmis, via des condensteurs de 330nf /2000v aux grilles de l'étage de puissance (des condensateurs de tès bonne qualité s'imposent ici ) .

La partie puissance:

Les tubes KT77 sont chargés par un transformateur dont l'impédance est de 6KOhms minimum, alimenté en haute tension continue de 500 volts. Une prise intermédiaire  à 40% de ce transfo viendra via une résistance 2200 Ohms/3 Watts attaquer les grilles écrans de chaque tubes.

La polarisation négative de la grille de commande, pour limiter l'intensité dans le tube (réglage du bias) est assurée  par un petit circuit imprimé (décrit plus bas) qui va permettre la supperposition d'une tention continue ajustable de -3 à -70 volts sur la modulation.

Les cathodes de chaque tube sont protégées par un fusible temporisé de 160 mAT, et une résistance de 1 Ohms (c'est plus facile pour les calculs) qui va permettre de prélever une tention qui sera le reflet de l'intensité lors du réglage du bias.

Le secondaire du transfo de sortie attaquera les enceintes (prévoir un fil de bonne section et des bornes de qualité) en fonction de l'impédance choisie. La sortie 8 Ohms renvoie également le signal via une résistance de 3K, decouplée par 680pF, vers le préampli pour la contre réaction.

L'alimentation:

Le secteur alimente le primaire du transformateur, à travers un interupteur bipolaire et, soit un fusible de protection 2AT ou un dispositif de démarrage en douceur décrit plus bas sous l'appellation softstart, qui sert à limiter l'appel de courant, et préserver diodes et condensateurs de filtrage. 

Deux sorties sous 6,3 volts pour le chauffage des tubes:

• L'une pour les tubes de commande et de mise en forme, à 3 Ampères, en fils torsadés serrés, pour eviter le rayonnement alternatif 50 Hz sur les autres composants et fils, le tout référencé à la masse par un point fictif crée par les résistances/condensateurs C1/R5 et C2/R6 .
• L'autre pour les tubes de puissance, à 5 Ampères, en fils torsadés serrés, pour éviter le rayonnement alternatif sur les autres composants et fils, le tout référencé à la masse par un point fictif crée par les résistances/condensateurs C4/R4 et C3/R3 de 22 Ohms et 1 à 2,2µF/250v .

La haute tension de 380 volts (attention les doigts, ça fait mal !) est redressée par 4 diodes de 3A/1600v montées en pont, et copieusement filtrée par un premier électrolythique de 200µF/500v. Une self de lissage de 4 Henrys sous 0,4 Ampères assure le blocage de l'ondulation résiduelle avant de charger un autre condensateur de filtrage de, lui aussi 200µF/500v. la suppression des transitoires est assurée par un condensateur Wima™ de 220nF/680v. La haute tension sera de 500v = 380 x√ ­2.

Un enroulement de 50 volts est également nécessaire pour générer la tension de polarisation pour le bias. Deux fils torsadés serrés, eventuellement blindés par un écran, toujours dans un souci d'éliminer tous rayonnements, emènnent la tension alternative jusqu'au circuit imprimé décrit et présenté plus bas . L'intensité est très faible, mais autant bien faire en soignant le câblage.

Le circuit du Bias:

La tension issue de l'enroulement 50 volts du transformateur est redressée par un pont intégré moulé, puis filtré par un filtre en ∏ composé de  2 x 220µF/100 v et 220 Ohms; ce qui nous fait une tension continue lisse d'environ 70 volts qui est divisé par les résistances de 22K et prélevée par les curseurs des potentiomètres en fonction de leurs positions, et stabilisée par un électrochimique de 4,7µF/100v, avant d'être appliquée sur les grilles de commande via les résistances de 100k .

Circuit imprimé et implantation du bias:

La protection des tubes:

Les cathodes de chaque tube sont protégées par un fusible temporisé de 160 mAT et une résistance de 1 Ohms (c'est plus facile pour les calculs) va permettre de prélever une tention qui sera le reflet de l'intensité lors du réglage du bias. Les points de test vont permettre de mesurer et de limiter l'intensité qui traverse chaque tube à 35mA au repos, ce qui se traduira par 35mV entre les points test et la masse.

Circuit imprimé et implantation des protections tubes:

Le circuit Startsoft :

La raison d'être de ce circuit, c'est de limiter l'appel de courant lors de la mise sous tension, de prolonger les capas de filtrage et éviter les intensités de court-circuit dans les diodes de redressement. Le but est de mettre en série avec le primaire du transfo d'alimentation une résistance de 22 Ohms/10 Watts pendant 2 à 3 secondes et de la shunter par un relais lorsque le temps est écoulé.

L'alimentation se fait avec le 6,3 volts du chauffage des filaments, passe par un doubleur de Schenkel, puis est filtrée par deux condensateurs en série de 220µF/16v pour obtenir environ 15 volts continu. Cette tension vient charger un condensateur de 220µF/25v via une résistance ajustable de 470K. Lorsque la tension est suffisante, le transistor 2N2222 commute et colle le relais 12v qui va fermer son contact.

