Page 2 : CHOIX DES LAMPES AUDIO

(du 24/04/2006)

SYMPTOME : Bruit et(ou) perte de puissance !

Il est très probable qu'il faille changer les lampes ! Toutefois une partie du problème peut persister. Il faudra alors aller voir du coté des composants annexes : supports défectueux, balance du bias déréglée est une cause de bruit, alimentation bruyante (condensateur, masse,...etc).

Dans le cas des lampes, 2 cas se présentent et vous n'êtes pas obligés de changer tous vos tubes...
- Tubes de pré-ampli (ex: 12AX7): réduction de la bande passante (perte en basse et en aigu), augmentation du bruit de fond et autres.
- Tubes de puissance (ex: EL34): manque de dynamique, ou (et) baisse de volume, et bruit de déséquilibre si montage PushPull à cause de la dérive du bias en vieillissant (voir §bias)

COMMENT SAVOIR SI LE TUBE ARRIVE EN FIN DE VIE ?
Que ce soit pour un tube de préamp ou de puissance, sa vie est liée à la capacité d'émission d'électrons de la cathode (via le chauffage). Cette capacité peut se mesurer grâce à un lampemètre.
Il est cependant possible de l'estimer en mesurant le bias du tube. En mesurant régulièrement le bias sur une durée de plusieurs mois, vous pouvez observer alors sa dérive et estimer ainsi sa durée de vie.
- Pour les tubes de puissance voir §bias.
- Pour les tubes de préamp, c'est la même mesure, sauf que vous mesurez la tension aux bornes de la résistance de cathode qui n'est pas de 1 ohm, vous en déduisez le courant de cathode via I=U/R.
La mesure du courant de cathode permet donc aussi de comparer les tubes entre eux, grâce à la "chaleur" mesurée qui peut donc être différente pour un même montage...
Exemple de durée de vie du tube EL34 (50%):
En comparaison à d'autres types, elle est assez courte en utilisation guitare, 1500h à 2000h, la période de rodage peut s'estimer à 10% de sa durée de vie, soit quelques heures...
Comment prolonger la durée de vie d'un tube ? (voir utilisations et §bias )

LA MICROPHONIE :
C'est un problème commun aux 2 types de lampes. La microphonie est la capacité à amplifier d'une manière excessive les bruits environnants (feedback), et à provoquer des craquements très désagréables. Un test simple consiste à tapoter très doucement chaque tube avec un crayon à papier. Le tube incriminé résonnera dans les enceintes.
S'il s'agit d'un tube de pré-ampli, il suffit de le remplacer pour régler le problème.
S'il s'agit d'un tube de puissance, il faudra peut-être tous les remplacer en même temps, si le montage nécessite des tubes appairés (regroupées par paires, quartets, sextets, etc) afin que l'ampli fonctionne correctement (sans déséquilibre).
La plupart des petits tubes (ex: 12AX7 / ECC83) sont sensibles à ce type de problème. Pour limiter les risques associés à la microphonie, il est possible d'acheter des tubes qui ont été testés au préalable pour leur sensibilité à la vibration. Leur fabrication comporte souvent un filament en spirale (ex: 12AX7EH, 12AX7LPS) ainsi qu'une rugosité plus importante (ex. en NOS : JAN 12AX7WA).
Un autre moyen pour lutter contre la microphonie, est d'absorber au maximum les vibrations mécaniques qui pourraient être transmises aux tubes, grâce à des amortisseurs (ou gaines) qui recouvrent les lampes. Mais quand le support est un circuit imprimé, on utilise des entretoises "amortisseur". Le collage sur circuit imprimé, de tous les gros composants tels que les condensateurs électrolytiques réduit aussi ce problème.

Les différentes qualités de bruit (Noise Grade) :

Le niveau de bruit est le critère de sélection incontournable. En standard, sans connaître la marque et le type de fabrication, vous risquez d'avoir trop de bruit! Voici les grades :
Standard (+5db à 0db)
Low Noise (0db à -3db)
Ultra Low Noise (-3db à - 6db)
Gold Grade (-6db à -8db)
Remarque : 0db=bruit d'entré de 1.3uV, avec - 3db à 10Hz et 30kHz.

Stockage de l'ampli et des lampes :

La durée de vie d'un tube est très variable suivant les modèles et les fabricants. Seule les conditions et le temps d'utilisation sont influants. Un tube peut donc durer 1 mois comme 10 ans ou plus (il y a des applications très diverses) ! Tout dépend donc des conditions d'utilisation et de stockage ! Des facteurs comme les variations de températures extrêmes ainsi que les chocs surtout à chauds, réduisent leurs durées de vie.
Une lampe jamais utilisée, et bien stocké pourra encore servir des dizaines d'années plus tard ! C'est le cas des lampes dites NOS (New Old Stock). Exemples de marques de lampes NOS européennes et US :

---

FABRIQUANTS ACTUELS DE TUBES AUDIO :

Le distributeur, est un fournisseur de tubes déjà fabriqués, qui effectue son trie et rajoute son propre label. Aujourd'hui, sauf cas particuliers (produits spécifiques), ils ne sont plus aussi indispensables...
Certains fabricants (pour les produits haut de gamme surtout) et certains revendeurs (autres que les distributeurs) effectuent leurs propres tries. Cela permet de réaliser des économies conséquentes, et connaître exactement le modèle original du fabricant est un avantage certain, car cela permet de les comparer.
On vérifiera toutefois que le revendeur a bien la garantie du trie des tubes, s'il ne la pas réalisé lui-même.
- Pour les tubes de pré-amplification et pour certains produits seulement, le trie est parfois nécessaire car sortie d'usine le taux de déchet peut encore être important.
- Pour les tubes de puissance, le fait d'être appairé est un gage de test, inutile donc de passer par un distributeur. Cependant en guitare, le choix du grade de chaleur est un paramètre de plus, qui peut permettre avec l'utilisation adéquate d'obtenir aussi un excellent résultat.

Voici quelques distributeurs regroupant plusieurs marques de fabrication:
Les liens suivants ne sont pas là pour inciter à passer par un distributeur. Ils sont intéressant pour information de certains produits...

