jeudi 8 septembre 2011

Projet 300B WE310A Officina

Bonjour amis audiophile,

Avec cet article je souhaite vous décrire une version personnelle du célèbre amplificateur SE mettant en oeuvre une pentode de type WE310A.

Ma référence est le modèle WE91A. Cet appareil mythique privilégie par son arrangement la texture sonore et le dégradé harmonique ce qui contribue aux excellentes qualités subjectives de l'appareil.


Introduction article en construction...

Ayant préalablement réalisé divers types d'appareils dans des configurations différentes et avec diverses triodes je n'avais pas eu l'opportunité ni même pris le temps de mettre en oeuvre dans les meilleures conditions ce célèbre arrangement pentode triode !

Je suis bel est bien un inconditionnel des triodes de puissance à chauffages direct. Avec le temps j'ai pu tester différents tubes dans diverses association ou configuration tel que le SRPP, le Mû Follower ou à base de transformateurs inter-étages ainsi que quelques autres plus spécifiques.

Pour cette configuration très simple tout à commencé lors d'une discussion avec un ami quelque peu surpris que je n'aie pas réalisé ni envisagé de réaliser un exemplaire d'autant plus que je n'avais pas eu l'occasion d'en écouter un exemplaire bien né, J'ai donc décidé par la suite de réaliser un prototype ce qui m'à permis d'explorer objectivement et subjectivement cette arrangement. Par la suite au vu des excellents résultats j'en ai réalisé une version encore plus aboutie dans un appareil fini que j'ai baptisé 300B WE91A Officina.

Pour connaître les caractéristiques essentielles de cet amplificateur sans concession je vous invite à consulter l'article dédié dans la catégorie produits fini. Vous pouvez également lire et échanger en direct avec moi sur le forum Elektor dans un fil dédié sur la genèse de ce projet.


L'amplificateur 300B WE310A terminé

Le prototypage

Pour la réalisation du prototype parce que c'est rapide et pratique je me suis servi comme vous pouvez le constater d'une simple planche en bois. J'ai ensuite réalisé quelques supports avec quelques bouts d'aluminium que j'ai coupé et pliés pour y fixer les socles des tubes. Les transformateurs de sorties utilisés ici sont des modèles de James (Taiwan) modèle JS-6123HS. Les 300B sont un modèle Mesh Plate de TJ/Fullmusic. Les pilotes ensuite sont les excellentes 10J12S Russe semblables voir meilleures que les rares WE310A.


Vue du prototype avec 2 modules alim_Pol propriétaire 

Vue du prototype avec une alimentation à valve 

Vous avez surement remarqué que j'ai utilisé deux PCB spécifiques. En effet, ces dernières sont propriétaire et elles regroupent une alimentation régulée basse impédance destinée à l'alimentation filament cathode d'une triode de puissance ici une 300B ainsi que de sa polarisation ici réalisée par une Rk. Note: vous pouvez sans autre cliquer sur ce lien pour en savoir plus sur cette carte polarisation & chauffage 

En ce qui concerne l'alimentation générale je me suis servi d'une seconde carte dédiée que j'avais préalablement conçu et réalisé qui est ici utilisée avec une seule self de filtrage pour la réalisations des premiers tests. Voir alimentation compacte à valve 5U4g/GZ34

Réflexion & inspiration

Avant de poursuivre la description de ce projet je souhaite faire quelques réflexions sur quelques schémas d'inspiration proche. Le premier d'entre eux à une belle et longue histoire et je suis heureux de pouvoir la perpétuer par l’intermédiaire de mon blog et de cet article. Ce premier modèle n'est autre que celui de K.Zaïka San mélomane Japonnais qui réalisa une version avec la pentode 6SJ7. Notez que vous pourrez avantageusement utiliser la version professionnelle de ce tube avec la 5693 Spécial Red tube.

Cette version fut d'ailleurs décrite par Jean Hiraga dans le nr.9 de la revue de l'audiophile en mars 1979. Plus tard dans le nr.10 à travers un tout nouvel article où il nous fait part d'améliorations et de modifications avec la version Tanaka San.



Modèle de simplicité ce schéma à deux étages profiterais selon moi d'une meilleure constante du filtre CLC avec par exemple un 30uF/100uF voire même à l'heure actuelle d'un 30uF/220uF. De la mise en place d'un fusible HT, d'une temporisation d'enclenchement automatique de la valve et donc d'une montée différée et progressive de la HT ainsi que d'un chauffage du filament/cathode en continu régulé à basse impédance.

