Comment polariser vos tubes

Notre ancien chroniqueur bien-aimé Jeff Bober revient pour expliquer comment vérifier et réinitialiser le biais des tubes de sortie de votre ampli et délivre des avertissements potentiellement choquants sur quelques techniques courantes mais dangereuses.

Re-bonjour, lecteurs de Premier Guitar ! C'est votre vieil ami Jeff ici, auteur de la chronique autrefois populaire Ask Amp Man. Le directeur de la rédaction, Ted Drozdowski, m'a demandé si j'aimerais écrire sur les préjugés et, bien sûr, j'ai répondu : "Bien sûr, j'en sais quelque chose !" Alors me voilà, je reviens temporairement sur ces pages. Maintenant, commençons.

Qu'est-ce que le biais exactement ? Le préjugé est un préjugé en faveur ou contre… oh attendez, un mauvais type de préjugé. Je pense qu'il voulait que j'écrive sur la polarisation dans un amplificateur à tube, qui est beaucoup moins polarisant.

La polarisation, telle que définie dans le RCA Radiotron Designers Handbook, est "la tension appliquée à la grille [d'un tube] pour obtenir un point de fonctionnement souhaité". Eh bien, c'est l'explication la plus basique, mais pour la plupart, elle est assez bonne et concerne la majorité des étages de sortie à lampes de nos amplis de guitare à lampes préférés.

Outre "l'application" d'une tension à un tube à vide, la polarisation peut également se produire d'une autre manière. Il y a pas mal d'amplificateurs, comme un Vox AC15 et AC30, n'importe laquelle de mes conceptions Budda et EAST, et même la plupart des premiers amplificateurs à faible puissance de l'ère du tweed qui utilisent ce qu'on appelle une conception à "polarisation cathodique". C'est là que le courant traversant le tube (qui atteint le "point de fonctionnement souhaité" susmentionné) n'est pas défini par la tension "appliquée" à la grille du tube, mais est plutôt défini par la résistance dans la jambe cathodique du tube . C'est un peu plus compliqué que cela, mais le résultat est un amplificateur dont l'étage de sortie est "auto-polarisé".

La plupart des dispositifs d'amplification, y compris les transistors et même les tubes de préampli, doivent être "biaisés" pour fonctionner correctement, mais ce type de polarisation est fixé dans les paramètres de conception du circuit. Dans le cas des lampes de préampli de votre ampli guitare, la polarisation est basée, entre autres, sur la valeur de la résistance cathodique. Mais c'est assez de théorie du design pour aujourd'hui. Revenons à la tâche principale de polariser les lampes de sortie dans la plupart des amplificateurs de guitare.

Tout d'abord, les tensions de polarisation que vous voyez répertoriées sur de nombreux schémas, telles que 52 V sur un panneau noir Fender Twin Reverb ou 51 V sur un schéma Marshall 100 W Super Lead, ne sont que des approximations des tensions qui devraient être attendues dans cette zone du circuit. Le réglage des commandes de réglage de la polarisation sur ces tensions répertoriées ne garantit en aucun cas que votre ampli est correctement polarisé. La polarisation du tube dépend également de la haute tension (ou B +) appliquée à la plaque du tube de sortie, qui peut varier dans les tolérances des transformateurs ainsi que de la tension de ligne alternative alimentée à l'ampli. (C'est pourquoi les amplis peuvent parfois mieux sonner dans une pièce ou un club que dans d'autres.)

Mais il est encore plus important de comprendre que les tubes produits dans différentes usines à travers le monde auront une polarisation différente ! Ce que je veux dire par là, c'est que si vous polarisez correctement un ensemble de tubes de sortie - disons des 6L6 fabriqués en Russie - et que vous les échangez ensuite avec un ensemble fabriqué en Chine, dans le même amplificateur sans changer le réglage de la commande de polarisation, le résultat final sera presque toujours une lecture de biais différente. C'est pourquoi il est toujours préférable d'avoir vérifié et réinitialisé la polarisation chaque fois que les tubes de sortie sont remplacés. Maintenant, comment faisons-nous cela?