(USA) distributeur de Teslovak et autres, quelques produits spécifiques mais distribue principalement JJ-Tesla, Shuguang, Sovtek et Svetlana, gamme HARMA (UK), distributeur de tubes Chinois/Russes, PM Components (UK) distributeur de tubes Chinois/Russes/Européens.

Les fabricants actuels :
Le site du fabricant contient la liste des revendeurs, sinon les interroger...

En Russie :

Electro-Harmonix
Les tubes Électro-Harmonix sont les meilleurs produits réservés pour la marque Sovtek. Performances assez constantes en production, inutile de passer par un distributeur, à priori peu de déchets. (Certaines datasheet papier sur demande)

Sovtek et Sovtek-USA
Les tubes Sovtek sont une marque américaine distribuée par New Sensor. Ces tubes sont fabriqués par Saratov en Russie.
Attention au trie des 12AX7, moins de déchets via Sovtek-USA. (Certaines datasheet papier sur demande)
Notons que New Sensor distribue aussi des tubes russes sous 2 marques "reissue" Tung-Sol et Mullard...

Svetlana et Svetlana-USA
Les tubes Svetlana sont fabriqués en Russie, à St. Petersburg.
(datasheet en pdf)

En Europe :

JJ Electronic - Tesla (ne pas confondre avec les tubes NOS TESLA)
Ces tubes sont fabriqués dans l'ancienne usine de Tesla, réimplanté en République slovaque. Cette usine a construit beaucoup de tubes audio Européens sous des noms de marque tels que Telefunken, Siemens, Amperex, Mullard, et Brimar. Elle fabrique aussi les tubes de marque Teslovak pour Penta et aussi de marque Groove Tubes. Attention au trie des tubes de préamp JJ-Tesla, équilibrés, linéaires, plutôt fiable mais performances non constantes (écarts de gain). (datasheet en html)

Ei - Electronic Industries
Les tubes Ei sont fabriqués en Serbie/Yougoslavie, en utilisant les machines de Philips, les schémas et les méthodes d'essais originaux.
La gamme Elite Gold est la plus fiable. Pour les autres tubes, si vous ne passez pas par un distributeur, attention au trie du revendeur. (datasheet en html)

KR Audio
KR Audio (KR Enterprise), est installé dans les anciens laboratoires TESLA à Prague (République Tchèque). Il fabrique de façon artisanale (fait main), des tubes de puissance plutôt destinés aux amplis HIHI.

AVVT
AVVT est issus de VAIC et fabrique des tubes de puissance HIFI, en République Tchèque, à Prague. (production finie)

Emission Labs
Emission Labs est issue de AVVT et fabrique des tubes de puissance HIFI, en République Tchèque.

En Chine :

Shuguang
Les tubes Shuguang (Electron tube) sont fabriqués en Chine.
(datasheet en html et aussi en Chinois...)

Golden Dragon
Golden Dragon est une marque Britanique distribué par PM Components. Certain de ces tubes sont fabriqués en Russie par Svetlana, mais la plupart sont fabriqués en Chine par Liuzhou, Shuguang.

Valve Art
Valve Art est une marque de tubes fabriqués par O&J enterprise en Chine.

Full Music
Full Music est une des marques (en dehors de TJ et Sofia), des tubes de puissance HIFI, fabriqués par Tianjin en Chine.

Aux USA :

Western Electric
Western Electric, fabrique des tubes de puissance HIFI, aux USA.
(datasheet en html ou pdf)

---

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES LAMPES :

De quoi est constituée une lampe ?

Le tube est constitué d'une enceinte en verre ou en céramique contenant des électrodes où le vide a été créé. Celles-ci peuvent être au nombre de 2 pour une diode, 3 pour une triode, 4 pour une tétrode et 5 pour une pentode.
Les tubes sont l'équivalent des semi-conducteurs comme la diode au silicium, et le transistor, seule la mise en œuvre est différente.

Le principe de fonctionnement ?

Le courant est dû à la circulation d'électrons. Or, dans un tube, la production d'électrons, est réalisé par chauffage de l'électrode appelée cathode grâce à un filament. Ce chauffage va provoquer l'arrachement à l'alliage constituant la cathode, d'électrons qui vont former un "nuage électronique" peu stable, ils ne demandent qu'à revenir à la cathode. On peut leur appliquer alors une force électrique dirigée dans la direction opposée, grâce à des tensions appliquées sur les électrodes voisines.

En théorie le filament constitue la cathode et émet directement les électrons, mais le cas le plus fréquent, le filament composé d'un alliage de tungstène, est distinct de la cathode et la réchauffe par rayonnement. Notez que plus la puissance fournie par le tube est importante, plus le chauffage doit être conséquent ce qui a pour conséquence une alimentation du filament dimensionnée correctement. Les tensions usuelles de chauffage sont 6.3V et 12.6V, il existe bien sur toute une gamme de tensions de chauffage, voir les caractéristiques du tube utilisé.

Le triode :
Le triode est pourvu de trois électrodes et d'un filament de chauffage. Le filament chauffe la cathode qui émet des électrons.
Si la cathode est au potentiel de masse, référence pour mesurer les tensions, alors l'anode est à un potentiel positif. La grille est polarisée négativement par rapport à la cathode. Au repos, la grille très négative empêche les électrons de passer, le courant dans l'anode est au minimum. Moins la tension de grille est négative, plus le courant de plaque (anode), augmente. C'est donc la tension de grille qui commande le courant de sortie. Evidemment si la tension de plaque augmente alors le courant augmente aussi, mais on veillera à rester dans les limites prévues par le constructeur.
La puissance nécessaire pour modifier la tension de la grille est très faible par rapport à la variation de tension anode provoquée par la variation de la tension grille, c'est bien le principe de l'amplification de la triode.

La pentode :
La pentode n'est rien autre qu'un triode plus perfectionné, auquel on a rajouté des électrodes. Elle est constituée du filament et de 5 électrodes.

Repère	Nom	Commentaire
FF, HH	Filament (Heater)	Relié à la tension de chauffage.
A, P	Anode ou plaque (Plate)	Reliée à la Haute Tension.
G1	Grille de commande (Control)	Polarisée négativement par rapport à K.
G2	Grille écran (Screen Grid)	Polarisée à une tension très supérieure à celle de G1 et inférieure à la HT de l'anode. Cette grille en rajoutant sa capacité en série, permet de diminuer la capacité plaque grille, diminuant de même la contre-réaction.
G3	Grille antiparasite (Suppressor)	Permet de réduire les électrons captés par G2, limitant ainsi la perte de gain et du bruit rajouté au signal audio, dut au courant de la grille G2. La grille G3 est relié au même potentiel que K.
K	Cathode	Reliée à la masse en direct ou via une résistance de décalage de tension.

