Bonsoir les amis,

Je voulais partager une idée d’amplificateur single-ended sur laquelle je travaille depuis quelque temps.



Le projet mélange plusieurs techniques souvent utilisées séparément, mais rarement ensemble:

a) étage de sortie KT120 en pentode pur
b) correction différentielle avec amplificateur d’erreur à JFET 2SK170
c) feedback de Schade
d) feedback positif en courant entre cathode finale et cathode driver

Après beaucoup de simulations et d’optimisations, les résultats sont franchement impressionnants : très faible distorsion, excellente stabilité, impédance de sortie contrôlée sans écraser la dynamique, et surtout une signature harmonique qui reste très “tube” malgré le niveau de correction élevé.

L’étage de puissance utilise une KT120 montée en pentode pur, alimentée à 430V, avec transformateur de sortie classique single-ended avec 3k Raa. Le driver est une demi-12AU7.

La particularité vient du fait que plusieurs boucles de correction travaillent simultanément mais sur des domaines différents :
Schade local plate-to-grid, correction différentielle, feedback positif en courant via les cathodes.

L’objectif n’était pas seulement de réduire le THD, mais surtout de modeler le comportement dynamique de l’étage de sortie:

Le Schade est appliqué depuis l’anode de la KT120 vers la l'anode de la 12AU7.
Cela permet la linéarisation du pentode, réduction massive de H3, amélioration de l’amortissement, extension de bande passante. Mais contrairement à une contre-réaction globale classique, le Schade garde une sensation de rapidité et de naturel très intéressante.

Dans cette configuration, il agit presque comme une “triode synthétique réglable”.
On peut choisir précisément le compromis: facteur d’amortissement, spectre harmonique, gain, comportement transitoire.

Le feedback positif en courant cathode-à-cathode c’est probablement la partie la plus intéressante.
Le cathode de la KT120 est relié au cathode de la 12AU7 par un réseau résistif soigneusement dosé.
Ce feedback est positif en courant, mais local et contrôlé. L’idée est la suivante: quand le courant plaque de la KT120 augmente, la tension cathode varie et vient moduler dynamiquement le point de fonctionnement du driver, en obtenant: compensation partielle de la résistance interne du tube de puissance, réduction de l’impédance de sortie “naturelle”, augmentation de la micro-dynamique, sensation de courant plus libre, réduction du caractère “freiné” que peuvent avoir certains montages fortement contre-réactionnés.

En pratique, cela agit un peu comme une forme de “bootstrapping dynamique” appliqué à la chaîne driver + puissance.
Le plus surprenant est que la stabilité reste excellente si: le gain de boucle est raisonnable, les constantes de temps sont séparées intelligemment, le Schade est correctement dimensionné.

La correction différentielle compare le signal d’entrée et le signal réel présent en sortie secondaire.
La différence est amplifiée puis réinjectée directement dans la cathode du driver avec l’amplificateur d’erreur est un 2SK170.

Pourquoi ce choix ? Parce que le 2SK170 possède: très faible bruit, très forte transconductance, comportement extrêmement linéaire à faible signal, excellente stabilité thermique, capacité à travailler de manière très “analogique” sans caractère agressif.

Le JFET est directement connecté à la cathode de la 12AU7, sans étage intermédiaire. Cela réduit énormément: le retard de phase, les problèmes de compensation, les risques d’oscillation.

Le point important est que chaque boucle travaille sur un domaine différent:
Schade linéarisation tension
Feedback cathodique positif comportement courant / Zout
Différentiel correction erreur résiduelle

Les boucles ne se battent pas entre elles, au contraire, elles se complètent.
Le Schade réduit déjà énormément la non-linéarité du pentode, ce qui diminue le travail de la correction différentielle.
Ensuite, le feedback positif en courant “redonne de la vie” et évite la sensation parfois trop amortie des amplificateurs ultra-corrigés.

Les simulations montrent: stabilité parfaite même sur charges complexes, très faible THD, H2 dominante, H3 fortement réduite
décroissance harmonique régulière, excellente réponse impulsionnelle, très faible overshoot, facteur d’amortissement élevé.

Sur le papier, on obtient une combinaison assez rare: texture harmonique du triode, contrôle du grave proche d’un push-pull, fluidité du single-ended, rapidité transitoire très élevée, faible sensation de compression dynamique.

Je serais très intéressé d’avoir vos avis, surtout concernant: le dosage optimal du feedback positif cathodique, les constantes de compensation Schade, l’impact subjectif du ratio H2/H3 sur ce type d’architecture, les expériences similaires avec correction différentielle sur amplis SE.