La résistance de 22 Ohms/10 Watts est montée avec un inter thermique genre Klixon™ à 80°, couplée avec de la graisse thermique pour couper le circuit si le relais ne se ferme pas et éviter un incendie. L'ensemble est isolé dans la gaine thermo (voit ci-dessous).

Circuit imprimé et implantation du Startsoft:

Le démontage et le décâblage de la partie puissance:

Le rempacement des 807 par les KT77 m'oblige à rempacer les supports de tubes par des octals. J'ai profité de l'occasion pour faire un grand "nettoyage" sur le câblage existant et n'ai conservé que la partie préampli, déphaseur et une partie de l'alimentation.

Le remontage et re-câblage:

J'ai dû chercher des supports s'adaptant en lieu et place des trous laissés par les anciens. J'ai trouvé des supports en porcelaine de bonne qualité, avec connections dorées: merci internet ! Je les ai montés avec des rondelles en teflon, entre la tôle et les supports, pour plusieurs raisons:

• Les oreilles en porcelaine sont fragiles et un défaut d'appui en aurait eu raison.
• Ca autorise une certaine souplesse dans la fixation .
• Les rivets, qui supportent les broches du support octal, arrivent à fleur de porcelaine et vue les différences de potentiel je ne voudrais pas prendre le risque de tirer des arcs !  

Pour le câblage dit " en l'air", il faut prévoir un fer à souder de puissance convenable; une puissance de 60W minimum est nécessaire pour éviter de faire des collages plutôt que des soudures 

Un point tout particulier, lors du recâblage, c'était d'éviter les bouclages de masse dans le but de s'immuniser des ronflettes en 50Hz. Une seule ligne de masse, des blindages reliés qu'a une seule extrémité et la ligne de masse reliée en un seul point au chassis...

Même chose pour la terre, un seul point sera relié au chassi ! ATTENTION aux autres équipements de votre installation, si ils ont eux aussi une prise de terre, s'assurer qu'elle est impédante vis à vis du blindage des câbles de modulation, sinon il y a risque de bouclage par la terre !

Une attention toute particulière est a apporter aux fils qui vont sur le chauffage des tubes; ils doivent être de section avantageuse, et torsadés serrés sur toute la longueur. un côté plus joli et très efficace est obtenu en nattant un fil de masse avec les fils de chauffage....  

La mise en service et le réglage:

Avant la mise sous tension:

• Il faut contrôler le fonctionnement de chaque circuit.
• L'isolement de chaque composant.
• La qualité des soudures.
• Pré-régler les 4 potentiomètres pour obtenir une tension négative de 60 volt sur chacune des sorties (cela peut se faire avec le transfo d'alimentation mais en séparant les diodes de la haute tension du premier condensateur de filtrage et sans la présence des tubes)
• Régler la temporisation du Softstart à 2 secondes environ.

Enficher tout les tubes, en contrôlant leur bonne insersion et leur maintien mécanique.

Haute tension coupée entre les diodes et le premier filtrage, on peut mettre en marche brièvement, en gardant une main sur l'interrupteur et un oeil sur les filaments afin de vérifier si ils rougissent tous . Vérifier les tensions de 6,3 volts sur les chauffages et du -60 volt sur l'injection de la tension négative du bias.

Couper le courant; raccorder la haute tension diodes/condensateurs; shunter les deux entrées; et charger la sortie avec deux résistances de 8 Ohms/50W.

On peut mettre en marche brièvement, en gardant une main sur l'interrupteur et les deux yeux sur les tubes; à la moindre anomalie, fumée ou rougissement des tubes on arrête tout et sans attendre....

Si tout va bien on va, dans un premier temps, vérifier la valeur des 3 hautes tensions conforme au schéma ci-dessus; puis aux bornes des condensateurs de filtrage, que l'on ne dépasse pas les 500 volts (tension d'isolement des électrochimiques); ensuite on va s'assurer que le relais du softstart est bien fermé et que la résistance  de 22 Ohms ne chauffe pas.

Nous plaçons un voltmètre entre chaque point de test du circuit de protection et la masse, puis nous ajustons les potentiomètres, tube après tube, pour obtenir une tension de 35mV  à chaque point de test ; Cette méthode réglage m'ayant réservée quelques surprises désagréables, je lui préfère nettement l'insertion d'un ampèremètre en lieu et place du fusible de chaque tubes . Reprendre ce réglage par itération de temps en temps pendant les premières heures de fonctionnement....

Quelques mesures :

Un générateur BF sur les entrées et un oscilloscope en parallèle sur la charge de sortie:

10KHz, 0dB, Sinus ==> c'est beau !

10KHz, 0dB, Signal Carré ==> temps de monté plus que respectable !

35Hz, +1dB, Signal carré ==> là j'ai été viscieux, mais ça tien la route !

Les fichiers qui permettent la réalisation :

Ppkt77 2020 (334.32 Ko)

Pour les transformateurs, le site Magnétic SA n'existe plus ! 

Il est remplacé par : Electra Sud-Ouest

19, rue Paule Raymondis

31200 TOULOUSE

e-mail: electrasudouest@wanadoo.fr

Un peu de mécanique pour le chassi et les côtés :