Sur les amplificateurs de puissance, une sécurité évitant la destruction du tube est mise en place de manière à ce que si la tension plaque venait à disparaître pour une raison ou une autre, on interdise le fonctionnement du tube. Sans cette précaution, la grille écran drainerait un courant important en se substituant à la plaque non alimentée ce qui conduirait à sa destruction.

---

LES PARAMETRES DES LAMPES :

Les constructeurs qui fournissent les datasheets de leurs tubes montrent incontestablement une preuve de sérieux. C'était chose courante dans les années 50-60.

Le facteur d'amplification :

Une faible variation de la tension grille engendre une forte variation de tension plaque, c'est la définition de l'amplification. On peut quantifier ceci de manière à déterminer un facteur d'amplification, µ ( mu), qui nous permettra d'établir des comparaisons entre tubes.
µ est égal au ratio des variations de tension anode sur variations de tension grille.

µ = dUa / dVg

Exemple : Si µ = 100, cela signifie que pour une variation de grille de 1V, nous obtenons une variation de 100V d'anode.

Le facteur d'amplification permet donc de sélectionner dans un premier temps le potentiel de puissance du tube. Ainsi il est possible de changer le gain du montage sans rien changer au montage, il suffit simplement de changer de tube avec un µ différent. C'est particulièrement intéressant car cela permet de changer de son.
L'exemple le plus courant est de diminuer le facteur d'amplification du tube d'étage d'entrée, cela permet de réduire le feedback, de clarifier le son grâce à une transconductance plus élevé (et donc une résistance interne plus faible), avec plus de plage de réglage du potentiomètre de gain d'entrée. Ainsi le son crunch peut être amorcé plus loin et sera plus fin. J'ai appliqué ce principe en remplaçant le tube d'entrée, un 12AX7 par un 5751 ou un 12AT7. L'inverse est aussi possible. Remplacer un 5751 par un 12AX7.

Mais le changement du facteur de gain est quand même limité, afin que l'ampli reste dans une plage de fonctionnement correct. Toutefois, ce changement de référence entraîne le décalage du point de polarisation. De ce fait la polarisation du tube n'est plus aussi optimale dans son utilisation de sa puissance, mais elle reste dans une plage très correcte de fonctionnement.

12AX7	peut être remplacé par :	5751, 12AT7, 12AY7.
5751		12AX7, 12AT7, 12AY7.
12AT7		5751, 12AY7.
12AY7		5751, 12AT7, 12AV7.
12AV7		12AY7, 12AU7.
12AU7		12AV7

Classement des lampes de pré-amplification brochage B9A par µ décroissant :

US Com.	US Milit.	Europe Com.	Europe Milit.	µ	S en mA/V	Ri (K)	Va max (V)	Pa Max (W)	Ia max (mA)	Ihh à 6,3V (mA)
12AX7	6681 / 7025	ECC83 / ECC803	CV4004 / M8137	100	1,6	62,5	330 300	1,2 1	8	300
-	5751	-	-	70	1,2	58	330	0,8	3	350
12AT7	6060 / 6679	ECC81 / ECC801	CV4024 / M8162	60	5,5	10,9	330 300	2,8 2,5	15	300
-	5965	E180CC	-	47	7	6	330 275	2,2 2	16,5 20	450
12AY7	6072	-	-	44 40	1,75 1,75	25 22,9	330 300	1,6 1,5	10	300
12AV7	-	-	-	41	8,5	4,8	300	2,7	25	450
-	6085	E80CC	-	27	2,7	10	300	2	12	600
12AU7	6189 / 6680	ECC82 / ECC802	CV4003	17	2,2	7,7	300	2,75	20	300
12BH7	6913	-	-	16,5	3,1	5,3	300	3,5	20	600

µ = Facteur de gain
S = Transconductance
Ri = Résistance interne , Ri = µ / S , en Kohm
Pa max = Puissance dissipée max de l'anode
Ia max = Courant max de l'anode
Ihh = Courant de chauffage du filament

Remarques :
- Il existe beaucoup de références équivalentes, se reporter à la documentation des constructeurs.
- Des préfixes ou suffixes sont ajoutés à la référence pour nous informer du type et/ou de la qualité de la fabrication.
Exemples en NOS avec 12AX7 :

JAN 12AX7WA	"JAN"=Joint Army Navy, terme de qualité militaire américaine. "W"=fiabilité, le "A" est sa version, faible bruit, mais attention, la réponse dynamique est parfois trop atténuée surtout pour les tubes récents (après les années 80).
12AX7A	Le "A" signifie version faible bruit, adapté au filament de chauffage série.
12AX7S	Le "S" signifie qualité spéciale ou sélectionnée.

Transconductance et caractéristiques électriques :

Mais attention, l'amplification d'un montage ou son gain, est fonction de la résistance de charge du montage. Plus la résistance est élevée et plus le montage a de gain, réduisez la valeur de R, le gain chute.
Donc le facteur d'amplification caractérisera plutôt le montage que le tube utilisé. C'est pourquoi le paramètre de transconductance, gm, existe, (parfois noté S). Il désigne le rapport des variations de courant anodique sur les variations de tension grille. Il est exprimé en mA par volt (mA/V) ou encore en micromho, ou de préférence en Siemens (1mA/V = 1000 µS).

gm = dIa / dVg

Il indique les possibilités d'amplification du tube et donc la dynamique du signal audio, très important pour la précision du son.
C'est en réalité la pente de la partie linéaire de la caractéristique de grille IA = f(UG), appelé fonction de transfert.

La caractéristique d'anode ou de sortie :

Le potentiel de grille UG est fixé et on mesure l'intensité du courant d'anode en fonction de la tension d'anode.
La pente ou partie linéaire de chaque courbe représentée permet de calculer la résistance interne (Ri) du tube pour chaque tension de grille (UG). C'est le rapport entre la variation de tension anode par la variation d'intensité anode correspondante.