Merci à tous,
Roberto

Bonjour Roberto

Excellent comme idée de simplifier ce SE au minimum, cela me plait énormément

En son temps Yves07 avait soumis l'idée de faire une CDiff autour d'un Jfet et malheureusement pour moi
à l'époque je n'ai jamis réussi à modéliser un SE fonctionnel avec ce principe et encore moins une maquette
en réel avec quelques déboires sur des composants cramés y compris un tube, j'ai abandonné sans checher
plus

Si l'idée te prend de le réaliser et que cela fonctionne je me fenderai bien d'un PCB avec ton schéma
car comme tu le sais je préfère les SE niveau son même CDiffé

Si t peux joindre ton fichier .asc pour jouer avec semaine prochaine ( je suis en vacance une semaine)
là je pars à Argelès pour un triathlon dimanche sans mon PC

Bon week-end

Bonjour Totof!

Avec plaisir, je vais le simplifier encore plus en adjoutant 100 Ohm sure le cathode de la KT120 et en mettant g1 à gnd.

De cette façon même l’alimentation va se simplifier e la puissance disponible ne change pas beaucoup.

Je n’as par encore testé ce amplis, mais je suis déjà sûr qui soit le meilleure design que j’ai idée.

Ciao Totof,

Merci beaucoup pour ta proposition, c’est vraiment apprécié.
J’accepte avec plaisir ton aide pour la conception du PCB. Cela sera très utile, d’autant plus qu’on m’a récemment proposé de rédiger un article pour une revue internationale d’audio, afin de présenter les particularités du projet ainsi que les résultats des mesures de l’amplificateur.

Je joins les fichiers de simulation, ainsi que les modèles de tubes utilisés sous LTSpice, afin que tu puisse examiner le fonctionnement du circuit plus en détail.

Bonne dimanche,
Roberto

Bonsoir Roberto

J'ai pu regarder ta simulation , elle fonctionne chez moi aussi en adaptant deux bricoles,
a savoir mon potentiomètre et mes modèles de tube pour faire simple
Seule reste un stepping du Gmin dans le fichier log sinon les points de fonctionnement
et les corants semble cohérent avec ce qui est attendu au niveau théorique
very good job

Pour aller plus loin et en parlant de PCB ce serait bien de faire un schéma global avec les deux voies ainsi que l'alim

pour départ tu as trois tubes dont deux KT120 suivi d'une 12AU7 avec une triode par canal , je propose de remplacer
le 2sk170 par un LSK489a ou LSK389a pour l'intégrer au plus près du socket de la 12AU7 car c'est du SMD

Pour les R et C de petite tension et courant je te propose de partir sur du SMD aussi style R de fuite de grille
R de CDiff pour intégrer au maximum

Il faut schématiser l'alimentation du coup et vu ton schéma une régulation type Ardéchoise comme j'utilise depuis des années est toute indiquée avec montée progressive en tension et régulation HT , redressement par diode 1n4007 basique

De plus si tu veux aller encore plus loin ton schéma s'accomodera aisément d'une 6L6 ou KT150 voire une KT66 ou 350C
avec la 12AU7 et JFET en entrée donc tu auras une version multi tube de sortie au réglage de polarisation près et transfo d'alimentation dédié au niveau chauffage accompagné du bon transfo de sortie mais ce sera toujours le même PCB

J'attend ton schéma d'alim pour t'en dire plus

Bonjour Totof,

Je suis très content qu’elle fonctionne aussi chez toi, et ton approche me plaît beaucoup.
Je suis également entièrement d’accord sur la nécessité de réaliser maintenant un schéma global complet avec les deux voies et l’alimentation.

J’aimerais appeler cet amplificateur “L’Ampli Caché”.
Je trouve l’idée assez symbolique : il utilise uniquement des composants connus depuis très longtemps (la triode de 1906, la pentode de 1926 et le FET autour de 1930) mais jamais assemblés et exploités de cette manière auparavant.
Comme si cette combinaison était restée cachée pendant presque un siècle.

Justement pour cette raison, et aussi pour permettre le montage même aux techniciens les plus expérimentés mais peu habitués au SMD, ou aux amateurs moins expérimentés, je préférerais conserver une architecture entièrement through-hole.

Concernant l’alimentation, je suis d’accord avec ta philosophie.
Je laisserais simplement la possibilité d’utiliser soit une résistance soit un inducteur avant le régulateur HT commun aux deux canaux.
Le MOSFET de régulation pourrait être monté sur la plaque supérieure afin d’améliorer le refroidissement.

Avant le pont de diodes, je prévoirais également un réseau Zobel pour amortir les spikes de commutation des diodes et éviter leur retour dans le transformateur d’alimentation, puis par couplage vers les filaments, qui seraient en AC mais référencés par une élévation DC via un pont diviseur.
Les G2 devront également être alimentées de manière très contrôlée.

Je prévois aussi des alimentations RC séparées pour les deux triodes de la 12AU7, qui pourrait d’ailleurs devenir une 12AT7 dans certaines configurations.

Je verrais également deux réglages de bias par canal afin de préparer une éventuelle version PSE, tout en conservant un seul support octal, ce qui permettrait d’utiliser librement des 6L6, EL34, KT77, KT88, KT120, KT150 voire KT170 selon les besoins.

