TPE Sciences de l'ingénieur : Ampli a lampe

Ah le voilà enfin

Bon, si je peux me permettre : utilise "amplificateur à tubes" plutôt qu'"à lampes"

La problématique ne va pas : tu ne peux pas y apporter de réponse. Comme ont te l'a expliqué, tu ne peux prouver clairement la supérioté du tube par rapport au transistor. Il faut la reformuler et lui donner un sens précis.

Premier paragraphe, étale la confiture : l'adjonction d'une grille de commande par Lee de Forest n'a pas crée la triode, mais l'audio (renommé plus tard la triode). La partie historique a toujours une part importante dans un travail de recherche scientifique

FF, ce n'est pas "chauffage filament", c'est "filament" tout court.
Certains tubes sont à chauffage direct et d'autre à chauffage indirect, donc le filament peut être une électrode.

Un micro de guitare électrique ne capte pas le son émis par les cordes.
La vibration des cordes cordes perturbent le champs magnétique du micro ce qui, par induction, créé un signal de très faible de puissance.

Pour la saturation du tube, c'est un peu à revoir car c'est un peu plus compliqué que "un tube ne sature pas"

Bon courage en tout cas

Aie aie aie ! Verification du travail par les prof, ils ont pas l'air convaincu de notre TPE !
Ils ne voyent pas ou on veux en venir, on trouve pas de problematique ... bref " Y'a du boulot les gars" qu'ils nous on dit.
Je commence a devenir septique, on a beau chercher comment tourner cette problematique ...
J'ai pensé a, Comment amplifier la guitare electrique ? je ne sais aps vraiment si c'est une problematique :/

Voila

Commence par nous dire précisément ce que tu as présenter à tes profs, avec quels documents et textes, et ce qu'ils ont répondu.

On est en TPE, on voudrais vous demander si le tube a une Fréquence de Transition ?

Bien sûr qu'il a une fréquence de transition, comme tout composant actif.

Mais qu'est-ce que vous glander là, vous êtes pas hors-sujet ? Ou vous voulez montrer que la fréquence de transition est bien supérieur à 20kHz ce qui permet au tube d'amplifier toutes les fréquences du spectre audible ?

Auquel cas, je crois qu'il y'a des points bien plus important à expliquer avant

Voila c'est ce qu'on l'ont voulais faire, on a pensé que le signal en sorti du tube contenait plus d'harmonique que celui du transistor

Hors sujet total. Rien à voir

Je réitère ma demande pour t'aider :
Commence par nous dire précisément ce que tu as présenter à tes profs, avec quels documents et textes, et ce qu'ils ont répondu.

Voila on s'est fait interroger par un prof de Physique et un prof de mécanique, et il n'y avait aps notre prof d'elec !

On leur explique que notre TPE concerne les amplificateur à lampe et ceux a transistors.
Notre problématique : Pourquoi l'amplificateur à tube est-il supérieur a l'amplificateur a transistor ?
(Ne nous demandais pas de changer, nos prof ne veulent pas ! Ils la trouvent très bien ! Et ils ont dit que c'etait une très bonne question.
Ils ont demandé a des amis musiciens qui n'ont pas pu leur apporté de réponse et qui confirme aussi que l'ampli a tube est superieur a l'ampli transistor. Mythe urbain ?)

Ensuite on leur balance un peu d'histoire. L’amplificateur électrique naît de deux inventions majeures : le téléphone de Bell en 1876. Et de l'adjonction d'une électrode intermédiaire de commande par Lee De Forest, a permis le développement du premier composant électronique amplificateur : audion (en 1906) renommer plutard en triode. La triode se compose d'une cathode émettrice d'électrons, d'une anode réceptrice, et d'une grille placée entre les deux.

La on leur balance un schéma de la triode, on explique ses composants et comment elle fonctionne.

Ensuite on explique ce qu'est l'amplification :

Les micros transforment la vibration des cordes en un signal de faible puissance par induction, passant dans le jack pour enfin arriver dans l'ampli.
Tout d'abord il rencontre le pré-ampli, qui va amplifier le signal de très faible puissance. Il a une très bonne linéarité qui permet une bonne qualité sonore.
Ensuite viens l'amplificateur de puissance ! Avec sa linéarité moins bonne il a une moins bonne qualité sonore, notament car le signal contiendra plus de distorsion.
Enfin le signal est envoyé vers le haut parleur.

( La tout parraissait allez pour le mieux )

Ensuite on attaque par la partie distorsion :

Je copie colle, car on a vraiment dit ca comme ca !
La distorsion est une déformation du signal initial, dans notre cas, due a une amplification par un composant actif (le tube et le transistor).