Ri = dUa / dIa

La résistance interne est une caractéristique importante car un Ri élevé augmentera l'impédance de sortie, ce qui pénalise aussi la réponse fréquentielle.

Exemple : pour une tension grille de -1V la variation de IA en fonction de UA sur la figure ci-contre est de 2 mA (de 2 à 4 mA) pour 50 V (100 à 150 volts). Ri = 50/0,002 = 25000 ohms

Autre calcul de Ri :

Ri = µ / gm

Exemple : µ = 62,5 et gm = 2,5 mA/V d'où Ri = 25 kohm

Les capacités internes du tube :

La capacité totale notée Cpk (plate-cathode - Plaque -cathode) peut se scinder en deux capacités réparties entre la capacité Grille-Cathode (Cgk)et la capacité Grille-plaque ou Grille-Anode (Cga).
La plus ennuyeuse est la capacité Cga, celle qui contre-réactionne l'amplificateur. Ce phénomène ramène une partie du signal de sortie vers l'entrée, de qui risque en fonction de la phase du signal de provoquer de l'instabilité. Cga devra donc être suffisamment faible.

Exemples de faibles valeurs :
- Sur un tube de puissance NOS, 6L6GC de Général Electric et RCA(Philips),
Cga = 0,6pF
- Sur un tube de préamplification, 12AX7EH, Cga = 1,6pF.

La réponse dynamique en fréquence :

C'est véritablement le paramètre qui caractérise le son du tube, par sa dynamique et sa couleur tonale. En effet un tube possède une bande passante, avec 2 fréquences de coupures, f1 pour les basses et f2 pour les aigus. Mais entre ces 2 fréquences la réponse dynamique peut être très variable. Ainsi on peur observer à même facteur de gain mu, des écarts importants de dynamique.

Exemple : Grosse différence entre la Sovtek 12AX7WA et 12AX7WB qui est plus dynamique de 25%. Ces 2 tubes restent peu dynamiques, et non linéaires, sont si possible à éviter. Attention, car même s'ils sont triés, le problème reste évidemment le même. Ils se retrouvent alors cachés sous d'autres références de grandes marques de distributeurs...

Mais il existe aussi dans la réponse, des différences tonales importantes, dans les graves, médium et aigus, évidentes dans l'utilisation de tubes NOS.

---

CONSEILS ET RECOMMANDATIONS :

L'origine d'un tube, sa localisation et sa qualité de fabrication, est un facteur important dans le type de couleur sonore. Une petite période de rodage de quelques heures existe pour un tube neuf. Il faudra patienter un peu pour pouvoir profiter de toute sa richesse tonale. Une différence de tonalité existe entre tubes de différentes fabrications. (voir panel 12AX7 et comparatif des courbes constructeurs EL34 & EL84)

On peut distinguer :
Les fabrications actuelles : type chinoises de couleur et grain plutôt rond, les types russes avec un fort facteur de gain sont plutôt destinés au son saturé, et les types européens souvent d'un très bon compromis entre les types russe et chinois.
Les tubes NOS : américaines et européennes avec des fabrications parfois plus fiables surtout pour la période 1950-1960 mais avec surtout de grandes différences tonales (grave, médium, aigu). (voir exemples mp3 du MB Studio Preamp)

Recommandations en étage de préamplification :

Les recommandations qui suivent dans cette partie préamplification, sont efficaces sur du matériel de qualité ou qui a bénéficié d'une intervention d'optimisation adéquate. Dans le cas contraire vous risquez de ne pas entendre la différence.
Un principe simple est d'éviter de placer 5 tubes identiques. Souvent le mieux est de ne pas dépasser 2 tubes identiques. Le risque est d'accentuer la tonalité dans un sens ou dans l'autre, soit assombrir, soit trop brillant.
En effet un tube a sa propre caractéristique tonale, en rajoutant les mêmes on accentue la réponse du tube au détriment de la réponse de l'ampli. Par exemple, si le tube a une caractéristique fréquentielle plus forte dans les médiums, l'effet apporté est plutôt intéressant surtout en tube de distorsion. Mais si toutes les lampes à chaque étage ont les mêmes caractéristiques, le résultat sera une tendance à réduire la réponse tonale en "entonnoir".
Il en est de même lorsqu'on utilise un trop grand cumul d'étages d'amplification, cela provoque le même effet d'assombrissement du son. Ainsi dans le cas de l'utilisation d'un préampli externe réinsérer dans un ampli, on prendra soin de le rentrer par le canal simple, celui comportant le moins d'étages, ou mieux en entrée de déphaseur.

De par sa conception souvent un préamplificateur à lampe moderne aura besoin de tubes à fort facteur de gain dans ses étages intermédiaires. Alors que sur un ampli Vintage, le choix sera beaucoup plus large.

Implantation typique des tubes de Pré-amplification :

V1 - Lampe de 1er étage
V2 - Lampe d'étage intermédiaire
V3 - Lampe de dernier étage
V4 - Lampe driver de boucle d'effet
V5 - Lampe driver de réverb
V6 - Lampe du déphaseur ou driver de l'étage de puissance

Le choix du tube de préamp est fonction du montage électronique et du son recherché ou à ajuster (+ dynamique, + crunch, + rond, + brillant, + de bass). On ne peut gagner sur tous les tableaux, c'est pourquoi leurs mariages sont intéressants... Toutefois, attention aux mariages sans intérêt, comme entre consanguins 12AX7EH et 12AX7LPS).

V1 - Lampe de 1er étage :
Le premier étage est fondamental car il définit la tonalité globale du canal de pré-amplification, ainsi que le gain d'entrée. Cette étage est très sensible au bruit et à la microphonie. C'est aussi le meilleur emplacement pour tester le son de différents tubes.
Le tube choisi devra donc être très calme et de bonne couleur tonale et bien adapté à l'ampli.
Un très bon choix est un tube Electro Harmonix (Sovtek), (ex : 12AX7EH ou 12AT7EH ou 12AY7EH). Pour une entrée type Marshall vintage, la EI 12AX7 Elite Gold est très recommandée, pour sa forte dynamique et ses harmoniques.
On utilisera les tubes NOS non standard, uniquement en industriel ou en fiabilisé, 12AX7W, 7025, 6681, 5751, etc...
Le choix du facteur de gain et d'une résistance interne plus faible peut se justifier afin de garantir une meilleure tonalité et dynamique plus grande (gm), avec un réglage plus fin du gain d'entrée, cela réduira d'autant plus la microphonie ou feedback. On préservera la tonalité, précision et son clair, (ex : 5751 ou 12AT7W ou 6072).