Ici un bel exemplaire réalisé par Time Bandit

Les 5693 Red Tube

Kenji Tanaka San réalisa ensuite une version un peu plus élaborée en utilisant la pentode Western Electric WE310A en entrée. Puis Jean Hiraga réalisa une version personnelle et la fit connaître en France et en Europe par l'intermédiaire des cahiers de l'audiophile et d'un kit spécifique du même nom.

Ce kit 300B des cahiers de l'audiophile pouvait-être réalisé avec plusieurs types de TRS dont les célèbres TK 7441 Partridge. Ces derniers furent d'après mes informations les plus demandés. Notez qu'il y avais également la possibilité d'obtenir et de réaliser ce kit avec quelques références du catalogue Audio Note de l'époque ou encore avec un setup Full Partridge incluant selfs et TRA.

La première version du 300B des cahiers de l'audiophile

La version 300B Légend en full Partrige et tube WE

Les TRS Vinateg Partridge TK 7441

Raccordemments

Dans le nr.38 (1986) des cahiers de l'audiophile un article très intéressant de William Walter qui décrits les aspects pratiques dans la réalisation d'amplificateurs à triodes. Dans le nr.39 il est questions des transformateurs de sorties et dans le nr.40 l'article je pense le plus célèbre celui là même qui contribua à la diffusion et au succès des montages à triodes de puissance et plus particulièrement de la 300B en France.

Pour terminer ce tour d'horizon sur cette configuration vintage très connues des mélomanes j'aimerais vous présenter une dernière version qui comportes quelques subtilités notamment en ce qui concerne l'alimentation générale hybrides (diodes + valve) et le raccordement de le grille écran (G2) de la pentode d'entrée. Il s'agit de la versions personnelle de j.P Dubois par ailleurs décrite dans un bel article " cahier de l'audiophile " de la NRDS de septembre 1996. Télécharger l'article au format pdf

La version du 300B WE310A de J.P Dubois

Description du 300B WE310A officina

Concernant le circuit général j'ai volontairement souhaité préserver la structure d'origine mais j'ai profondément retravaillé l'alimentation générale son dimensionnement ainsi que les différents points de polarisation. J'ai également après d'innombrables tests et d'écoutes comparatives sélectionné les meilleurs composants disponible du moment afin d'obtenir les meilleures performances sonores.

L'alimentation haute tension et vraiment primordiale dans la réalisation et l'évaluation des résultats sonores surtout dans une configuration Single-end. J'ai exploité une stucture de filtrage de type CLC et porté un soin particulier dans l'optimisation des cellules de filtrages, notamment sur le choix et les caractéristiques de la self qui sera employée. Chaque canal se doit de disposer de sa propre cellule de filtrage CLC afin d'obtenir un découplage des plus efficaces et de meilleures résultats.

Etant donné la structure à 2 étages de chaque canal la sensibilité d'entrée est relativement haute. Nous compenserons au besoin avec l'usage d'un préamplificateur actif ou d'un step-up d'entrée.

L'alimentation générale

Pour des considérations budgétaires ou par manque d'expérience l'alimentation générale est très souvent sous estimée et mal dimensionnée. C'est pourtant un point essentiel d'autant plus dans une configuration Single-ended. En effet dans cette configuration c'est finalement elle que l'on module avec l'aide du signal d'entrée. C'est elle qui à travers le TRS se retrouve aux bornes de nos haut-parleurs. C'est elle encore qui conditionnera par sa fréquence de coupure, sa structure, la nature et le type de composants qui la compose la texture, l'impact et la dynamique des résultats qui seront obtenu. Personnellement et pour diverses raisons je n'envisage d'utiliser qu'une alimentation à base de valve.

Une réalisation double-mono avec bien sûr une alimentation complète et indépendante par canal est évidemment une très bonne solution mais elle aura forcément un coût global plus élevé. Il est toutefois possible d'opter pour l'approche intégré avec un seul TRA si toutefois ce dernier est correctement dimensionné.


L'alimentation générale. Notez le découplage G/D

Correctement réalisé un amplificateur SE procurera sur des enceintes appropriées des résultats subjectifs réaliste haut dessus de la moyenne et il sera très difficile de faire beaucoup mieux.

