Réparation d'un ampli Klemt Echolette M40

La réparation d'un ancien ampli Echolette M40 à lampes est présentée en détails ici : remplacement des condensateurs (alimentation et signal), des résistances et des connecteurs d'entrée DIN vers Jack 6,35 mm. Une partie du câblage a été modifiée ainsi que l'interrupteur marche / arrêt de l'ampli. Le fonctionnement électronique est aussi détaillé.

reparer ampli lampes echolette m40

Ampli à lampes Echolette M40 à restaurer

L'article présente d'abord le fonctionnement de l'amplificateur Echolette M40 puis la restauration d'un tel amplificateur.

Fonctionnement de l'ampli Echolette M40

Le fonctionnement de l'ampli Echolette M40 est détaillé ici avec schéma et explications : préamplis, mélangeur, ampli de puissance, alimentation.

Voici le schéma de l'ampli Echolette présenté dans sa globalité. On le trouve sur le net en qualité quelque peu meilleure.

ampli echolette m40 schema

Schéma de l'ampli Echolette M40

Alimentation de l'ampli Echolette

Le transformateur d'alimentation BV 1665 peut s'adapter à différentes tensions secteur avec le commutateur de tension fixé en face arrière.

Les enroulements secondaires du transfo BV1665 sont les suivants :

  • haute tension (2 x 270 V AC environ) pour l'alimentation de tout l'ampli et point intermédiaire pour la polarisation des EL84
  • 6,3 V pour filaments des ECC83 ("H1")
  • 6,3 V pour filaments des EL84 ("H2") et ampoule (voyant lumineux)

Préamplificateurs

Le préampli de chaque étage est basé sur un tube ECC83. Pour l'entrée 1 ("Eingang 1"), le signal d'entrée passe par C1 (25 nF), R8 (100 kOhms) pour arriver à la grille. La résistance de fuite de grille (R7) de 1 Mégohm maintient le potentiel de grille proche de 0 V pour la polarisation statique (bias). L'impédance d'entrée est de 1,1 Mégohm (R8 + R7, ou R4 + R3).

Le repère "A2" est issu du dernier étage de l'alimentation, celui dont la tension est la plus lisse.

Mixage, amplification et "tone stack"

Les résistances de 1 Mégohm assurent le mixage des signaux issus des potentiomètres de chaque entrée qui va à la grille du tube Rö.3. Ce point est particulièrement sensible, comme nous le verrons plus tard. La sortie de cet étage d'amplification va vers le tube Rö.4 via C10.

Le tube Rö.4 amplifie le signal pour le diriger vers les potentiomètres d'égalisation ("tone stack"). La clef de fa et la clef de sol indiquent respectivement les basses et les aigus. R33 et R35 (200 k) mélangent la partie "basses" et la partie "aigus" du signal et le potentiomètre de volume principal R34 pilote le second étage d'amplification de Rö.4. Le potentiomètre R97 retranche plus ou moins de gain selon sa position. A une extrémité, il coupe complètement le son et à l'autre, il n'atténue pratiquement pas le signal.

ampli echolette m40 r97

Potentiomètre de gain R97 (monté en parallèle avec le volume)

Amplificateur de puissance : EL84 en push pull

Les signaux en opposition de phase sont générés par le tube ECC83 Rö.5. L'égalité des signaux en opposition de phase sont garanties par l'égalité des résistances R39 et R42, ainsi que R40 et R41 pour la partie "basse tension" et l'égalité des résistances de plaque R37 et R38 (50 kOhms). Les cathodes de Rö.5 sont polarisées à environ +25 à +30 Volts.

Les lampes EL84 fonctionnent en push pull et sont pilotées en opposition de phase (Rö.7 et Rö.9 d'une part, Rö.6 et Rö.8 d'autre part). Les signaux arrivent par les repères 2 et 3 sur le schéma :

ampli echolette m40 el84 push pull

Fonctionnement en push pull des EL84

Les résistances de grille (grid stopper) sont de 2 kOhms (R77, R79, R82 et R83) sur le schéma et valent 2,2 kOhms en pratique.

Les plaques des lampes en parallèle sont reliées ensemble (Rö.7 et Rö.9 d'une part, Rö.6 et Rö.8 d'autre part).

Les résistances de grilles écran (screen grid) sont polarisées par des résistances de 200 Ohms (R75, R76, R84 et R85) issues de points intermédiaires du transformateur de sortie, et non d'une tension d'alimentation fixe : c'est le montage "ultra linéaire". Elles avaient grillé sur l'ampli à restaurer.

Ampli push pull : 4 EL84 ou 2 EL34 ?

Les EL34 sont deux fois plus puissantes que les EL84. Ici, dans l'ampli Echolette, les EL84 sont montées en parallèle : il y en a quatre au total (un quartet). D'autres amplis fonctionnent plutôt avec 2 EL34 à la place de 4 EL84. Il s'agit d'un choix de sonorité.

Filaments des EL84 à la masse

Pourquoi les filaments des EL84 sont-ils directement reliés à la masse par une de leurs extrémités ? L'usage pour les tubes de préamplificateurs consiste à utiliser un potentiomètre (typiquement de 100 Ohms) pour équilibrer la tension 6,3 V du filament et ainsi donner la possibilité de minimiser la ronflette. En revanche, sur les EL84 en push pull, il y a une connexion directe à la place de ce réglage :

heater el84 ground echolette

Jonction directe entre filament et masse sur les EL84 en push pull

Le fonctionnement en push pull est par nature différentiel et les ronflettes apportées par les filaments des EL84 qui fonctionnent en opposition de phase se compensent. L'opération de soustraction est réalisée par les deux demi-primaires du transformateur de sortie et la ronflette est ainsi annulée.

