IV / Le « son » de la lampe

A. Particularités des amplificateurs à tubes

Résumons brièvement le chapitre précédent :

C'est vers le début du vingtième siècle que Lee de Forest a inventé 1e tube radio. Il s'agissait d'une ampoule de verre vide d'air qui renfermait un filament incandescent, une sorte de plaque métallique percée et une plaque métallique de réception. Ce tube simple s'est appelée « triode » parce que le tube contenait trois éléments ou électrodes. Le filament incandescent s'appelle cathode, la plaque ajourée s'appelle grille, la plaque métallique pleine s'appelle anode ou simplement plaque. D'une façon ou d'une autre. ce tube était capable d'amplifier des tensions électriques alternatives. À cette époque sont apparus des appareils qui permettaient de communiquer sur de longues distances (les expériences de Marconi).

Toutefois, les signaux émis par des « machines émettrices » installées à une grande distance, tels qu'on pouvait les capter sur de longues antennes, étaient si faibles qu'une amplification était vivement souhaitée.

Pendant la première guerre mondiale, le développement du tube électronique en a fait un instrument d'amplification professionnel fiable. Pendant la période qui a suivi, jusqu'aux années soixante-dix, le tube électronique est arrivé à sa maturité, on a fabriqué et utilisé des tubes perfectionnés de haute qualité.

Parallèlement. l'électronique a connu un tournant dans les années soixante-dix. Le transistor avait été inventé et ce petit élément semi-conducteur se révélait capable d'amplifier avec un coût en énergie très inférieur à celui des tube... radio. Le marché a été très vite inondé d'amplificateurs à transistors petits, bon marché et peu gourmands en énergie; les amplificateurs à tubes se sont trouvés. rejetés au deuxième plan.

Il y a eu des voix pour dire : « le son des amplificateurs à transistors ne ressemble à rien » ; pourtant la demande d'amplificateurs de puissance à transistors était si forte que ces protestations se sont éteintes. L'amplificateur à tubes est passé de mode, et voilà tout.

Il ne faut pas penser maintenant que la mort de l'amplificateur à tubes a été un événement unique. Une mode comparable s'est produite dans les années quatre-vingt-dix. Le disque microsillon, reconnu universellement, a été mis parfaitement au point, pour atteindre un haut niveau de qualité. Soudain est apparu le disque optique (CD) en 1983, et le microsillon a disparu. il y a bien eu quelques voix de protestation pour dire que le microsillon avait une meilleure sonorité, mais elles ont été étouffées sous le vacarme du marketing .

Naturellement, ce passage au transistor et aux nouvelles techniques numériques d'enregistrement a permis d'obtenir des résultats fantastiques. Toutefois les protestations ont continué à l'arrière plan et à force de s'en tenir à leurs positions elles ont fini par se faire entendre à la longue.

Certains ont commencé à ressortir des greniers les vieux amplificateurs à tubes. Ils les ont rafraîchis, ils ont remplacé les tubes (qu'on trouvait encore facilement à cette époque), les condensateurs, les fiches et fils quand c'était nécessaire et le moment est venu d'écouter un amplificateur comme neuf.

Le son du vieux machin à tubes a alors semblé meilleur à bien des oreilles que celui des amplificateurs à transistors. Le son était plus agréable, plus doux, plus naturel et le plaisir de la musique était beaucoup plus grand qu'avec l'amplificateur à transistors petit, puissant mais économique. Cette expérience a été pour beaucoup, et pour les fabricants aussi, une incitation à s'orienter à nouveau complètement vers les amplificateurs à tubes.

Actuellement, on voit des magazines HiFi renommés qui traitent régulièrement de nouveaux amplificateurs à tubes de qualité. Toutefois ces amplificateurs ne sont plus aussi bon marché que par le passé. Les prix ont été multipliés par dix environ, ce qui contribue à donner à l'amplificateur à tubes l'image d'un produit de haute qualité.

Il se passe des choses similaires avec le CD et le microsillon. Plus de quinze ans après l'avènement du CD, les mélomanes commencent à redécouvrir le microsillon. Beaucoup tiennent pour acquis que la sonorité du microsillon est plus fidèle et plus naturelle que celle du CD, froide et super-aseptisée.

