Signal sur bruit : démystifier le redresseur à lampe

On me pose souvent des questions sur le redressement des lampes dans les amplificateurs de guitare. Pour de nombreux joueurs, c'est un sujet qui pourrait faire l'objet d'un examen un peu plus approfondi du point de vue de l'ingénierie et de la conception. Tout d'abord, gardez à l'esprit qu'un redresseur à tube n'est pas un appareil d'amplification audio. Si aucun signal audio ne le traverse, comment cela affecte-t-il le son d'un amplificateur ? Regardons.

Le préampli et les lampes de puissance de votre amplificateur nécessitent une tension continue pour fonctionner. Le transformateur de puissance de l'amplificateur convertit la tension de ligne CA entrante aux niveaux requis. Le redresseur d'alimentation, qu'il soit à tube à vide ou à diode au silicium, convertit la tension alternative en courant continu. Cette tension continue est filtrée puis envoyée aux différents étages d'amplification pour effectuer leurs tâches spécifiques.

L'alimentation qui travaille dur doit être capable de fournir la puissance nominale continue maximale de l'amplificateur pendant une période prolongée. La plupart des amplificateurs bien conçus peuvent fonctionner en continu à pleine puissance pendant des centaines d'heures sans générer suffisamment de chaleur pour blesser l'opérateur ou provoquer la défaillance d'un composant. Même ainsi, les choses chauffent.

Un tube redresseur dans une alimentation à tube redressé typique : R1 et R2 représentent la résistance interne du cuivre dans l'enroulement primaire du transformateur, et R3 et R4 représentent la même chose dans l'enroulement secondaire du transformateur. RA représente la résistance interne du tube entre les anodes et la cathode. Dans une alimentation redressée au silicium, RA est beaucoup plus faible et produit donc moins de perte de chaleur.

Lorsque vous jouez à faible volume, vous ne sollicitez pas beaucoup l'alimentation de votre amplificateur. Au volume du concert, cependant, vous commencez à en tirer une puissance importante. Lorsque vous faites fonctionner l'appareil pendant plusieurs heures d'affilée, le fil de cuivre du transformateur de puissance devient chaud. Le fil de cuivre, étant un conducteur imparfait, présente une résistance au flux de courant, et cette résistance inhérente fait chauffer le fil à mesure que la demande de puissance augmente. La résistance d'une longueur de fil donnée est fixe, ce qui signifie que quelque chose doit céder lorsque la température augmente, et que quelque chose est une tension. Au fur et à mesure que votre transformateur de puissance chauffe, la tension qu'il produit diminue. Dans un ampli typique, cette diminution n'est pas importante, mais elle est perceptible.

Lorsque nous introduisons un redresseur à tube dans l'équation, l'effet de la perte de tension induite par la chaleur est exagéré. La raison en est que le redresseur a également une résistance interne qui contribue à une chute totale pouvant atteindre 50 volts à pleine charge. C'est beaucoup. Les diodes au silicium ont depuis longtemps dépassé les redresseurs à tube à vide parce qu'elles étaient beaucoup moins chères et que l'assemblage demandait moins de main-d'œuvre. Mais il y avait une autre raison : ils sont plus efficaces, en raison de leur faible résistance interne. Cette différence de résistance interne signifie que les redresseurs au silicium et à tube à vide ne sont généralement pas directement interchangeables. L'utilisation d'un dispositif en silicone enfichable à la place d'un redresseur à tube peut provoquer l'apparition d'un excès de courant continu au niveau des condensateurs de filtrage.

Un redresseur à lampe peut faire l'affaire lorsque l'objectif est de produire un ampli de reproduction vintage correct. Même si nous pouvons concevoir une quantité similaire d'affaissement de tension dans le transformateur de puissance, les puristes peuvent voir l'absence de la pièce d'origine comme une échappatoire pour économiser de l'argent, alors qu'en fait, cela peut simplement aboutir à une conception plus fiable et sans entretien. Cependant, l'induction d'un affaissement dans la conception du transformateur peut entraîner une augmentation plus rapide de la température dans le transformateur de puissance au fil du temps, auquel cas une pièce plus grande, plus lourde et plus coûteuse peut être nécessaire pour gérer cet inconvénient. Dans certains cas, la mise en conformité d'une conception de transformateur de puissance avec les limitations réglementaires modernes peut être simplifiée en utilisant un redresseur à tube pour faciliter la mise en conformité en matière de sécurité. Nous voyons souvent des amplis réédités dont les performances diffèrent des originaux simplement parce qu'ils doivent surmonter des obstacles réglementaires qui n'existaient pas au moment de la création des originaux. Un ingénieur astucieux peut souvent trouver des solutions de contournement à de tels obstacles, et l'application intelligente de la technologie des transformateurs et de la rectification des tubes sont des outils précieux dans le kit.

D'après mon expérience, l'utilisation la plus pratique d'un redresseur à tube est dans les alimentations à double tension, où un mode haute et basse puissance est requis. Pour le mode haute puissance, un grand transformateur de puissance stable est nécessaire pour répondre aux paramètres de performance maximum. Le mauvais côté? Un transformateur de puissance haute capacité a tendance à offrir des performances plus rigides lorsqu'il ne fonctionne pas au potentiel maximal ou proche de celui-ci, par exemple en mode basse consommation. C'est là que le redresseur à tube brille vraiment : il peut être utilisé pour exagérer l'affaissement de tension dans une alimentation qui, autrement, présenterait une sensation impitoyable.

Que l'objectif de conception soit esthétique, pratique ou véritablement novateur, il est bon d'avoir des choix. Outre la satisfaction de voir plus de tubes lumineux bourdonner dans nos amplificateurs, il est bon de savoir que les joueurs apprécient l'effort supplémentaire impliqué dans la création de nouveaux designs autour de ces bouteilles familières.

[Mise à jour le 14/10/21]