Il y a plusieurs types de distorsions :

1) La Saturation :

C'est atteindre les limites électriques du composant qui va faire qu'au delà d'un certain seuil d'entrée, et pour tout signal supérieur a ce seuil, le composant répondra de la même manière qu'un signal au niveau de ce seuil.

Représentation d’une saturation :

Ona fait un schéma a main, représentant la saturation

Saturation du transistor :

Le transistor sature lorsque sont courant interne atteint sa valeur maximal. C'est à dire que pour une tension de base sinusoïdale, d'amplitude suffisamment élevé, on se retrouve avec un signal sinusoïdale écrêté en sorti.

Saturation du tube :

Le tube ne sature pas. L'écrêtage se produit sur la grille, situé entre l'anode et la cathode. Le tube ampli donc un signal écrêté.

Conclusion :

Le transistor amplifie un signal qui sera écrêté en sorti alors que le tube amplifie un signal déjà écrêté par la grille.


Et on s'est arrété la, on leur a dit que on etait entrain de chercher des infos du coté des hamoniques.
Et la ils nous ont dit que il y avait encore du boulot.

En ce qui concerne les harmoniques, je pense avoir trouvé quelque chose :

Le tube induit des harmoniques paires et impairs alors que le transistor lui ne fait que des harmoniques impairs.

Niveau saturation : Le tube supporte plus facilement les pics d'intensité. Il sature plus en douceur.

Voila

Ah bah oui dit comme ça, c'est sûr qu'il y'a a encore du boulot car vous n'avez présentez que les composants et vous n'avez encore aucun arguments qui pourrait montrer la supériorité musicale de l'amplification à tube par rapport à celle du transistor. (même si tes profs veulent pas changer la problématique, l'amplificateur à tube n'est pas supérieur à celui du transistor sur bien des points... anyway)

Pour l'histoire, impeccable, c'est ce qu'il fallait.

Pour l'amplification : d'où tiens-tu que la linéarité est moins bonne ? Tu ne montre rien, tu poses un postulat sans sources ni arguments. Tu dois impérativement creuser ce point ou enlever cette phrase.

En sciences d'une manière générale, "j'ai entendu dire que" - "je pense que" - "je crois que" tu oublies.
En sciences, "tu sais que" - "tu démontres que" - "tu admets que ... d'après..." seront tes maîtres mots.

Dis comme ça


Ca vaut que dale. Il faut que tu expliques le principe du préampli et de l'ampli. Tu parlera des linéarité après avoir présenter les principes de bases de l'amplification.

Perso, j'aurai formuler ça comme celà :


Voilà pour moi une vision objective et descriptive d'un amplificateur, sans encore rentrer dans le débat tube/transo.

EDIT : j'ai virer les explication théorico-techniques en me souvenant de ce que je savais de l'électronique en première : rien, ou vraiment pas grand chose. Donc inutile de vous bourrez le mou avec des notions que vous metterez du temps à assimiler (résistance interne, transconductance, facteur d'amplification...et pendant ce temps là, vous ne ferez pas autre chose...i.e : répondre à la problématique de votre TPE ) et sources de question piège des examinateurs.

Ensuite la saturation, pas mal (même si je vous avait dit de creuser sur la saturation des tubes), mais tu dois creuser ce qui différencie la saturation d'un tube et celle d'un transistor. Oubli le monde du hi-gain, ça ne nous interesse pas. Mais pourquoi un tube va cruncher joliment en produisant une saturation avec de belles harmoniques alors qu'un transistor va passer du clean à l'écrêtage tout moche ? (je carricature !!!)

En gros, tu plantes le décors et ensuite tu attaques... sauf que là, t'as rien pour attaquer, alors tes profs font la gueule et faut pas s'en étonner !
Ton arme d'attaque, c'est la distorsion harmonique. C'est probablement elle qui va prouver par A+B qu'un amplificateur à tubes est supérieur à un amplificateur à transistor sur le point sonore... pas de bol, t'as rien à dire dessus alors que c'est l'essence du sujet de ton TPE

Pour les harmoniques, je t'ai fait une citation d'un de mes livres. En classe A, une triode induit des harmoniques paires et impaires, mais les harmoniques impaires sont quasi nulles avec de petits signaux ! Donc on dit qu'une triode n'induit que des harmoniques paires et on explique que c'est bien car ça sonne "juste" contrairement aux harmoniques impaires qui sonnent "fausses" ! (prendre des exemple avec des fréquences)
Attention tout de même, les pentodes produisent beaucoup d'harmoniques impaires, et c'est l'objet de l'éternelle débat d'audiophile triode/pentode ?
MAIS, je n'ai pas souvenir d'avoir vu d'ampli Single-ended avec des pentodes (l'avantage du push-pull, c'est que les harmoniques produites de part et d'autre s'annullent une fois recombiner dans le primaire du transfo de sortie.. ceci explique peut-être celà, à creuser !)