Quoi qu'on puisse dire du taux de distorsion et du bruit, incontestablement moins bons dans le cas du microsillon et des amplificateurs à tubes, beaucoup d'auditeurs se prononcent subjectivement en faveur des tubes antiques et du vieux microsillon analogique.

Cette tendance s'est renforcée au cours des dernières années, au point que la marée du marketing des fabricants de CD ne suffit plus à la masquer. Le dernier mot n'est plus aux faibles taux de distorsion et aux grands rapports signal / bruit, indubitablement meilleurs que ceux des microsillons. Cela a conduit à de nouvelles études sur les CD et les traitements numériques du signal qui y sont associés. Maintenant on n'accepte plus sans broncher l'idée que le numérique est supérieur par nature à l'analogique.

Le grand problème des chercheurs est de savoir pourquoi le traitement analogique du signal donne une meilleure sonorité que le traitement numérique. La discussion ne sera pas tranchée ici, mais dans les années passées et actuellement, on peut observer un changement et entendre parler de nouvelles études sur ce qui est humain, agréable et naturel en matière de sonorité.

Un exemple clair et simple expliquera pourquoi un amplificateur à tubes donne une sonorité fondamentalement différente de celle d'un amplificateur à transistors. Nous laisserons de côté la controverse analogique - numérique, pour nous intéresser à l'amplification des signaux analogiques.

La plus grande différence entre les deux amplificateurs tient à leur fonction de transfert. Si on ne prend en compte que les caractéristiques chiffrées des amplificateurs, on voit que l'amplificateur à tubes produit à pleine puissance des harmoniques de l'ordre du pour-cent, alors que les distorsions du transistor restent de l'ordre du dixième de pour-cent.

Ces chiffres confortent chez l'acheteur l'opinion que les transistors sont naturellement très supérieurs aux tubes. Mais en est-il vraiment ainsi ?

Nous n'écoutons pas en permanence à pleine puissance, avec un volume assourdissant. Nous écoutons en fait plus souvent à un niveau faible ou modéré ; quelques watts de puissance de sortie suffisent effectivement pour la plupart des utilisations. Et voici les particularités : plus le volume de la musique est réduit, moins l'amplificateur à tubes produit de distorsion.

Au contraire, si on réduit le volume avec un amplificateur à transistors, la distorsion commence à augmenter (sauf avec certains modèles de très haute qualité, très bien conçus, qui éliminent ce phénomène ou l'atténuent très fortement).

On peut affirmer qu'en général les amplificateurs à tubes sont extrêmement délicats avec les petits signaux. alors que les amplificateurs à transistors sont plus brutaux. Les premiers amplificateurs à transistors accusaient de fortes distorsions à faible niveau (il s'agissait surtout de distorsions de croisement).

Cette observation a amené de nombreux auditeurs à qualifier de dure et froide la restitution par les transistors. On remarquera que la différence entre les CD numériques et les microsillons analogiques conduit exactement aux mêmes altérations du signal, et aux mêmes appréciations.

Cet exemple simple montre que les chiffres de distorsion à la puissance de sortie maximale sont très intéressants pour le chercheur, certes, mais qu'ils ne disent rien quant à l'effet subjectif de la reproduction de la musique dans un cadre domestique. La courbe de distorsion ne convient absolument pas pour la comparaison entre les amplificateurs à tubes et à transistors.

Un autre point important est la très grande différence entre les taux de contre-réaction dans l'un et l'autre type. Dans un amplificateur à tubes, une très petite fraction (qui caractérise la contre-réaction du signal de sortie est comparée et superposée au signal d'entrée, alors que l'amplificateur à transistors ne peut absolument pas fonctionner sans contre-réaction.

Il existe d'autres différences, mais ces deux observations simples suffisent à montrer que les amplificateurs à tubes et à transistors sont fondamentalement différents. Personne ne s'étonnera que ces différences donnent lieu à une différence dans la reproduction de la musique.