Fig. 1

Il existe plusieurs façons de mesurer le courant de polarisation du tube de sortie au repos. La méthode la plus sûre consiste à utiliser ce qu'on appelle communément une sonde de biais (Fig. 1 ). Il s'agit d'un appareil qui s'insère entre un tube de sortie et sa douille. (Je fabrique généralement mes propres sondes de polarisation, mais si vous recherchez simplement "sonde de polarisation" en ligne, vous trouverez l'embarras du choix. Si vous possédez déjà un multimètre, vous pouvez simplement acheter les sondes, mais il existe également des options d'achat un système complet avec un compteur numérique ou analogique, si vous en avez besoin.) Cet appareil rompt la connexion entre la cathode (qui est l'électrode métallique à partir de laquelle les électrons sont émis dans le tube) du tube et sa connexion à la terre, et insère une résistance de petite valeur entre les deux. Il permet alors de lire la tension aux bornes de la résistance. La résistance est généralement de 1 ohm et la chute de tension qui en résulte est en millivolts (mV), donc aucune chance de choc ici. Cela fournit une mesure vraie et précise du courant réel circulant dans un tube. Ensuite, vous définissez votre biais et le tour est joué !

Ah mais attends ! Comment définissez-vous votre biais ? Apprenons un peu plus. La plupart des amplificateurs à tube, s'ils ne sont pas des modèles à polarisation cathodique, ont un moyen d'ajuster la polarisation du tube de sortie. Une exception de longue date à cette règle concerne la plupart des amplis Mesa/Boogie. La tension de polarisation de ces amplis n'est pas réglable, c'est pourquoi Mesa suggère d'acheter uniquement leurs tubes pour leurs amplis, car ils sont conçus pour se situer dans la plage de polarisation acceptable pour leurs amplis. Cela ajoute un certain degré de confiance pour l'entretien du propriétaire, même si, bien sûr, cela limite vos options.

Jetons un coup d'œil, cependant, à un contrôle de polarisation Fender ou Marshall typique. La plupart des Fenders plus anciens ont un pot avec une fente pour un tournevis monté sur le châssis dans la zone du transformateur d'alimentation ou secteur, tandis que la plupart des Marshalls plus anciens ont leur pot de polarisation monté sur le circuit imprimé. (Vous voudrez peut-être aller en ligne pour consulter les schémas de votre ampli afin de vous aider à le trouver.) Quoi qu'il en soit, c'est ici que vous effectuerez votre réglage.

Figure 2

Pour commencer, vous devrez probablement tirer le châssis et le placer dans un environnement de travail stable. Insérez le dispositif de sonde de polarisation entre l'un des tubes et la douille (Figure 2). Assurez-vous que toutes les commandes de volume sont réglées sur zéro, allumez l'ampli et laissez les lampes se réchauffer. Il est également bon d'essayer d'avoir une charge sur la prise du haut-parleur, qu'il s'agisse d'un haut-parleur, d'une résistance ou d'un boîtier de charge approprié. Ce n'est pas nécessaire à 100% pour simplement régler le biais sur un nombre particulier, mais la vérification du son est l'une des façons dont j'aime faire les derniers réglages, donc pouvoir connecter le haut-parleur au châssis alors qu'il est sur le banc est certainement un nécessité pour moi.

Maintenant, où définir les chiffres ? Il y a certainement plus que quelques opinions qui circulent sur les interwebs sur ce que sont les paramètres de biais optimaux. Certains types d'ingénierie vanteront une dissipation de plaque maximale de 50% ou une dissipation maximale de 70%, et même si cela peut sembler bon ou avoir du sens sur le papier, j'ai entendu le résultat d'amplificateurs de guitare conçus par le livre selon des spécifications optimales… et pour moi, ils sonnent , eh bien, moins qu'optimal. Cela peut fonctionner dans le monde de la hi-fi, où une reproduction sonore parfaite est l'objectif, mais les amplificateurs de guitare sont dans le domaine de la production sonore, donc c'est un peu différent. (Dans les termes les plus élémentaires, la dissipation maximale de la plaque est la quantité de puissance que la plaque du tube est conçue pour fournir.)

