Filtre actif à triode : où est l’avancée décisive ?

Comme promis voici quelques simulations du filtre actif à triodes XM26 pour montrer à quel point on peut sur-estimer ces composants et leur affubler des propriétés paranormales totalement ridicules.

En gros, ce schéma utilise des cellules de gain unité (par charge cathodique, donc contre-réaction maximale) avec contre réaction permettant des étages à 12 dB/octave. Ici deux étages sont chaînés. Voici le schéma  testé, avec, en comparaison, une version à AOP (cliquez par avoir la taille originale):

La coupure est prise à 100Hz avec les valeurs préconisées par le constructeur (condensateurs augmentés d’un facteur 10). Ces tubes sont alimentés en +/- 150V. Le choix de l’ecc83 est plutôt inhabituel dans ce contexte ou la préférence est donnée aux tubes à forte transconductance. La version décrite par Larsen dans l’audiophile utilise des ECC81 à mu inférieur (60-70) mais pente bien supérieure (5.5-6.7 mA/V). C’est un compromis, car si un fort  mu (100 pour l’ECC83)  permet de s’approcher de l’unité en gain, l’impédance de sortie augmente souvent par chute de la pente du tube (1.25-1.6 mA/V). Ceci explique pourquoi le schéma de Larsen nécessite des corrections des valeurs pour compenser un gain plus éloigné de l’unité à cause d’un mu inférieur de l’ECC81. Ici, la divergence des résultats est inférieure, même si elle est présente (cliquez par avoir la taille originale):

Plus un détail de la zone de coupure :

Pour éviter de chercher avec le schéma, les courbes rouge et bleue sont celle de la partie triode, les verte et violette sont celles de l’AOP.

Comme on peut le voir, il y a un écart visible (pas très important finalement) avec  l’idéal théorique que les AOP obtiennent sans problème, avec, en prime, un problème du au schéma lui-même (courbe bleue après 500Hz). Oui, celui-ci n’est pas un bon schéma, il souffre d’un défaut conceptuel qui peut devenir majeur si l’on ne prend pas garde. La version de Larsen est plus éloignée encore à cause du choix des tubes. Voici un autre problème : le comportement est très dépendant du choix de la référence du tube, chose très secondaire avec les AOP. Je ne vois pas ici non plus d’avancée décisive du tube sur le reste (je ne parle pas des problèmes de l’alimentation, de ses dangers, de la consommation, du poids, du prix, de la durée de vie, de la stabilité…). Techniquement, le tube est moins bon ici sur tous les paramètres. La simulation est fiable, ne pensez pas mettre ça sur le dos du simulateur. J’ai testé celui de Larsen et les résultats sont identiques aux mesures qu’il a publiées. Le modèle de tube utilisé ici est assez complet, avec courant grille et tout. Par ailleurs, l’ampli op utilisé ici n’est pas non plus un modèle idéalisé, mais une version beaucoup plus complexe et réelle (On peut voir par exemple en HF dans le passe bas l’influence d’un des pôles).

Pour être plus complet, voici les courbes d’amplitude, phase et sommation des canaux pour comparer :

On peut s’apercevoir que la résultante n’est pas constante et un creux d’environ 0.8 dB est visible à la coupure. Bon, ça n’est pas dramatique, et, à mon avis, c’est masqué par d’autres problèmes acoustiques issus de la salle. Néanmoins, il y a un écart avec la théorie. Remarquez encore ce problème du passe bas, sa courbe de phase et son comportement étrange. Jetons un œil sur cet effet. En regardant bien le schéma, on s’aperçoit que, comme à  haute fréquence les condensateurs tendent à se comporter comme des court circuits, dans la configuration passe bas, les résistances de la partie filtrage viennent interférer avec les résistances de polarisation de cathode, formant un réseau résistif entre étages. Et c’est bien cela que l’on observe : un résidu passe d’étage en étage via ces résistances. La topologie passe-haut n’a pas ce problème. Pour s’en convaincre, voici le même filtre où les résistances des modules sont divisées par 10 (et les condensateurs augmentés d’autant) :

Effrayant non ?  Maintenant, un superbe creux de 4dB à la coupure et un comportement particulièrement mauvais apparait. Effectivement, ces résistances devenant plus faible, le signal est beaucoup moins atténué en sortie des étages. Donc, attention à n’utiliser que des résistances de forte valeur dans cette configuration, même si c’est au détriment du bruit. Voici ce que cela donne avec des résistance multipliées par 10 (et condensateurs réduit en conséquence) :

C’est beaucoup mieux. On voit bien à quel point ces schémas paient le tribut de leur simplicité : ils sont très sensibles à leurs paramètres. Entre temps, ceux par AOP ne bougent pas d’un poil… Toujours pas trouvé où étaient ces avancées décisives dans les tubes. Comme je disais dans le billet précédent, la distorsion doit être assez faible pour passer inaperçu, même si elle doit être à des magnitudes de celle des AOP. Dois-je rappeler que la contre-réaction dans ce schéma est totale ? Vous savez, cet effet dont on reproche aux transistors l’utilisation abusive ? Ici, AOP ou tubes :  même combat. C’est n’est pas un argument non plus…

Alors, payer cher pour des composants dépassés où les résultats sont TOUS inférieurs comparés à des composants modernes, non merci. Quant à expliquer pourquoi la personne a tant aimé passer au tubes, c’est simple : c’est le résultat qu’elle voulait obtenir et elle l’a obtenu. Sauf que ça n’a rien à voir avec l’appareil, grand classique tant et tant de fois mis en évidence mais dont les audiophiles continuent encore et encore d’ignorer. Le jour ou on me montrera un test en double aveugle avec niveaux égalisés à 0.1 dB  qui montrera ne serait-ce qu’une différence audible (je parle pas de mieux ou moins bien) entre ce schéma et une simple application à AOP à deux sous, la, je pourrai reconsidérer la question. Pour l’instant, je ne vois rien qui soit en opposition avec la science et l’électronique de base. Je ne vois juste que la sempiternelle prétention et les sempiternelles affirmations péremptoires toujours aussi fausses et toujours aussi présentes.

Et je ne vois toujours pas où est cette avancée décisive que les tubes auraient amené.

Jipi.