On peut discuter pour savoir si ces différences sont bonnes ou acceptables, mais la discussion n'a pas de sens parce que les chiffres acceptables sont subjectifs, les plus forts sont attribués à l'amplificateur à tubes. Des recherches fondamentales sont en cours et viennent dire scientifiquement, petit à petit, ce qui est acceptable. Quoi qu'il en soit, explications scientifiques ou pas, le fait est que l'amplificateur à tubes est le plus apprécié des mélomanes.

Les amplificateurs à tubes ont une longue histoire, ils reposent sur des connaissance scientifiques approfondies, mais ils profitent maintenant des techniques raffinées disponibles aujourd'hui.

L'amplificateur à tubes se trouve exposé à un éclairage nouveau, il peut atteindre de nouveaux sommets et les améliorations possibles de nos jours, par rapport à ce qui l'était auparavant, sont plus que remarquables.

B. Explication à partir de quelques définitions simplifiées

(dans le cas d’un ampli de guitare à lampes)

Qu'est-ce qu'une lampe?

Une lampe est une composante électronique qui consiste en un minimum de quatre éléments actifs : un élément chauffant (filament), une cathode, une grille et une plaque, tous réunis dans une enceinte de verre scellée à vide, pour empêcher qu'ils ne se consument. Lorsqu'elle est chauffée, la cathode émet des électrons qui circulent de la cathode (qui est négativement chargée) vers la plaque (qui est positivement chargée). Le rôle de la grille est de contrôler le débit de cette circulation, faisant fonction de valve.

Comment les lampes fonctionnent-elles?

Lorsque le micro de la guitare produit un léger courant (résultat d'une corde vibrant dans le champ magnétique du micro), ce signal est envoyé à la grille, causant une importante circulation de courant, de la cathode à la plaque.

Ainsi, un courant proportionnel se retrouve à la plaque. Une partie du circuit électronique de l'amplificateur, celle qui contrôle la polarisation de la grille, effectue le réglage approprié du courant de la grille.

Lorsque la polarisation de la grille est convenablement réglée, la lampe est harmonisée au circuit, produisant un signal clair et puissant. La plaque est reliée à un transformateur de sortie, qui relie l'impédance à celle du haut-parleur.

Comment les lampes peuvent-elles provoquer une distorsion?

Lorsque le signal émis par la plaque approche de son potentiel maximum, la lampe commence à réagir de moins en moins au signal d'entrée original, ce qui produit une espèce de compression du signal, qui devient " supprimé " ou " raccourci ". La distorsion de la lampe se produit graduellement, ce qui provoque une distorsion légère qui s'ajoute au signal original, créant un son chaud, coloré. Grâce à ceci, il est facile de voyager entre des sons clairs ou distordus.

Pourquoi les amplificateurs à lampes sonnent-ils différemment?

1. Il existe plusieurs types et qualités de lampes, certaines amplifiant plus que d'autres.

2. La capacité d'amplification d'une lampe varie avec les différents circuits de différents amplificateurs, certaines lampes amplifiant davantage que d'autres dans des conditions similaires.

Quels sont les signes de détérioration des lampes ?

1. Perte des aiguës ou graves.
2. Accords embrouillés.
3. Faible équilibre dans les niveaux de sortie de différentes notes.
4. Manque d'effet.
5. Production de bruits étranges.
6. La perte de puissance.
7. La puissance diminue et s'élève d'elle-même.
8. Perte de sustain, les notes déclinent rapidement.

Pourquoi doit-on remplacer les lampes ?

Du verre, du métal et beaucoup de composantes minuscules... les lampes sont sujettes aux ennuis d'ordre mécanique, et ne sont pas conçues pour durer éternellement. En fait, plus les lampes fonctionnent, plus elles s'usent.

D'autre part :

1. Lorsqu'une lampe faiblit, elle entraîne les autres avec elle, diminuant ainsi le rendement général de l'amplificateur.

2. Meilleures sont les lampes, meilleur sera le son. La meilleure raison de remplacer les lampes par des " Groove Tubes ", est que ces dernières augmenteront la qualité de son de l’amplificateur.

3. Lorsqu'une lampe est brûlée, l'amplificateur ne fonctionne plus correctement, tout simplement.