V2 - Lampe d'étage intermédiaire :
Cet étage n'a pas besoin d'être peu bruyant. Il influence aussi sur la tonalité de l'ampli.
Dans les amplis vintage, on pourra utiliser des lampes NOS standard.
Par contre une lampe de distorsion devra être très peu bruyante, on préfèrera une 12AX7EH ou Sovtek 12AX7LPS ou JJ ECC83S. L'utilisation d'un tube NOS de qualité est très recommandée comme la Télefunken ECC803S, la Brimar CV4004 ou la fameuse Mullard CV4004, etc...

V3 - Lampe de dernier étage :
Comme pour l'étage d'entrée, l'étage de sortie est aussi sensible au bruit et à la microphonie. Il renvoie, quand elle existe, à la sortie de pré-amplification, pour un enregistrement en prise directe.
On pourra utiliser un tube actuel, un 12AX7EH ou Sovtek 12AX7LPS ou JJ ECC83S ou une chinoise 12AX7A ancien model ou une Golden Dragon.
Dans les amplis vintage, on pourra utiliser des lampes NOS types 12AX7A ou 12AX7S ou du fiabilisé militaire 12AX7WA.

V4 et V5 - Lampe driver de boucle d'effet et de réverb :
Cet étage drive la boucle d'effet et la réverb. Cet étage a peu d'effet sur la tonalité et le niveau de bruit, car dans la plupart des cas, le signal audio ne rentre pas directement dans cet étage. De préférence on respectera le facteur de gain d'origine du tube utilisé par l'ampli.
- Pour la boucle d'effet, n'importe quel standard conviendra.
- Pour le driver de reverb, un tube standard fiable, russe, européen ou NOS, conviendra, 12AX7 ou 12AT7, utilisé par Fender. Il faut noter qu'un tube de driver de reverb par sa fonction s'use beaucoup plus vite qu'un tube utilisé dans les autre étages. Inutile d'utiliser un précieux tube audio à cet emplacement...

V6 - Lampe du déphaseur ou driver de l'étage de puissance
Cette étage permet de déphaser le signal audio afin d'attaquer l'étage de puissance. Il peut jouer sur la tonalité mais a peu d'effet sur le niveau de bruit. De préférence on respectera le facteur de gain d'origine du tube utilisé par l'ampli. Pour un 12AX7 prendre un tube bien équilibré dans les basses. Un tube 5751 peut être utilisé pour certains amplis Marshall ou un 12AT7 pour les amplis Fender.

Exemples de configuration :

Bon rapport qualité prix : V1 - Sovtek 12AX7EH V2 - JJ ECC83S V3 - Sovtek 12AX7WB V4 - Chinoise 12AX7A V5 - JJ ECC81 V6 - 12AT7 (NOS)	Utilisation de tubes NOS : V1 - Telefunken ECC83S V2 - Mullard CV4004 V3 - Brimar CV4004 V4 - Telefunken ECC83S V5 - Mullard CV4024 V6 - RCA 12AT7
AMPLI (Vintage) : V1 - Sovtek 12AY7EH V2 - JJ ECC83S V3 - Sovtek 12AX7LPS V4 - JJ ECC83S V5 - JJ ECC81 V6 - Philips 12AT7 (NOS)	PREAMPLI OVERDRIVE : V1 - Sovtek 12AX7EH V2 - Sylvania 12AX7 (NOS) V3 - Mullard CV4024 (NOS) V4 - Sovtek 12AX7LPS V5 - RCA 12AT7 (NOS)

Recommandations en étage de puissance :

La différence de tonalité pour les tubes de puissance, est plus caractéristique que dans le cas des tubes de pré-amplification. Ce constat est valable en comparant leurs types propres (ex : KT66 et 6L6) mais aussi en comparant entre fabricants différents (ex : Shuguang KT66 et Sovtek KT66).

Les tubes de puissance apportent la tonalité globale de l'ampli. C'est à dire la couleur spectrale du son de l'ampli. La forme du tube et de ses éléments internes vont jouer sur la réponse fréquentielle. Certains sonneront mieux en distorsion, grâce à leur médium plus prononcé, d'autres au contraire donneront tous leurs éclats en son clair. D'autres enfin pour les meilleurs seront polyvalents.
Leurs dynamiques dans tout le spectre de fréquence et leurs capacités à fournir les harmoniques adéquates est à mon avis le paramètre de choix fondamental.

Quelle que soit la marque, un tube de puissance dévoilera le maximum d'harmoniques à forte puissance. Ce qui revient à pousser le volume général au maximum et diminuer le volume d'entrée de l'ampli.

On veillera à respecter le type de tube préconisé par la conception de l'ampli, afin de ne pas avoir à changer les valeurs des résistances de polarisation (Bias). Exemple : remplacement de 6L6 par des EL34.

On tiendra aussi compte des paramètres de bruit de fond et de la microphonie.

Qu'est ce que le BIAS ou POLARISATION ? (du 09/08/03 au 27/10/04)

Le remplacement par des tubes appairés et de même référence, si le réglage du bias précédent à été fait correctement (ou déjà fixé d'origine dans l'appareil), permet de s'affranchir d'un nouveau réglage. Ainsi chaque tube possède les caractéristiques électriques proches des tubes précédents, mais un contrôle des tensions de polarisation est préférable ainsi que si possible un réglage de balance (équilibre des courants du transformateur de sortie via les tensions négatives de grille de commande G1), afin de minimiser le bruit.
Dans le cas des montages auto-polarisés (comme dans les étages de préamplification, bias automatique), les lampes de puissance ne nécessitent aucun réglage car la polarisation est réalisée automatiquement via la résistance de cathode (souvent commune aux tubes).

