Référencement des filaments

[Burtie]

Salut à tous. J'ouvre ce sujet pour publier, avec son accord, l'échange de MP que nous avons eu avec Lemontheo concernant le référencement des filaments. Nous sommes tombés d'accord pour dire que ce sujet peut faire l'objet d'un post qui intéressera tout le monde.

J'ai reçu un jour le message suivant de Théophille :

Salut Burtie,

J'ai suivi avec attention la mise au point de ton G1, et tu parles d'élévation de tension.
Je souhaite utiliser une ECF80 en CF, mais elle a une Vhk de seulement 100V.
J'ai lu dans le livre de Merlin que l'on pouvais élever de 50 à 90 V la tension de chauffage, mais tout ça soulève en moi quelques questions :

- élever la tension de chauffage ne va pas bousiller plus vite mes lampes?
- Si j'élève la tension, toute les lampes vont la subir?
- Sur quoi se base-t-on pour calculer le pont diviseur?

Ne te sens pas obliger de répondre, mais c'est vrai que tu as l'air d'en connaître alors....
Merci,

Théophile

J'ai répondu alors la chose suivante :

Salut Théophile

Je réponds à ton message et je pense même que tu aurais pu lancer un fil de discussion sur le sujet, ce sont des notions qui peuvent intéresser tout le monde.

Pour commencer, je fais un petit rappel sur ce qu'est la tension : c'est la différence de potentiel électrique entre deux points. C'est pourquoi il est important de définir une tension entre deux points ou bien entre un point et une référence. En BF en général, la référence est la masse, dont le potentiel est par définition de 0V.

Maintenant, tu parles d'élever la tension de chauffage. La tension de chauffage se mesure entre les deux bornes du filament et doit être dans tous les cas de 6,3V -+10%. Si tu augmentes au delà, tu usera plus vite ton filament. Quand on parle d'élever le chauffage, on élève le potentiel des DEUX bornes à la fois, ce qui fait que la TENSION de chauffage reste la même (il y a toujours 6,3 V entre les deux) . Dans le cas de mon G1, le potentiel choisi pour élever la cathode était de 50V . Mais cela ne veut pas dire que mes filaments sont soumis à une TENSION de 50V (ils seraient instantanément grillés !). Si on mesure la TENSION entre la masse et chaque borne du filament, on trouvera 50 -+3.15V . Ce qui veut dire que la TENSION de filament (différence entre les bornes) est de 6,3V mais que le POTENTIEL des filaments est autour des 50V.

Maintenant, quel est l'intérêt de faire ça ? Tout simplement pour avoir un potentiel moyen du filament plus proche de celui de la cathode. Toujours sur le G1, la cathode supérieure du cascode d'entrée est à un potentiel de 90V. Le filament étant à un potentiel de 50V, la TENSION entre filament est cathode est de 40V, ce qui permet de ménager l'isolant entre le filament et la cathode et d'éviter l'induction de 50 Hz (filaments chauffés en alternatif) .

Cette élévation du potentiel moyen concerne bien évidemment toute la ligne d'alimentation des filaments. Pour les cathodes à bas potentiel (masse ou quelques volts), on se retrouve évidemment avec un filament plus haut que la cathode (50V dans ce cas). C'est pourquoi il faut trouver un compromis. Dans certains appareils HiFi haut de gamme, il y a plusieurs lignes d'alimentation de filaments portées à des potentiels différents.

Le calcul du pont diviseur est très simple. On choisit pour commencer le potentiel des filaments (mettons 50V). La tension de base pour fabriquer ces 50V sera une des hautes tensions d'alimentation, mettons que l'on ait une tension de 150V. Il faudra donc passer de 150V à 50V, soit diviser par 3. Donc, si R1 est la première, entre +V et le 50V et R2 celle entre le +50V et la masse, on doit avoir R1+R2/R2 = 1/3 ce qui fait R1=2*R2. On doit prendre 100K en R2 et 200K (en fait 220K, valeur normalisée) en R1

J'espère avoir répondu à tes interrogations. Si tu as d'autres questions, n'hésite pas !

Puis j'ai reçu la réponse suivante :

Salut Burtie,

je te remercie beaucoup pour ta réponse suffisamment exhaustive qui m'a permis de bien comprendre le principe, finalement assez simple, car bien expliqué

Il est vrai que le sujet peut intéresser d'autre personnes, et il serait par conséquent judicieux de le publier dans la section "Théorie" du forum.

Donc, voilà, je lance le sujet. Si certains ont des questions dessus, ou bien des réponses à donner ou encore compléter , qu'ils n'hésitent pas !

[roffli]

très clair, merci Burtie.

[sherpa]

Salut à tous. J'ouvre ce sujet pour publier, avec son accord, l'échange de MP que nous avons eu avec Lemontheo concernant le référencement des filaments. Nous sommes tombés d'accord pour dire que ce sujet peut faire l'objet d'un post qui intéressera tout le monde.


"Je réponds à ton message et je pense même que tu aurais pu lancer un fil de discussion sur le sujet, ce sont des notions qui peuvent intéresser tout le monde.

Pour commencer, je fais un petit rappel sur ce qu'est la tension : c'est la différence de potentiel électrique entre deux points. C'est pourquoi il est important de définir une tension entre deux points ou bien entre un point et une référence. En BF en général, la référence est la masse, dont le potentiel est par définition de 0V.