Pour les condensateurs ballastsvous pouvez opter pour du full polypropylène avec la série TubeCap de Mundorf. ces derniers existent en deux valeurs une de 100uF/550Vdc et l'autre de 220uF/550Vdc. Une alternative de qualité qui prends nettement moins de place serait d'utiliser un condesateur chimique double de la série M-Lytic du même fabricant comme le 100uF + 100uF/500Vdc ou le 200uF + 200uF/500Vdc.

Un résultat sonore subjectivement différent pourra être obtenu en associant des modèles PIO (Paper In Oil) comme les excellents modèles Obbligato. Note min 22uF/630Vdc


Condensateurs PIO (Paper In Oil) Obbligato

L'alimentation des filaments et cathode

Je conseille plutôt une alimentation régulée à basse impédance des divers filaments et des cathodes des triodes de puissance. Pour ce faire j'ai utilisé 3 modules spécifiques que j'avais préalablement conçu est réalisé pour cette fonction.ces modules sont dénommés The regulator. Vous pouvez vous en inspirer pour reproduire le circuit sur une plaquette ou me contacter pour infos concernant ces PCB   


2 modules The regulator

L'application retardée de la haute tension est également un point important car elle préserve et conditionnera la durée de vie de tout les tubes ainsi que la fiabilité générale de l'appareil. Mon module propriétaire et compact The Timer réalise très simplement cette fonction en activant à l'aide d'un relais spécifique la valve.


Le module The Timer

A quelques exception près la majorité des résistances sont des modèles à oxydes métalliques, les condensateurs principalement utilisés dans l'alimentation sont  des modèles Polypropylène de chez Mundorf ainsi que celui de signal qui est un Mundorf Suprême. Les socles des tubes sont des modèles au Téflon/Argent de Marque Yamamoto. Bien entendu vous pourrez sans autre utiliser d'autres marques et/ou modèles à votre convenance.


La partie basse tension et la régulation

Le Pilote WE310 ou 10j12S C-Logo

A Il y à quantité de tubes différents exploitable dans cette configuration comme par exemple avec la 6C6,6C6G, Sylvania 1221, 1223, RCA 1603, 1620, WE348A, WE328A. Toutefois les plus connues et aussi les plus utilisées dans cette configuration vintage sont la 6SJ7, la 5693 et la WE310A. Cette dernière offre une meilleure linéarité des courbes d'anodes et un rendu sonore quelque peu différent. Malheureusement elle est devenue très rare en Nos ou alors il faudra se contenter et se tourner sur des modèles d'occasions pas trop rincées. Je me rappelle que j'avais été quelque peu déçu et même frustré de ne pas pouvoir exploiter cette version étant donné la rareté de ce tube. For heureusement au moment ou j'allais abandonner mes recherches je suis tombé sur des modèles similaires voir identiques des clones Russe.

A bien y réfléchir on trouvera normal que les Russes se sont appliqué à reproduire ce qui se faisait de mieux et c'est effectivement le cas ces clones sont extrêmement bien réalisé et je dirai même que pour moi il dépassent l'original. 

Notez qu'il y à 2 versions différentes. La 10J12S avec un chauffage filament 10V/0,32A directement compatible avec la WE310A et le modèle 7J12S avec un chauffage un peu moins conventionnel de 7,3V/0,43A.

Le schéma général d'un canal

Le Pilote WE310 ou 10j12S en mode best pentode

Durant la phase de prototypage et de tests j'ai pu découvrir par l'intermédiaire du forum Elektor et de Francis Ibre un circuit spécifique pour l'alimentation de la grille écran (g3). Ce dispositif inventé et breveté par Franck Blöhbaum améliore le fonctionnement et les caractéristiques d'une pentode. En effet, ce circuit vise à réduire considérablement le bruit de partition dû à une dispersion du courant entre l'anode et l'écran.

Pour cela il faut alimenter l'écran de la pentode depuis l'anode par l'intermédiaire d'un transistor bipolaire. F.Blöhbaum utilise et recommande un transistor haute tension type MPSA44 dont la base est polarisée par un pont diviseur découplé depuis la ligne d'alimentation HT.

Le schéma général d'un canal en mode best pentode

Ainsi réalisé le courant d'anode et celui d'écran traversant tous deux la charge d'anode ce qui à pour conséquence de faire disparaître le bruit de partition puisque toutes variations de courant y sera reproduit. Quand on y regarde de plus prêt cet arrangement " best pentode " est de mon point de vue très pertinente voire même géniale.

Toutefois du point de vue des résultats réellement procurés dans la configuration ici je serai plus nettement plus mesuré. Pour plus de précisions vous pouvez vous reporter sur l'article de son auteur dans le volume 0 de Linear Technologies.