Dans quels cas utiliser des tubes appairés?
--> OUI, à partir d'une paire de tubes, si vous ne voulez pas régler le bias, (dans ce cas, bien choisir le grade ou la référence).
--> OUI, en Push-Pull à 2 ou 4 tubes, si polarisation fixe (bias automatique).
--> OUI, en Push-Pull à 4 tubes, si réglage de bias commun aux 4 tubes et même avec balance.
--> NON obligatoire, en Push-Pull à 2 tubes avec réglage de balance ou 2 réglages de bias indépendant sur chaque tube, sous réserve que les tubes soient de même fabrication.
--> NON obligatoire, en Push-Pull à 4 tubes avec 4 réglages de bias indépendant sur chaque tube, sous réserve que les tubes soient de même fabrication.

A un bias correspond un courant de repos. Si le Bias est déréglé alors le son ne sera pas optimal. Le bias permet aussi de régler le seuil du début de saturation du tube, primordiale en ampli guitare.
- Cas d'un tube polarisé trop froid, tendance à une couleur plutôt terne, le courant d'anode est trop faible. Le tube manquera de puissance et le son risque d'être affecté par la distorsion de raccordement.
- Cas d'un tube polarisé trop chaud (surchauffe), tendance à une couleur rougeoyante, le courant d'anode est trop élevé. La puissance maximale est de toute façon atteinte, et la durée de vie du tube sera à terme fort limité.

MESURER ET REGLER LE BIAS:
Le réglage du bias consiste donc à mesurer et ajuster, le courant de repos du tube (courant de plaque, Ia) dans la plage optimale, en principe, juste avant le plafond maximal de puissance. Cela revient donc en pratique, à ajuster la valeur d'une ou (des) résistance(s) qui peut être fixe d'origine ou ajustable suivant les cas.
Pour une pentode, Ia = Ic - Ig2, avec Ic=courant de cathode et Ig2=courant de grille écran. Cela signifie que Ig2 doit aussi être ajusté en fonction de la qualité de fabrication du tube, ce qui est très rarement réalisé... C'est indispensable pour la longévité du tube.

Ce travail devra être effectué avec précautions, à cause des hautes tensions dangereuses mises en jeux...

Voici 3 méthodes de mesure du bias (courant de plaque)...
1ère méthode à l'oscilloscope : (pour les techniciens confirmés)
Injecter un signal sinusoïdal (1Khz) en réglant le volume au maximum de l'écrêtage. En visualisant le signal à l'oscilloscope, diminuer la tension de grille de façon à supprimer la distorsion de raccordement avant écrêtage, puis choisir le niveau de bias recherché + ou - proche du seuil de distorsion.
2nde méthode avec 1 ohm incorporé dans l'ampli : (pour les techniciens)
Insérer une résistance de 1ohm entre la cathode et la masse. Mesurer la tension à ses bornes, il correspond au courant de cathode. Sachant que le courant de cathode est la somme du courant d'anode et du courant de la grille écran. Si la 1 ohm cablé à la masse est permanente on rajoutera en // une diode 1N4007 pour obtenir une masse virtuelle cotée anode de la diode et par sécurité.
Régler la tension de grille afin d'obtenir le courant désiré. Il est préférable de négliger le courant de grille écran, s'il est de l'ordre de 1 à 2mA (cas du 6L6). C'est une marge de sécurité et le tube sera ainsi moins chaud.
3ème méthode avec 1 ohm extérieur à l'ampli : (pour les bidouilleurs)
C'est la même méthode que la seconde, sauf que la 1ohm est insérer dans une rallonge externe à construire soi-même. Prévoir au minimum 2 rallonges, pour les mesures de bias de 2 à 4 tubes. Cette rallonge convient au type octal (6V6, 6L6, KT66, KT88, EL34, 6550,...)
Construction de la rallonge :
Prendre un support de tube neuf (octal pour la plupart des tubes de puissance), ainsi qu'un vieux tube (octal) usagé dont les fiches contacts sont encore en bon état. "Briser&découper" le verre du tube et ne récupérer que le culot avec les fiches (sinon cela s'achète neuf, voir KIT BIAS). Souder les fiches à l'intérieur du culot pour les raccorder au support octal de tube, en y insérant la résistance de 1 ou 10 ohm /1W (trié à 1%) en broche 8. Les mesures doivent être accessibles en toute sécurité, isoler les autres broches, utiliser du fil de câblage souple AWG22 ou plus et qui tient au minimum 500V ou plus.
La référence des mesures est le 0V électrique de l'amplificateur, via la masse mécanique, s'y relier comme référence des hautes tensions.

Broches de la rallonge	Points de mesure des tensions DC	Exemple de mesures avec EL34
1	-	-
2	-	-
3	Haute-tension de plaque, Va	437V
4	Haute-tension de grille écran G2	431V
5	Tension négative de grille commande G1	-36,1V
6	-	-
7	-	-
8 du culot fiche	Point froid de la mesure de la 1R Tension de cathode, Vk	0V
8 du support	Point chaud de la mesure de tension de la 1R en mV équivalent en mA au courant de cathode, Ic	44mV soit 44mA

Ig2 = courant de grille écran G2
Ic = courant de cathode, Ic = Ia + Ig2
Ia = courant d'anode ou de plaque, Ia = Ic - Ig2
Si polarisation automatique, la puissance statique est P = (Va - Vk) . Ia
Si polarisation par G1, la puissance statique est P = Va . Ia, car Vk = 0V.

Exemple de calculs avec les mesures de la EL34 standard PaMax=25W :
Calcul du courant de grille écran, Ig2= (437V-431V-1V)/1000R=5mA. La résistance de grille écran est de 1000R, le 1V est la chute de la self avant.
Calcul du courant de plaque, Ia = Ic - Ig2, soit Ia=44-5=39mA.
Calcul de la puissance statique, P = Ia .Va, P=0,039x437=17W, soit 68% de 25W.

CHOIX DE LA PUISSANCE STATIQUE (pour le bias) :
Attention, le choix du courant de repos dépend avant tout de la class de l'amplificateur. En class A et AB surtout, sauf exception, la puissance statique P choisi sera, 60% < P < 80%, de la puissance dissipée max dans l'anode (PaMax). En class AB en son clair, la plupart du temps, P est réglé en moyenne de 60 à 65%, sauf exception pour les tubes militaires où P sera réglé en moyenne de 65% à 75%.
Le choix de la puissance statique dépend du tube et du son recherché, plus on cherchera les harmoniques (distorsion), plus le tube sera réglé chaud. Dans certains cas particuliers, 80% < P < 99% de PaMax (class A). Dans tous les cas, ne jamais dépasser PaMax.

