Cathode Follower Advanced
White cathode follower, SRPP, µ-follower — advanced output stages with low Zout.
Au-delà du cathode follower de base
White cathode follower, SRPP et mu-follower — échanger la complexité contre la performance
Le cathode follower de base a un gain légèrement inférieur à l'unité (A_v = μ/(μ+1)), une faible impédance de sortie (Z_out ≈ 1/gm) et une haute impédance d'entrée. Mais il a une asymétrie fondamentale : le tube ne peut que fournir du courant (tirer vers le haut) activement — l'absorption de courant dépend de la résistance cathodique passive. Cela limite l'excursion de sortie, augmente la distorsion et élève l'impédance de sortie pour les signaux négatifs.
Comparaison des topologies de cathode follower
Standard vs White vs SRPP vs Mu-follower
Impédance de sortie vs fréquence
Variantes de cathode follower
Du simple tampon à l'étage de sortie audiophile
| Topologie | Z_out | Distorsion | Utilisation |
|---|---|---|---|
| Standard CF | 1/gm ≈ 370Ω | 0.5-2% (asymmetric) | Buffer, line driver |
| White CF | < 50Ω | < 0.1% (symmetric) | Headphone amp, cable driver |
| SRPP | 2rp/(μ+2) | < 0.3% (push-pull) | Headphone amp, phono stage output |
| Mu-follower | 1/gm | < 0.05% | High-end DAC output, preamp |
| Aikido | 1/gm | < 0.1% | PSRR-optimized buffer |
Construire des cathode followers avancés
1. White Cathode Follower
Le White CF ajoute un second tube comme puits de courant actif. Quand le tube supérieur fournit plus de courant (excursion positive), le tube inférieur détecte l'augmentation de tension aux bornes de Rk et absorbe plus de courant. Cela crée une action push-pull avec une impédance de sortie dramatiquement plus basse. Utilisez des sections appairées de 6SN7. Valeurs typiques : Rk = 10kΩ, B+ = 300V, Ip ≈ 10mA par tube. L'impédance de sortie descend à < 50Ω — excellent pour piloter de longs câbles ou des casques.
2. SRPP (Push-Pull à régulation shunt)
Le SRPP empile deux triodes : l'inférieure en cathode commune, la supérieure en cathode follower. Au nœud de sortie (jonction), les deux tubes contribuent du courant — l'un pousse, l'autre tire. Optimal quand l'impédance de charge égale 2×rp. Avec un 6SN7 : rp ≈ 7,7kΩ, donc charge optimale ≈ 15kΩ. Les charges plus élevées favorisent le mu-follower à la place. Le SRPP est idéal pour les amplificateurs de casque (les charges de 32-600Ω nécessitent le faible Zout).
3. Mu-Follower
Le mu-follower remplace la charge cathodique passive par une pentode ou un CCS MOSFET. Le CCS fournit une impédance de charge infinie (AC), donc le suiveur triode fonctionne avec une linéarité maximale et une excursion de tension approchant B+ - Vak_min. La clé : le CCS doit avoir une impédance de sortie >> rp du tube suiveur. Un EF86 ou un CCS MOSFET cascode fonctionne bien. Cette topologie atteint la distorsion la plus faible de tout tampon à tube single-ended.
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What is the fundamental limitation of a standard cathode follower?
Références
- Paul Horowitz & Winfield Hill, The Art of Electronics, 3rd ed., Cambridge University Press, 2015. ISBN 978-0521809269Référence canonique pour la conception analogique — tubes au Ch. 2.4 et Ch. 3.
- Morgan Jones, Valve Amplifiers, 4th ed., Newnes, 2012. ISBN 978-0080966403Traitement moderne et rigoureux de la conception audio à tubes.