Réglage de tonalité à la Fender Princeton
Maintenant qu'on a amplifié un peu le signal, on peut le manipuler un peu. Le réglage de tonalité du Fender Princeton consiste en un potentiomètre de volume et un potentiomètre de tonalité interactifs. Avec le schéma ci-dessous, on peut voir qu'avec le volume à 50% et le tone à fond, on obtient 100% des hautes fréquences à travers le petit condensateur. Si le baisse complètement, le son sera bien plus grave car les hautes fréquences auront été filtrées par le condensateur le plus gros.
Mais si on joue avec le volume à 100%, on ne pourra pas obtenir plus d'aigus... On ne peut pas aller au-delà de 100% n'est-ce pas ? Ce réglage n'est pas un boost d'aigus, mais plutôt un filtre passe-bas.
Fender Princeton style Tone stack
Now the signal has some gain on it, it's time we tweak it a bit. The Fender Princeton tone stack is only a volume potentiometer and a tone control that are interactive. With the schematic below, you can see that if the volume pot is up to 50% and you crank the tone pot all the way up, you will get 100% of the high frequencies through the small capacitor. If you drop it all the way down, you'll get a bassier tone through the larger capacitor because it filters the high frequencies.
But, if you play at full volume (100%), you won't be able to get more treble. You can't go higher than 100%, can you ? This tone pot isn't a high-end boost, but rather a low-pass filter.
Voilà à quoi ça ressemble en vrai :
Le condensateur de gauche est le condensateur de couplage, qui ne devrait pas être suspendu ainsi mais être posé sur une plaque. On a besoin de condensateurs de couplage car avec les lampes on ne peut pas tolérer de courant continu dans le signal utile, qu'on filtre grâce à eux.
Ensuite il y a le condensateur de 470pF qui laisse passer les hautes fréquences.
En dessous, il y a deux condensateurs de 10nF en série, la capacité équivalente est 10/2=5nF.
La sortie de cet étage est reliée à la grille de la seconde demi-lampe.
Here is how it looks in real life:
The capacitor on the left is the coupling capacitor, that should ideally rest on a board instead of being suspended in the air like this. We need this coupling capacitor because with tubes you can't allow any direct current into the signal, you have to filter it with these capacitors.
Then comes the 470pF capacitor that allows high frequencies to pass.
Beneath it are two 10nF caps in series, their equivalent capacity is about 10/2=5nF.
The output of the tone stack goes to the grid of the second half tube.
Deuxième étage de gain
Après avoir ajouté une résistance de charge de 100k sur la deuxième plaque et biaisé la seconde cathode de la même manière que pour le premier étage de gain, nous avons regardé le signal à l'oscilloscope.
Le signal est de nouveau en phase et a plus de gain. l'amplification est ajustable avec le potentiomètre de volume. On a pu voir les hautes fréquences apparaître en modifiant le contrôle de tonalité.
La tension sur la plaque est descendue à 170 V, ce qui est plutôt très bas. Nous allons devoir modifier l'étage d'alimentation.
Second gain stage
After putting a 100k load resistor on the second plate and biasing the second cathode exactly the same way the did with the first gain stage, we looked at the signal on the oscilloscope.
The signal is back in phase and has a higher gain. Amplification is adjustable with the volume potentiometer. We were able to look at high frequencies appearing when we turn the tone control up.
The plate voltage here has dropped to 170V, which is quite low. We will have to redesign the power supply a bit.
Modification de l'alimentation
Avec une telle baisse de tension sur les plaques, on a repensé l'alimentation selon un schéma plus courant, selon le schéma ci-dessous. Les tensions ont été mesurées au voltmètre
Re-designing the power supply
With such a voltage drop on the plates, we decided to use a more common design, according to the schematic here. The voltages were probed with a voltmeter.
Troisième étage de gain : inverseur de phase
Pour cette étape on utilise une deuxième lampe. Elle agit comme inverseur de phase et n'ajoute pas de gain car on a une contre-réaction sur la cathode. On appelle ce montage "inverseur cathodyne".
L'inversion de phase deviendra utile au moment de la construction de l'étage de puissance "push-pull" (deux lampes travaillent en alternance, une amplifie le signal positif et l'autre le signal négatif).
Third gain stage : phase inverter
This stage uses a second tube. It acts as a phase inverter and doesn't give gain because of negative feedback on the cathode. This is a cathodyne-style inverter.
The phase inverter will be useful when we get to build the power stage in a proper push-pull (one tube is fed with the original signal and the other with the out of phase signal, they thus work in alternance).
Pour visualiser l'effet de chaque étage construit jusqu'à maintenant, on a branché un générateur de fréquence à l'ampli et nous avons observé un signal à 1000 Hz sur l'oscilloscope. De bas
en haut, on voit le signal d'entrée et l'effet du premier étage de gain. Sur le second oscilloscope, on voit le second étage de gain et l'inversion de phase du troisième étage.
To see the effect of every stage we built so far, we plugged a 1000Hz sine wave into the amp and visualised it on the oscilloscope. From bottom to top, you can see the input signal, then the effect of the first gain stage. On the second scope you can see the signal after the second gain stage and the phase inversion of the third stage.
