Préampli à gain variable pour petits signaux

[arnaud]

Bonjour à l'équipe !
Suite à une question posée par un prof de guitare de mes connaissances, je soumets ici l’idée d’un préamp à gain variable pour petits signaux.
L’idée est d’utiliser une double triode à gain variable ECC189/6ES8/4ES8 en montage cascode. Ce tube était utilisé dans les tuners VHF ou FM, avec une CAG en retour pour optimiser le gain.
Voilà l’idée d’un montage dont le gain varie de 1.5 (+3dB) à 40 (+32dB) selon la polarisation de l’étage d’entrée (de -7V à -3V).
La simulation nous donne moins de 1% de dh2 pour des signaux à 50mV eff.
Il reste à tester la chose en réel…sans aucun potar sur le chemin du signal !

Gain variable petits signaux.jpg (20.26 Kio) Vu 2839 fois

[arnaud]

Des simulations en variant la pola de -2.8V à -7V par bonds de -0.2V :
Gain : il baisse très linéairement en dB (de 32dB à 3dB) :

Capture17-03-2015-14.23.46.jpg (106.04 Kio) Vu 2834 fois

Volumes en sortie à 1KHz pour sinus 100mV c-à-c en entrée pour chacune des courbes de gain ci-dessus :

Capture17-03-2015-14.26.03.jpg (92.67 Kio) Vu 2834 fois

[chanmix51]

Bonjour à tous,

Pour être sûr de bien comprendre le principe, tu fais varier le gain en changeant la polarisation du tube du bas ? Je ne comprends pas bien pourquoi le gain est si linéaire avec une penthode, la pente change selon la polarisation et donc le gain, cela devrait être pareil avec le cascode non ?

Amicalement,
Grégoire

[Yves07]

C'est dans le titre:
Parce que le signal est < 50mV !

[René]

Même histoire qu'avec les PC900 de Yves, en RIAA (résultat linéaire malgré l'utilisation d'un tube à pente variable à condition d'avoir un très petit signal en entrée.)

[arnaud]

Je ne comprends pas bien pourquoi le gain est si linéaire.
Grégoire

Hello Gregoire !
L'échelle est en dB ! Comme un potentiomètre log qui donne une impression de linéarité auditive.

[philbob]

Bonjour,

Quelle est la finalité exacte du montage?

a) Faire une correction automatique de gain ?
b) Faire un ampli sans potard de volume ?

Dans le cas du a), on peut imaginer que la tension de polar soit dérivée du signal sortant et faire une sorte de
CAG pour fournir un signal relativement indépendant du niveau de l'entrée.
Dans le cas du b), on retrouvera très certainement un potard pour régler la tension de polar.

J'avais planché sur la version a) mais je ne suis pas parvenu à obtenir un résultat potable car la boucle
d'asservissement était soit trop molle, soit trop nerveuse (entrée en oscillations) et la variation de gain
était faible, de l'ordre de 18 dB.

J'ai hâte de voir la suite.......

[arnaud]

Quelle est la finalité exacte du montage?

Juste une idée qui a germé suite à la question d'un prof de guitare classique mais également de Hubert68 qui gratte aussi. Cela fait longtemps que je vois ces ECC189 traîner dans mes tiroirs...mais ils ne sont pas neufs...
Alors pourquoi pas un préamp original à 1 tube...
Pour une éventuelle CAG débrayable on verra plus tard.

[arnaud]

Bonjour !
Pour les tests je dispose d'un tube de récup TV qui ne donne plus que 50%, mais il suffit d'augmenter la HT pour retrouver le courant de la simulation (le lampemètre révèle un réseau Kellog décalé de 30% par rapport au nominal data sheet).
Pour cet essai sur tube pompé, la HT passe donc de 210 à 270V !
Le filament est polarisé à Vfk=+40V.
Je signale que les 2 triodes ne sont pas équivalentes en Vfk maxi, elle sont en effet prévues pour être montées en cascode avec l'entrée en pin 7.

J'enquille un signal 1KHz 100mV c-à-c et je lis en fonction de sa polarisation :
pola ---> gain (µ)
-11.2V ---> 1
-4.5V ---> 10
-3.6V ---> 20
-2.6V ---> 40
Cela semble bien fonctionner, reste à voir la distorsion en fonction du niveau d'entrée et du gain, à l'oeil elle est invisible.
On verra aussi le rapport signal/bruit...mais sur quelle base ?

[arnaud]

Bonsoir !
Des mesures de distorsions pour 50mV eff en entrée :

dh2 = 1% , dh3<0.1% quelque soit le gain (µ global du cascode de 1 à 40)

avec 100mV eff en entrée on passe à dh2 = 2% quelque soit le gain (dh3<0.1%)

Le souffle mesuré en sortie augmente avec le gain... c'est normal mais un peu élevé :
Gain = 1 ---> souffle = 100µV eff
Gain =40 ---> souffle = 700µV eff

[philbob]

Bonjour,

Ah, le souffle!

J'ai toujours un peu de mal à appréhender ce genre de mesure.
J'ai bien conscience de la notion de facteur de bruit d'un étage d'amplification et plus particulièrement de la combinaison en cascade de plusieurs amplis.
Le premier ampli amplifie le signal et le bruit contenu dans le signal puis rajoute son propre bruit.
Le deuxième ampli fait de même et ainsi de suite. c'est d'ailleurs la raison pour laquelle le premier ampli doit être soigné pour que son facteur de bruit soit faible car il va être amplifié par le reste de la chaîne.

mais, dans l'exemple, gain 1 = 100 µVeff, puis gain 40 = 700 µVeff, quelle est la part du facteur de bruit (et de son évolution) de l'ampli et la part de bruit contenu dans le signal d'entrée?

Arnaud, peux tu nous détailler ta méthode de mesure et as tu une idée du bruit contenu dans le signal d'entrée?

Je dit bruit au lieu de souffle mais dans ma tête je confond les deux.

En tout cas, 32 dB de dynamique sur le gain, c'est bien!


A+

[arnaud]

as tu une idée du bruit contenu dans le signal d'entrée?

L'entrée est au 0V via un bouchon, donc 0 bruit.
Je parle de souffle et non de bruit car l'alimentation ajoute son propre bruit dont je ne tiens pas compte ici. Je me contente du scope en sortie, comme ici :

OTL_bruit.JPG (18.09 Kio) Vu 2710 fois

Il faut se méfier des HF éventuellement captés en mode antenne.
En coupant le chauffage filament on ne voit plus que la trace linéaire du scope. En rétablissant le chauffage filament, le souffle réapparait progressivement.
Les pros de la vente insère un filtre de pondération qui imite la réponse de l'oreille, rien de tel ici.