Exemple : Pour la 6L6GC, pour Va=450V mesuré, Ia peut être réglé à 42mA soit P=19W, soit 63% de 30W, (Ig2 de l'ordre de 1mA à 2mA, ici Ic=43mA).

Exemple : Pour la EL34, pour Va=450V mesuré, Ia peut être réglé à 38mA soit P=17W, soit 68% de 25W, (Ig2 de l'ordre de 5mA, ici Ic=43mA).


VALEURS LIMITES DU CONSTRUCTEUR :
Les valeurs limites varient en fonction de la marque et de la référence du tube. Concernant le bias, le plus important à savoir, c'est surtout PaMax et la rugosité (fiabilité) du tube. Vérifier les limites sur la datasheet constructeur...

Type	Vh (V)	Ih (A)	VaMax (V)	Vg2Max (V)	PaMax (W)	Pg2Max (W)
EL84/6BQ5	6,3	0,75 à 0,76	250 à 300	250 à 300	10 à 12	2
6V6	6,3	0,45	315 à 450	285 à 350	12 à 14	2 à 2,5
6L6	6,3	0,9	350 à 375	250 à 270	18,5 à 24	2,5 à 3,5
5881	6,3	0,9	350 à 400	250 à 400	23	3
KT66	6,3	1,27 à 1,3	250 à 550	250 à 550	25	3,5
EL34/6CA7	6,3	1,5 à 1,63	800 à 825	400 à 510	25 à 30	7,5 à 8,5
6L6GC	6,3	0,9	500	450 à 500	30	5
KT88	6,3	1,6 à 1,8	600 à 820	600 à 800	35 à 50	6 à 10
6550	6,3	1,6 à 1,8	600 à 800	400 à 600	35 à 42	6 à 7

Vh = Tension de chauffage
Ih = Courant de chauffage
Va = Tension anode
Vg2 = Tension grille d'écran
Pa = Puissance dissipée par l'anode
Pg2 = Puissance dissipée par la grille écran

Remarque 1 : Les tubes dérivent avec le temps, c'est pourquoi un réglage sans changer les lampes est parfois nécessaire (100 à 500 heures).

Remarque 2 : Certaines marques utilisent un système de graduation, grade de 1 à 10 ou repère de couleur pour affiner les caractéristiques de leurs tubes. Ce code indique le taux et la rapidité de saturation du tube.

---

HIT PARADE DES TUBES : (du 21/05/05)

Les listes ci-dessous sont une synthèse que j'ai effectuée sur plusieurs comparatifs dont mes propres tests, les tubes non-cités sont soit non testés, soit vraiment à éviter...

Tubes EL84/6BQ5 : 12 Watt (voir le comparatif constructeur EL84)
Moins puissant que EL34 son spectre harmonique est tout aussi riche.

Hit parade :

Harma STR EL84, très polyvalent Groove Tube EL84S, très polyvalent Ruby EL84R, polyvalent JJ-Tesla EL84, polyvalent plutôt son clair Sovtek EL84M, militaire polyvalent plutôt son saturé EH EL84, assez polyvalent Sovtek EL84/6BQ5, assez polyvalent

Tubes 5881/6L6WGB : 25 Watt
Les 5881 (version militaire) ou 6L6WGB (version commerciale), peuvent directement remplacer les 6L6, si vous cherchez un peu moins de puissance. Mais vous perdrez en dynamique et aussi en harmoniques surtout en son clair.

Hit parade :

Ruby 5881RWXT Sovtek 5881WXT

Tubes 6L6(GC) : 30 Watt
Tube utilisé plutôt pour le son clair cristallin ou crunch bluesy s'il est poussé. Utilisé dans les amplis Fender. La référence est le RCA 6L6GC "blackplate" de 1956.

Hit parade :

JJ (ou via GT) 6L6GC, très polyvalent, clair et saturé Groove Tube 6L6GE, très polyvalent, clair et saturé Harma STR 6L6GC,très polyvalent plutôt pour son clair Svetlana 6L6GC, polyvalent plutôt pour son clair EH 6L6GC, assez polyvalent Shuguang 6L6GC-M-STR

Tubes EL34/6CA7 : 25 Watt (voir le comparatif constructeur EL34)
L'EL34 a un peu plus de sortance et un rendement plus élevé que le 6L6, ce qui permet de le pousser plus (voir choix de la puissance statique du bias). Ce tube n'a pas le son clair cristallin du 6L6 mais il est plus polyvalent et une fois poussé, il est bien adapté au son crunch et distorsion. Il équipe les amplis Marshall. Utilisé aussi par les guitaristes de Jazz pour sa polyvalence de sons il permet une égalisation plus facile que le 6L6 afin de mieux distinguer chaque corde (voir gm). Le tube E34L est un peu moins chaud que EL34 à courant de plaque égale, mais il est mieux adapté au son de la guitare, régler son bias un peu plus chaud.... Le décallage de la tension de commande est de -3V typique, cela signifie qu'a tension égale c'est le contraire, E34L est alors plus chaud qu'avec EL34 (voir sa datasheet)

Hit parade :

Harma STR E34L, sélection de JJ-Tesla E34L GrooveTube ou Penta E34LS, sélection 30W de JJ-Tesla E34L Svetlana EL34, polyvalent pour le son clair riche ou son disto JJ-Tesla E34L, polyvalent plutôt pour le son disto JJ-Tesla EL34, polyvalent plutôt pour le son clair Electro Harmonix EL34EH, assez polyvalent plutôt son disto Shuguang EL34B-STR, assez polyvalent

Tubes KT-66 : 25 Watt
Le KT-66 se rapproche de la 6L6 en son clair sans la dépasser vraiment, mais une fois poussée sa distorsion est plus intéressante (Bias à régler plus chaud que le 6L6).