A creuser ! Encore une fois, ça ne veut pas dire grand chose, mais ça pourrait bien être une autre pièce maîtresse de la démonstration de la supériorité du tube par rapport au transistor

Bon courage !

heu... les harmoniques impaires ne sont pas "fausse", elles sont consonante ou dissonante
3ème harmonique : quinte, parfaitement consonante
5ème : tierce majeur dissonante dans un accord mineur
7ème : septième mineure (on peut dire de celle là qu'elle est fausse car elle n'est pas dans la gamme tempérée, mais elle n'est pas forcement dissonante)
et ainsi de suite, sachant que plus on monte en harmonique plus elles sont faible...

Avec ce sujet de TPE c'est clair qu'il y a de quoi faire... mais il faut comparer ce qui est comparable... je veux dire que les tubes et les transistors sont des composants très similaire, l'électronique qu'il y a avant et après pèse très lourd dans le rendu final, l'architecture de l'ampli, la boucle de feedback... Il y a des amplis à lampe avec des taux de distorsion harmonique proche de zéro et des ampli transistors qui génère des harmoniques à gogo (le roland JC par exemple), et pis ya aussi les transistors MOSFET qui autant par leurs fonctionnement que par leurs rendu audio font plus penser à des tubes qu'à des transistors...

Cette question est vraiment complexe à traiter, elle fait appel à trois discipline : L'électronique bien sûr : expliquer la distorsion avec les courbes caractéristiques des tubes et transistors, les math, expliquer la génération d'harmonique avec la transformation de Fourier, et la musique pour dire pourquoi c'est beau !

Bon courage

Es-tu bien sûr de celà ?

L'harmonique de rang 5 est à 2200Hz. Ca tombe près d'un Do# mais lui est à 2217Hz, donc pour moi, ça sonne faux. Idem pour la 7ème.
Après effectivement, je reconnait mon erreur pour l'harmonique de rang 3 : 1320Hz est bien un Mi. Ca m'apprendra a citer un livre sans en faire la vérification de ses propos. (comme quoi, même un livre de grande presse contient des erreurs)


+1 pour le reste. Encore que si les FET serait aussi bien que ça, on aurait abandonné les étage de puissance à tubes, sauf qu'il y'a encore autre chose. Vous pouvez creuser au niveau du SAG également pour expliquer qu'en musique, cet effet "indésirable" en hi-fi est désirable à la guitare car génère des harmoniques. Je ne sais pas comment ça se passe avec les transistor, donc à voir.

Ben dis donc je trouves que pour des élèves de premières c'est vachement ambitieux. D'une part parce que ça va demander pas mal de compétences qui sont assez éloignées du programme, mais à la limite ça c'est fun.
Et que l'objectif de prouver la supériorité des tubes et assez ambitieux vu que finalement:
- c'est plutot discutable, ne serait-ce qu'en terme de rendement énergétique et d'encombrement la lampe est quand même aux fraises.
- En terme de son ça n'a rien d'evident, non pas que je préfère pas les amplis guitares à lampes, mais que de prouver que ça sonne mieux via des mesures n'a rien d'évident. Ca va demander plus de matériel qu'un simple couple GBF, Oscillo.


Bon quoi qu'il en soit:
- Je pense que faire un ampli complet ça tient de l'utopie, c'est trop cher et trop dangeureux (HT partout), donc vaut mieux se contenter d'un boost ou d'un petit préamp avec deux triodes, avec le préamp il doit etre possible de saturer plus facilement. Si c'est pour l'utiliser avec une guitare il y a toujours moyen d'utiliser un autre ampli 'bref de faire un truc pluzs proche d'une pédale)
- la transo pourquoi pas mais y aussi l'ampli op.

Comme évoqué vous devriez rechercher du coté des lampes 12V (la 12U6 par exemple est 12V je crois) ça tournerait comme une fleur sur une alim de labo standard.

Que montrer à l'oral??? C'est des idées comme ça:
- Déjà que ça amplifie, ça parait con mais c'est priomordial donc un coups de bicourbe sur chaque montage avec entrée sortie et un gain modéré.
- L'influence de la capa de liaison sur la sortie de la lampe (ou du transo)
- Avoir un petit diagramme de Bode.
- Et evendtuellement après s'être un peu penché sur les bases des séries de fourrier, ben une petite analyse spectrale de chaque montage obtenu, avec je sais pas quoi, au pire un PC avec audacity.