Enfin, j’aimerais ajouter la possibilité d’alimenter la G3 de la pentode finale à environ +15V par rapport à la cathode, pour les tubes qui le permettent et qui en tirent un bénéfice au niveau des courbes.

Je vais maintenant préparer le schéma complet de l’alimentation pour continuer dans cette direction.

Je reste ouvert à tous tes conseils.

Je suis d'accord avec le LSK389 en TO-71, car il donne la possibilité d'utiliser le LSK389 déjà matched, ou matcher deux LSK170.

Hello Roberto

Joli nom, ou plus imagé style "oublié" "mistique" "Templier" "Hihlander" "Graal"
des idées quoi



Le SMD uniquement aux endroits qui ne sont pas critique style R de fuite de grille ,R de filtre CDiff ou les capas sont trough-hole et R de protection de G2



Peut aisément se faire avec l'empreinte d'une grosse r et un bornier deux pôle en //
Pas besoin de coller le mosfet au châssis si on aliente les G2 et anodes de la 12AU7
un radiateur H=30mm pour TO220 suffit

Par contre la régulation de la polar négative avec 1 2N007 est un gros plus a prévoir pour avoir ceinture et bretelle
une par canal pour régler finement le courant des finales



En général je met une petite capa de 100nf en // sur chaque diode pour éviter les bruit de commutation

Pas besoin de référencé le chauffage au vu du schéma, reste simple et minimal , version KISS



Comme dit plus haut une régul de la polar négative à mon humble avis
oublie le côté PSE avec le choix allant de 6V6 à KT170 tu as tout un panel de puissance largement suffisant
et la maîtrise du TRS reste assez simple, pas la peine de compliquer avecun PSE



Trop complexe à mon goût et pas utile vu le choix des tubes qui peuvent aller avec ce schéma
rester KISS au possible

D'accord avec toi pour le LSK389 vs 2SK170 avec une préférence pour le LSK489 plus performant encore

Au plaisir de voir ton schéma global pour faire un joli PCB , c'est très motivant

Hello !
Un petit coup d'oeil aux courbes :

en bleu : entrée
en rouge : sortie HP, gain de presque 20dB (10 fois)
en vert : retour du potentiomètre diviseur par 10, on retrouve le niveau d'entrée
en mauve : le signal corr.diff sur la cathode de la 12AU7, les remontés aux extrémités linéarisent la sortie.
Tout va bien...le chef dort !

Hello !
les dh à 1000Hz:
à 20Weff :

en bleu : sortie HP
en rouge : dh grossies 100 fois (environ 0.3%)
en gris : puissance efficace

graphe du bas : correction différentielle sur cathode 12AU7

à 10Weff :

les dh tombent à 0.1% tendance dh3 à voir le signal corr.diff vaguement carré.

Si ne te dérange trop, ma préference sarait d'avoir seulement des hole-trough.


Je dirais qu'il ne faut pas le bornier: on peut sauder l'inducteur à les pistes de la r.





Donc un mosfet pour les deux g2, un mosfet pour les deux 12AU7 et un mosfet pour le bias? Pas pour les deux anodes des lampes de puissance?


Moi aussi j'avait seulement les petites capas, mais avec un seul zobel les résultats sont beaucoup meilleures, est c'est trés simple: https://www.diyaudio.com/community/threads/simple-no-math-transformer-snubber-using-quasimodo-test-jig.243100/


Sont juste deux R et un C pour avoir les 6,3Vac à +40 +50V.


4 pF de capacitance d'entrée vs 25 pF, ça marche!


Je travail sur le schéma complète, et en parallèl j'écoute tes conseils.

Merci iriaax! Tes conséils sont les bienvenues!

Selon mes simulations l'amplis est à H2 dominante juste à 20 Wrms, où H2 et H3 s'équivoilent.

Bonsoir Roberto

D'accord pour du full trough-hole

Pour le mosfet dans les finales ce n'est pas utile car les pentodes sont assez insensible à leurs tension d'anode

c'est surtout valable pour les tensions d'écran, ici on régule les écrans et les anodes des 12AU7 avec deux mosfets
pour faire encore plus Kiss ce serait d'avoir qu'un seul mosfet et la même tension pour alimenter l'écran de la finale et l'anode de la 12AU7

Il faut deux mosfet pour la régul de polar négative pour régler chaque voie indépendamment

Merci Totof,

parfait pour les anodes sans regulation et les g2 avec: je suis totallement d'accord.
Selon toi, si on gère la 12AU7 avec un RC pour chaque triode, c'est pas suffisant?
Et un seule regulation negative pour stabiliser une tensione plus négative, et aprés deux trimmer pour régler les deux bias, ne marche pas?

Voila le nom de l'ampli: c'est le plus simple possible, et c'è une simplicité (kiss) qui as été cachée pendant 100 ans, donc il s'appellera "Les Amants" comme la peinture de Magritte, où il y a un KISS caché.