Hit parade :

JJ-Tesla KT66-S, polyvalent JJ-Tesla KT66, assez polyvalent Penta-Shuguang KT66, assez polyvalent Sovtek KT66, assez polyvalent

Tubes 6550 & KT-88 & autres KT : de 35W à 50 Watt
Ces tubes ont des puissances de dissipation max (PaMax) très variés. Ils sont plutôt utilisés en son clair. Pour délivrer leurs harmoniques en distorsion, ils ont besoin d'être réglés plus chaud, surtout si le PaMax est plus élevé (voir bias).
Le 6550 est très similaire à la 6L6 avec la dynamique de l'EL34. Le KT88 est très similaire au KT66. A qualité de fabrication équivalente le KT88 est supérieur au 6550, sa bande passante est plus large et il est plus chaud. L'élargissement de la bande passante est d'autant plus vrai pour les modèles 50W (KT88S, KT90, KT100). Mais la chaleur de ces modèles est située entre celle du 6550 et du KT88. En cas d'augmentation de la puissance des tubes, vérifier la capacité de puissance du transfo de sortie...

Hit parade des 6550 :

Svetlana 6550C, 36W, très polyvalent Electro Harmonix (Sovtek) 6550EH, 42W, polyvalent Sovtek 6550WE, assez polyvalent plutôt pour son disto Shuguang 6550A, assez polyvalent

Hit parade des KT88 :

KR audio KT88, le plus polyvalent Penta-Shuguang KT88SC, 50W Svetlana KT88, 44W KT88 EH JJ-tesla KT88, 42W Valve Art KT88 copie GEC

Hit parade autre KT :

EI KT90 version3, très polyvalent Valve Art KT100, polyvalent Liuzhou-Shuguang KT100, assez polyvalent

Tubes type 300B : de 40W à 70 Watt
Le tube HI-FI, triode pour class A... Doit être particulièrement bien drivé, à cause de sa vitesse non excessive, mais sa tonalité est incomparable avec les tubes précédents. Attention au respect de la puissance statique maximale qui varie suivant les modèles !

Hit parade :

Tianjin 300B plaque maillé, le plus polyvalent KR audio 300BXLS, très polyvalent (65W) Tianjin 300B plaque solide, très polyvalent Western Electric 300B, très polyvalent (ancien model) Svetlana 300B, polyvalent Valve Art 4300B, assez polyvalent

---

LES ACCESSOIRES DES TUBES :

BLINDAGE DES TUBES :
Cela améliore la bande passante, diminue le bruit de contact des broches et la distorsion. Diminue la microphonie mais n'est pas le plus efficace (on pourra amortir le contact du ressort contre le tube avec un matériau absorbant).

BAGUE AMORTISSEUR :
C'est une bague qui permet de réduire le bruit microphonique grâce à l'effet amortisseur du polymère viscoélastique, ISD110-112-130 de chez 3M.
Vous pouvez aussi utiliser d'autres matériaux absorbants...




GAINE THERMO :
Faite le vous-même en mieux!
C'est une gaine thermo-rétractable basse température à placer autour du tube sur une longueur de 1/3 à 2/3. Cela permet de réduire le bruit microphonique grâce à l'effet amortisseur de la gaine. Mais attention aux chocs thermiques, chauffer la gaine trés progressivement...

BAGUE DE CUIVRE :
De ma fabrication ... à placer sur les tubes de préamp et(ou) puissance (uniquement en guitare dans certains cas).

---

CONCLUSION :

Le meilleur tube est celui choisi en adéquation à sa fonction, à son utilisation et à son réglage ! (voir mon panel 12AX7 et comparatif constructeur)
Pour les tubes de pré-amplification, ma préférence se porte sur plusieurs fabricants :
- Electro-Harmonix, qui offre la lampe la moins bruyante si elle est bien triée en 12AX7EH (ultra low noise) dynamique, et aussi pour la reproductibilité de la performance. Les autre tubes 12AT7EH,12AY7EH, 12AU7EH. Il y a aussi la 12AX7LPS (low noise) de Sovtek un peu plus dynamique, si elle a été bien triée. Il n'y a pas de différences tonales audibles entre la 12AX7 EH et la LPS, seul l'analyseur de spectre montre une très légère différence. Leur mariage (consanguin) est donc sans intérêt. Attention ces deux 12AX7 et 12AT7EH sont gourmandes en courant (>> 300mA sous 6V3), cela signifie aussi que leur longévité est beaucoup plus réduite que les autres tubes. En 5751, il y a aussi la Sovtek pour son mu de 70.
- JJ Electronics-Tesla, qui offre le meilleur équilibre tonale, pour ces lampes 12AX7S/ECC83S, 12AT7/ECC81 et 12AU7/ECC82, si elles ont été bien triées. Ou encore la ECC803S spécification haut gain, très complémentaire à la ECC83S.
- Groove Tube 12AX7M et Tung Sol 12AX7 ou ECC803S (broches dorées), sont intéressants en complément avec des + brillantes.
- EI 12AX7, si elle est bien triée ou 12AX7 Elite Gold (broches dorées), très dynamique.
- La meilleure sélection chinoise est en ancienne production, sinon la Golden Dragon 12AT7 ou 12AX7 bien triée ou E83CC, ou la E83CC-01 (broches dorées), haute sélection, très ronde.

- Pour les tubes de forte puissance, cités précédemment en 35W et plus, chacun de ces fabricants propose au moins un produit intéressant, KR audio, Svetlana, EI, Electro-Harmonix, JJ-Tesla, Valve Art, Liuzhou, Shuguang.
- Pour tous les autres tubes, cités précédemment de 12W à 30W, ma préférence se porte sur JJ-Tesla, Svetlana (logo C ou logo S suivant le cas) et Electro-Harmonix.

En application guitare (préamp et puissance), dans certains cas, il est parfois intéressant de passer par un distributeur pour le choix d'un grade de chaleur particulier. (voir aussi description dans ma liste de composants audio)

MARIAGES complémentaires entre TUBES de préamp et puissance :
Ils permettent de cumuler les avantages de chacuns quand ils ne sont pas consanguins. Cela est donc intéressant, entre tubes européens, russes et chinois, et surtout, avec des tubes NOS de qualité, pour apporter plus de couleurs tonales.
Exemples intéressants, entre paires de puissance appairés :
JJ/Tesla EL34 & Svetlana EL34, JJ/Tesla E34L & Svetlana EL34, JJ/Tesla 6L6GC & 6L6EH, JJ/Tesla EL84 & EL84EH.
Attention, ces mariages demandent, dans certains cas, une modification puis un réglage particulier du bias. (Voir sécurité & recommandations )