Maintenant, tu parles d'élever la tension de chauffage. La tension de chauffage se mesure entre les deux bornes du filament et doit être dans tous les cas de 6,3V -+10%. Si tu augmentes au delà, tu usera plus vite ton filament. Quand on parle d'élever le chauffage, on élève le potentiel des DEUX bornes à la fois, ce qui fait que la TENSION de chauffage reste la même (il y a toujours 6,3 V entre les deux) . Dans le cas de mon G1, le potentiel choisi pour élever la cathode était de 50V . Mais cela ne veut pas dire que mes filaments sont soumis à une TENSION de 50V (ils seraient instantanément grillés !). Si on mesure la TENSION entre la masse et chaque borne du filament, on trouvera 50 -+3.15V . Ce qui veut dire que la TENSION de filament (différence entre les bornes) est de 6,3V mais que le POTENTIEL des filaments est autour des 50V.

Maintenant, quel est l'intérêt de faire ça ? Tout simplement pour avoir un potentiel moyen du filament plus proche de celui de la cathode. Toujours sur le G1, la cathode supérieure du cascode d'entrée est à un potentiel de 90V. Le filament étant à un potentiel de 50V, la TENSION entre filament est cathode est de 40V, ce qui permet de ménager l'isolant entre le filament et la cathode et d'éviter l'induction de 50 Hz (filaments chauffés en alternatif) .

Cette élévation du potentiel moyen concerne bien évidemment toute la ligne d'alimentation des filaments. Pour les cathodes à bas potentiel (masse ou quelques volts), on se retrouve évidemment avec un filament plus haut que la cathode (50V dans ce cas). C'est pourquoi il faut trouver un compromis. Dans certains appareils HiFi haut de gamme, il y a plusieurs lignes d'alimentation de filaments portées à des potentiels différents.

Le calcul du pont diviseur est très simple. On choisit pour commencer le potentiel des filaments (mettons 50V). La tension de base pour fabriquer ces 50V sera une des hautes tensions d'alimentation, mettons que l'on ait une tension de 150V. Il faudra donc passer de 150V à 50V, soit diviser par 3. Donc, si R1 est la première, entre +V et le 50V et R2 celle entre le +50V et la masse, on doit avoir R1+R2/R2 = 1/3 ce qui fait R1=2*R2. On doit prendre 100K en R2 et 200K (en fait 220K, valeur normalisée) en R1

Bon, ben, reste à synthétiser ça, mettre en forme, et direct FAQ...

[bilbo_moria]

Super !

Je suis en train de faire une alim et j'ai piqué également (après quelques questions sur le forum) ce que tu avais fait sur ton G1, Burtie !

Je me pose une question existentielle : je me repique sur le point le plus filtré, destiné au préamp, afin de prélever une réf, et via un pont diviseur un peu filtré (10uF, c'est ce que j'avais sous la main), j'élève la réf du chauffage aux alentours de 100V

Le chauffage étant en alternatif, risque-t-on d'injecter du bruit sous forme d'alternatif mal filtré sur le point d'alim destiné au préamp ? Intuitivement, je dirais non car on est par exemple à 250VDC côté préamp, et 6.3VAC avant pont diviseur côté chauffage ...

As-tu constaté que cela introduit du bruit Burtie ?

Sinon, en simulant sous SPICE, j'ai "gonflé" les valeurs des résistances constituant le pont diviseur (1MEG et 470k) car avec des valeurs inférieures (et le même rapport), cela consommait un peu et faisait baisser la tension DC au point d'alim de préamp ...

Je verrai tout ça en live quand le montage sera terminé avec lampes et tout le toutim ...

[Burtie]

Disons que j'ai pu, accidentellement comme quoi une erreur est profitable, juger de la différence entre filaments référencés et non référencés. Sur le G1, j'avais un buzz tenace qui venait de l'étage d'entrée (cascode). Avec Charpy, on avait essayé plein de trucs pour le faire partir, sans succès, jusqu'à je me rende compte que le circuit de référencement n'était pas connecté. Une fois connecté, le bruit avait totalement disparu.

En ce qui concerne l'injection de bruit de filament dans l'alim générale, je ne pense pas. En effet, on injecte sur le point à 50V un signal sinusoïdal de 6.3V. Mais après, ce point est connecté à l'alimentation générale par une résistance de forte valeur (1M dans ton cas) , sur un condensateur lui aussi de forte valeur. On a donc un filtre RC qui élimine totalement ces 50 Hz et on n'a pas de pollution de la ligne d'alimentation (qui bien souvent va au préampli avec une forte amplification d'un signal de faible valeur)

[bilbo_moria]

Cool ! Thanks

[bimole]

Sur mon ampli récemment câblé, oû tous les tubes sont chauffés en alternatif, j'avais prévu de référencer le filament à une tension DC filtrée d'environ 60V. En fait le niveau de bruit en sortie de l'ampli était légèrement plus élevé que référencé au 0V. J'ai donc remis au 0V, n'ayant pas de cathode perchée à plus de 100V.
A mon avis, en règle générale c'est plus pour respecter de Vkf que pour baisser le niveau de bruit.

[Mikka]

Oui.