Différents types de tubes de sortie ont leur propre plage acceptable de courant de polarisation. Il y a tellement de variables en jeu qu'il n'y a pas de nombre "correct". La tension de la plaque dans l'amplificateur, l'impédance primaire du transformateur de sortie et le pays d'origine d'un tube sont tous des facteurs dans la façon dont il interagit avec la tension et le transformateur de sortie pour définir quel sera le courant de polarisation optimal. Vous trouverez ci-dessous les plages moyennes de certains tubes de sortie octaux typiques :

• 6L6 : 25–35 mA

• EL34 : 30–40 mA

• 6V6 : 18–25 mA

• 6550 : 35–45 mA

• KT66 : 30–40 mA

Figure 3

Celles-ci devraient être les plages dans lesquelles ces tubes fonctionneront et sonneront le mieux, et elles peuvent être mesurées avec précision avec un multimètre numérique. La meilleure façon pour vous de décider quel réglage vous convient le mieux est une combinaison de la lecture sur le compteur et de vos oreilles ! À l'aide du contrôle de biais, réglez le biais quelque part dans les plages indiquées ci-dessus (Figure 3 ) et jouez sur l'ampli. Remarque : Certains amplis agissent bizarrement et développent des bruits horribles (oscillations parasites) lorsqu'une sonde de polarisation est en place pendant que l'ampli est en train d'être joué. Si tel est le cas, vous devrez retirer la sonde de polarisation à chaque fois que vous jouerez sur l'ampli.)

Déplacez le réglage de quelques mA dans un sens ou dans l'autre et rejouez. Ne vous attendez pas à des changements extrêmes ; ce n'est pas ce que nous recherchons. Écoutez les différences subtiles. Un réglage est-il un peu plus ou moins sévère ? L'extrémité inférieure est-elle trop molle ou pelucheuse ? L'ampli est-il aussi propre que vous le souhaitez ? Parfois, ce sont ces petites subtilités qui font qu'un ampli sonne mieux qu'un autre !

De plus, vous devriez le faire au volume que vous utiliseriez généralement sur scène ou en studio. Vous ne remarquerez peut-être pas beaucoup de changement si votre volume est à 1, mais vous souhaitez optimiser l'ampli en fonction de la façon dont vous l'utiliserez.

Figure 4

Connaître les valeurs approximatives de polarisation, c'est bien, et ajouter vos oreilles, c'est encore mieux, mais j'aime aussi voir ce que j'entends, donc j'intègre toujours un oscilloscope lorsque je règle la polarisation sur un ampli. J'ai mentionné la distorsion croisée ci-dessus, et lorsqu'il s'agit de configurer des amplis pour les joueurs avides de pédales d'aujourd'hui, je trouve que régler le biais là où il y a juste un soupçon de distorsion croisée à pleine puissance est ce qui fonctionne le mieux.Figure 4 est ce que cela ressemble sur l'oscilloscope. Cela permet de garder l'ampli très propre et rend la plupart des utilisateurs de pédales heureux.

Au fait, voici une mini introduction à la distorsion croisée. Dans un étage de sortie push-pull, que l'on trouve dans la plupart des amplificateurs à deux tubes de sortie ou plus, chaque tube (ou paire de tubes) est chargé d'amplifier au moins la moitié du signal audio. Si les tubes ne sont pas polarisés correctement, un tube (ou une paire) arrêtera de s'amplifier avant que l'autre tube (ou paire) ne commence à s'amplifier. Cela créera une distorsion croisée. Une bonne polarisation permettra aux deux moitiés d'interagir correctement. C'est comme une belle poignée de main ferme entre les deux moitiés.

Examinons quelques méthodes populaires que je ne recommande pas, mais qui méritent d'être discutées car elles sont néanmoins courantes. La première est la suivante : avec l'ampli éteint et les tubes de sortie retirés, utilisez un multimètre pour mesurer la résistance de chaque moitié du côté primaire du transformateur de sortie. Cela se ferait généralement de la prise centrale à chaque côté de l'enroulement primaire.

Dans les termes les plus élémentaires, un transformateur est un groupe de fils enroulés autour d'un noyau en acier. Du côté primaire d'un transformateur de sortie, la prise centrale est le "milieu" électrique de cette longue longueur de fil. C'est généralement là que la haute tension est appliquée. Les extrémités de cette longueur de fil sont reliées aux plaques du tube, appliquant ainsi la haute tension aux tubes. Par exemple, généralement dans la plupart des amplis Fender, la prise centrale est rouge et les extrémités des enroulements primaires sont bleues et marron.