Le transformateur d'alimentation

Pour le choix des transformateurs d'alimentations que j'emploie dans mes appareils je commence par les dimensionner correctement puis à l'aide d'un logiciel très pratique PSUD je réalise une simulation en charge ne serais-ce que pour vérifier leurs caractéristiques. Ils sont ensuite réalisés sur mesure par un artisan bobineur professionnel.  

C’est je pense une très bonne façon afin d’obtenir les meilleures performances selon un cahier des charges conceptuel précis. Je vous conseille donc et même vous recommande d’aller dans ce sens, plutôt que d’acheter un transformateur d’alimentation du commerce qui dans en grande majorité ne vous permettra pas un chauffage en continu régulé afin d'atteindre de meilleures résultats en terme de bruits et de fiabilité.. 

Contrairement à la régulation de l'ensemble des basses tensions utilisées pour le chauffage des pilotes et à fortiori pour une triode de puissance à chauffage direct comme une 300B je ne suis pas un fervent partisan de la régulation du B+ ! Ci-dessous, un exemple d'une simulation de l'alimentation réalisée avec PSUD.

Simulation PSUD
La valve

Pour le choix de la valve à employer il existe un vaste choix. En effet, on trouve des modèles neuf très corrects et à faible coûts ou des modèles plus ou moins rare ou vintage plus prisés et recherché ou le prix sera bien évidemment plus élevé. Ci-dessous quelques modèles Nos que j'emploie.

5U4G RCA

Sylvania 5931

WE422A

5C4C C-Logo Sceltana

La 300B

Bien entendu toutes les triodes 300B du marché neuves et/ou Nos pourront être implémentées et utilisées. Elles seront toutes à même de pouvoir s'exprimer librement afin de vous procurer du plaisir et des sensations lors de l'écoute de votre musique préférée.

A vous de trouver le modèle qui saura vous charmer et/ou vous envoûter !


Sélection de triodes 300B

Le transformateur de sortie

Comme chacun le sais dans une configuration Single End le TRS est un élément primordial c'est même la pierre angulaire pour viser les meilleures performances objectives et subjectives. Je conseille donc à ceux qui souhaite se lancer dans une réalisation de qualité d'y consacrer le maximum de leur budget.

Toutefois pour tous ceux qui n'ont pas une grande connaissance dans le domaine je peux vous conseiller 4 modèles. Notez au passage que j'ai personnellement mis en ouvre et écouté toutes les références que je propose. Dès lors je pourrais si vous le souhaitez en parler avec plus de détails.

Voici la sélection des modèles :
D'autres marques de TRS sont bien sûr possible comme les excellents Lundahl. Notez toutefois que ces derniers ne disposent pas d'un capot de protection ils vous seront livrés brut ! 

Ceci étant dit et malgré l'apparente simplicité des schémas fournis il faut bien mesurer la tâche à accomplir et le budget général que vous allez y consacrer, car ce n'est pas vraiment une réalisation simple ni à faible coût !

Cependant, je tiens à rassurer les personnes qui n'auraient pas beaucoup d'expérience et qui souhaiteraient se lancer dans cette réalisation de qualité. Avec de la patience, de la concentration et accessoirement de l'assurance de mon appui personnel tout un chacun pourra se lancer dans cette réalisation afin de finaliser et disposer d'un appareil fonctionnel, fiable et de grande qualité !

Je profite de l'occasion pour vous rappeler que la mécanique et également très importante et qu'il ne faut surtout pas la sous estimer ou la bâcler. Prenez votre temps, évitez la précipitation, réfléchissez avant, faite un dessin d'implantation, allez dans les détails et soigner la réalisation !

Bref, faite comme si vous alliez aux " Championnat du Monde " de la triode 

Une fois tous ces efforts réalisés, vous pourrez enfin apprécier et prendre part avec le plus grand des plaisir aux représentations magistrale de votre Reine et ce pour de très nombreuses années, qui plus est pour la vie ! Vous pouvez bien sûr me contacter directement ou poser vos questions ou commentaires directement ici ou par l'intermédiaire de mon e-mail.

Schémas & dossier général

Ci dessous vous trouverez tout les schémas pour la réalisation du 300B WE310A Officina. Ils pourront éventuellement être mis à jour et/ou corrigé si des erreurs ou des infos supplémentaires devaient y être apportée.

Ou télécharger un dossier général ver 1.1 regroupant diverses informations.


Photos et images de montages à venir...


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