En 10 minutes c'est déjà pas mal.

Tout celà a été préciser et on a finalement dit que le TPE ne traiterai que de l'aspect SONORE. Sinon effectivement, rendement, efficacité, encombrement, coût, fiabilité... L'ampli à tubes est à la rue sur tous les points !



On ne va pas spécialement faire de mesure, on va tenter d'expliquer avec les main ce qui se passe dans un tube et dans un transistor. Je pense que c'est plus ce que les enseignant attende. Ce n'est pas un projet de Mesures Physiques

Pour l'anecdote, quand j'étais en première, on avait présenter le principe de foncionnement des SNLE : 1 partie chacun : nucléaire - électrique - mécanique.
Pour des raison évidente, la manip ne pouvait pas être nucléaire, et difficilement mécanique... donc on avait choisi de présenter le fonctionnement de l'alternateur. (mis en fonctionnement au bout d'une perceuse pour la mise en rotation, et mesurer la tension de 12V a ses bornes...)Et bien l'expérience a été annulé par le jury car jugé comme "dangereuse" électriquement ... mais ça n'a pas empêcher les bonnes note !



Et ce sera catégoriquement refusé par les enseignants



+1 ! Très bonne idée : un petit montage a transistor polarisé en classe A, un GBF et un oscillo et tu peux facilement montrer l'amplificateur avec un seul transistor.



+1 aussi. Toujours avec le petit montage à transistor, suffit d'observer le signal au collecteur avant puis après la capa de couplage. Ensuite, il est facile de faire l'analogie avec le transfo de sortie qui fait la même chose tout en adaptant l'impédance !



Je ne pense pas. Ce n'est pas de leur niveau et pour y montrer ce qu'il vont y montrer... je trouve ça inutile. A moins que j'ai zappé quelque chose, développe



Idem, une analyse spectrale ne donnera pas grand chose. A mon sens, le but du TPE est plus sur la vulgarisation scientifique que la démonstration de phénomène physique avec preuve à l'appuie. Du moins, c'était ce qu'on nous demandais


15min, ne leur raccourci pas leur temps non plus (à moins que ça ai diminuer depuis que j'ai quitté le lycée) mais j'avoue chaud quand même

Tiens un petit truc à montrer en plus. Envoyer la purée entrée et faire saturer le montage d'amplification.

Et à la limite n'ait pas peut de sortir la guitare et de faire ecouter la saturation, c'est pas choquant du tout et puis c'est fun (bon pas min de guitare non plus mais 15s histoire de faire higway to hell.)

Enfin a mon avis faut des expériences, enfin moi j'ai du mal à conservoire qu'on puisse faire de la physique sans expérience personnelement (au sens large c'est sur que si on parle des lois de Kepler on fait pas tourner des planètes dans la salle non plus).

Sinon pour cette histoire de supériorité des amplis à lampe, je suis partisan de dire que le rock a été créé sur les amplis à lampe et que le mieux pour sonner comme un ampli à lampe et retrouver ce son des albums de légende, c'est d'utiliser un ampli à lampe. De toute façon ça peut pas être une histoire de fidélité ou je sais pas quoi, puisque personne sait comment doit sonner un guitare électrique, faut juste qu'elle sonne comme les références qu'on a dans les oreilles.

Après ouais, y a des histoires d'harmoniques etc... mais c'est effectivement compliqué surtout en première.

Ah mais j'ai pas dit qu'il ne fallait pas faire d'expérience

Je dis juste que "faire des mesures pour montrer la supériorité des tubes", ça va être très difficile voir impossible.

Mais l'idée de montrer simplement qu'un amplificateur amplifie est très bien et si j'étais à leur place, c'est probablement ce que je ferais : un transistor polarisé en classe A par diviseur de tension, alimenté sous 12V, en montage emetteur commun sans découplage d'emetteur, pour rester au plus simple. On balance une sinusoïde issu du GBF sur la base, on observe ce qu'il se passe au collecteur avant et après la capa de liaison : tu montres que ton transistor amplifie en tension

Pour la supériorité des tubes, ça va pas être facile, mais là est tout le sujet. On peut l'aider pour tout ce qu'il y'a autour, mais personnellement, je n'ai pas d'explication formelle au sujet et je ne pense pas qu'il y'en ai vraiment

Merci je viens de lire tout ca et sa a l'air super interessant Cependant ce soir je ne pourrai pas vous répondre, je doit rediger une question d'oral pour l'EAF (bac francais) et je ne pense pas que j'aurai le temps.

En tout cas merci, j'etudie ca en TPE demain.