Figure 5

Ensuite, installez les tubes de sortie, allumez l'ampli et mesurez la chute de tension sur chaque moitié du transformateur de sortie avec l'ampli au repos en mode opérationnel (figure 5) . La tension divisée par la résistance vous donnera le courant continu à travers les tubes. Par exemple, 1,17 V / 15,8 R = 0,074 ou 74 mA. Les chiffres que j'ai utilisés ici étaient des mesures réelles d'un côté (la moitié) d'un ampli de 100 W utilisant quatre tubes de sortie (deux de chaque côté). Donc, divisez les 74 mA par deux, et vous obtenez une moyenne de 37 mA par tube.

Ensuite, vous pouvez essayer la méthode du shunt. Cela nécessite un multimètre capable de lire le courant continu en milliampères (mA). Connectez un fil de mètre à la prise centrale du transformateur de sortie et l'autre fil au côté primaire du transformateur de sortie. Généralement, dans la plupart des amplis utilisant des tubes octaux (6L6, 6V6, EL34, 6550, KT88, etc.), ce sera la broche 3 sur n'importe quelle prise de tube de sortie. Allumez l'ampli et, en mode de fonctionnement au ralenti (c'est-à-dire, volume éteint), mesurez le courant à travers cette moitié du transformateur de sortie. Par exemple, si votre mesure est de 72 mA et que c'est un ampli qui utilise quatre tubes de sortie, le courant mesuré est pour deux de ces tubes, donc encore une fois divisez par deux pour arriver à 36 mA par tube.

Ces deux méthodes sont très anciennes et toujours en pratique, mais je n'utiliserais ni l'une ni l'autre pour deux raisons : 1) je ne pense pas qu'elles soient très précises et 2) elles sont dangereuses ! Vous sondez à l'intérieur de la zone haute tension de l'ampli, et un feuillet enlèvera un fusible, sortira un tube, sortira votre compteur ou, pire des cas, vous permettra de savoir exactement à quoi ressemble 450V DC! Donc, bien que ces méthodes soient utilisées, disons simplement non ici.

J'aimerais également ajouter une petite expérience personnelle à cette procédure, basée sur des décennies dans le secteur. À l'époque, lorsque j'ai commencé à entretenir et à modifier du matériel, les guitaristes jouaient régulièrement sur des amplis de 50 et 100 watts. (Tout le monde m'a regardé comme si j'avais trois têtes quand j'ai sorti le Budda Twinmaster de 18 watts, mais c'est une toute autre histoire.) Il y avait des pédales d'overdrive et de distorsion (maintenant toutes vintage), mais certainement pas la prolifération des pédales nous avons maintenant, donc les joueurs étaient plutôt guitare, câble, ampli… allez ! Dans ces situations, je ferais la plupart du temps courir les tubes avec un biais assez chaud pour que l'ampli soit plus gros et overdrive un peu plus tôt et plus facilement, car un pourcentage décent de l'overdrive a été développé en poussant les tubes de sortie. Au fil du temps, les atténuateurs de sortie sont devenus plus populaires, de sorte que les amplis pouvaient être poussés fort, mais à des niveaux de volume plus gérables. C'était toujours un bon scénario pour une polarisation plus chaude des tubes de sortie dans les amplis haute puissance. Finalement, les joueurs ont commencé à jouer des amplis de faible puissance, afin qu'ils puissent les ouvrir et obtenir une excellente distorsion du tube de sortie à des volumes moindres. Le problème est que les amplis basse puissance à polarisation plus chaude ont tendance à devenir pâteux et à avoir moins de définition lorsqu'ils sont poussés fort, donc un réglage de polarisation plus modéré est préféré ici, juste assez pour qu'il n'y ait pas de distorsion croisée. Passez au scénario d'aujourd'hui et vous constaterez que presque tous les overdrives et/ou distorsions proviennent généralement d'une pédale. Dans ce cas, un ampli n'est rien de plus qu'un appareil d'amplification pour pédales.