Pour
Constructeurs d'amplis à tubes qui veulent un vrai Studio : concevoir tout régulateur à tubes depuis le cahier des charges, simuler, diagnostiquer et exporter.
Vous apprendrez
  • Comparer toutes les topologies de régulateurs à tubes sur un banc commun
  • Maîtriser la physique des tubes VR à cathode froide, l'empilement et le ballast
  • Concevoir des régulateurs série + ampli d'erreur avec Zout, ripple et stabilité prévisibles
  • Diagnostiquer les pannes en direct (oscillation, sag, ronflement, non-amorçage) avec l'assistant interactif
  • Exporter des rapports Markdown + des netlists SPICE branchés aux modèles Koren d'Ampera
Avant de commencer
Alimentation et redressement
Durée et niveau
45 minAvancé

Cascade et feed-forward

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Chapitre 6 / 84 min

Cascade et feed-forward

Amplis d’erreur multi-étages, astuces feed-forward pour un ripple sous le mV.

Lorsque la boucle du chapitre 5 atteint son plafond — Zoutcalée à 1 Ω, ondulation figée à 1 mV — deux architectures permettent d’ajouter du gain sans sacrifier la stabilité : la cascade (accroître le gain de boucle) et le feed-forward (chemin d’annulation parallèle, en amont de la boucle).

ConceptCascade — multiplier le µ

On met deux étages d’ampli d’erreur en série. Le premier compare Vout · β à Vref ; le second apporte du gain supplémentaire avant d’attaquer la grille du tube série. Le µ effectif vaut µ1 × µ2. Une 12AX7 en cascode suivie d’une seconde 12AX7 permet d’atteindre µeff> 5000, Zout < 0,5 Ω mesurée au banc, et environ 65 dB d’atténuation d’ondulation.

Régulateur à amplificateur d'erreur en cascade (module 06)Amplificateur d'erreur à deux étages en cascade. V2 (cathode commune) compare V_out · β à V_ref ; V3 (cathode commune) ajoute un second étage de gain avant de piloter le tube de passage V1. Gain de boucle effectif ≈ µ₁ × µ₂.Deux 12AX7 empilées en cascode → 12AX7 → tube série 60806080 · V16080V112AX7 · V212AX7V2Ra2 220 kΩRa2220 kΩ12AX7 · V312AX7V3Ra3 220 kΩRa3220 kΩRvr 22 kΩRvr22 kΩ0A2 (VR tube)0A2VR1R1 68 kΩR168 kΩR2 100 kΩR2100 kΩCliquer pour copier « V_raw »V_rawCliquer pour copier « V_out »V_outCliquer pour copier « GND »GNDCliquer pour copier « V_ref »V_ref
ConceptFeed-forward — annuler en amont de la boucle

L’ampli d’erreur ne peut corriger que ce qui lui parvient à travers R1. Un tube supplémentaire prélève directement l’ondulation de Vraw via un condensateur de couplage Cff, la met à l’échelle, l’inverse, puis injecte cette correction sur Vout à travers Riff. Bien réglée, cette annulation porte l’atténuation d’ondulation à 95 dB au banc.

Correction par anticipation — feed-forward (module 06)Boucle série + amplificateur d'erreur avec une triode supplémentaire (V3) injectant une correction feed-forward prélevée sur l'ondulation de V_raw via Cff. La correction se somme à V_out à travers Riff.Chemin feed-forward — C_ff prélève V_raw, R_iff injecte dans V_out6080 · V16080V1Rgs 47 kΩRgs47 kΩRa 220 kΩRa220 kΩ6BM8 · V26BM8V2Rvr 22 kΩRvr22 kΩ0A2 (VR tube)0A2VR1R1 68 kΩR168 kΩR2 100 kΩR2100 kΩCff 100 nFCff100 nFRg3 1 MΩRg31 MΩRa3 100 kΩRa3100 kΩ6BM8 · V36BM8V3Riff 33 kΩRiff33 kΩCliquer pour copier « V_raw »V_rawCliquer pour copier « V_out »V_outCliquer pour copier « GND »GND

Le revers de la médaille : le feed-forward possède deux optima distincts — l’un pour l’ondulation AC (réglage du potentiomètre ≈ 35 %), l’autre pour la dérive de ligne en continu (réglage ≈ 65 %). Avec un seul potentiomètre physique, on ne peut en caler qu’un seul. La plupart des montages privilégient le zéro AC, puisque c’est là que se loge le bruit audible.

Calcul · feed-forward
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Labo Feed-Forward
Deux curseurs de réglage et un balayage qui révèle les deux optima ainsi que les ~10 % de couplage croisé entre eux. Observez les résidus AC et DC se disputer le bon réglage.
Labo · multi-design
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Comparateur de topologies
Réponses à un échelon de charge présentées côte à côte : auto-polarisation, série + ampli d’erreur, feed-forward. Observez comment l’annulation entre en jeu plus vite que la boucle n’a le temps de réagir.
Vérifiez vos acquis
En pratique, pourquoi le cascade de deux 12AX7 ne donne-t-il PAS µ_eff = 100 × 100 = 10 000 ?
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