Transformateur de sortie BV 2652

Le transformateur de sortie BV2652 de l'ampli possède plusieurs sorties : 6 Ohms (deux fois en parallèle, ce qui correspond à 1 x 3 Ohms), 15 Ohms et sortie ligne 100 Volts. La sortie ligne 100 Volts est conçue pour délivrer une tension de 100 Volts à pleine puissance. Cette tension est utilisée dans les systèmes de sonorisation où de grandes longueurs de câbles sont nécessaires entre les haut-parleurs. Tout comme les lignes à haute tension (et donc faibles courants, donc faibles pertes dans les câbles) parcourent de grandes distances, la ligne 100 Volts sonorise les rues et autres grands espaces. Cette sortie 100 Volts sur le transformateur BV2652 ne sera donc pas utilisée pour des concerts et utilisations habituelles.

Les sorties 6 Ohms sont connectées à la contre réaction de l'ampli (tube ECC83 Rö.4). Dans une autre version de l'ampli, la contre réaction est connectée à la sortie 15 Ohms.

Polarisation des EL84 en push pull

Les 4 EL84 sont polarisées par la même tension statique (bias) issue du repère 1. Il s'agit d'une tension négative issue du transformateur d'alimentation et redressée par une diode OA150 :

el84 fixed bias push pull echolette

Polarisation des EL84 de l'ampli Echolette M40 : ajout d'une résistance

Une tension unique fixe sert de polarisation aux 4 EL84 (Rö.6 à Rö.9). Les 4 EL84 doivent en principe être bien appairées (closely matched) puisqu'il n'est pas possible d'ajuster individuellement le courant de repos de chaque EL84. La plupart des amplis à tubes fonctionnant en push pull avec des tubes en parallèle n'utilisent pas de polarisations individuelles.

Contre réaction de l'ampli

Pour réduire le gain, une contre réaction existe dans l'ampli Echolette M40 :

ampli echolette m40 contre reaction

Contre réaction de l'ampli Echolette M40

La partie amplification possède une contre réaction. La contre réaction est prise sur la sortie haut-parleur et se situe sur l'encadré orange. On trouve des versions de l'ampli où R44 vaut 33 kOhms (et non 16 kOhms comme semble l'indiquer le schéma ci-dessus). Sur une version de l'ampli avec sorties jack, la contre réaction est prise sur la sortie 15 Ohms et non 6 Ohms. On peut penser que la sortie 6 Ohms doit être associée à la valeur de 16 kOhms et la sortie 15 Ohms (signal 1,6 fois plus grand en amplitude) doit être associée à la valeur de 33 kOhms.

Le courant de cathode (statique) passe dans la résistance de 47 Ohms.

Restauration de l'ampli Echolette M40

Démonter l'ampli à réparer

La restauration de cet amplificateur nécessite un démontage assez complexe pour accéder aux différents éléments.

ampli echolette m40 klemt

Ampli Klemt Echolette M40 à réparer

Vu de derrière :

ampli echolette klemt m40

Ampli Echolette M40 à réparer

Le démontage de l'ampli à réparer est une longue étape nécessaire pour accéder aux différentes parties électroniques. Pour démonter la face avant, il faut d'abord démonter les connecteurs DIN et les dessouder :

ampli echolette klemt m40 connecteur din jack

Démontage de la face avant de l'ampli Echolette

Le reste du démontage ressemble à ceci :

ampli echolette klemt m40 din vs jack

Démontage assez long pour l'ampli Echolette M40

La tôle est redressée pour obtenir un angle droit :

ampli echolette m40 reparer

Ceci est le début de nombreuses modifications...

Interrupteur marche / arrêt

Première réparation, l'interrupteur de mise sous tension. L'interrupteur coupe phase et neutre. Un des deux contacts ne se fait plus. Par souci de conserver l'interrupteur d'origine, on le démonte entièrement :

reparer ampli lampe interrupteur

Démontage de l'interrupteur lui-même

On accède ainsi aux deux contacts qui se décalent vers l'avant ou vers l'arrière selon l'appui sur le bouton. Sur un des deux contacts, la pièce en plastique rouge semble déformée. Elle frotte et ne permet plus le contact.

ampli lampe ne s'allume plus interrupteur

Contacts mobiles de l'interrupteur de l'ampli

Il s'agit probablement de l'oxydation des contacts qui a entraîné une surchauffe et ainsi la déformation. La plastique rouge est redressé pour qu'il coulisse à nouveau correctement. Les contacts sont bien oxydés et devront être nettoyés :

nettoyant contact ampli lampes tubes

Contacts de l'interrupteur de l'ampli : un nettoyage est utile

On peut frotter au papier de verre fin les contacts (visibles ci-dessus) ainsi que les contacts fixes de l'interrupteur :

ampli lampe ne s'allume plus faux contact

Contacts fixes de l'interrupteurs : avant nettoyage (à droite) et après nettoyage (à gauche)

La restauration de l'ampli Echolette M40 est assez complète vu l'âge de l'appareil : remplacement des tubes, des condensateurs et des résistances ainsi que remplacement des connecteurs d'entrées et de sorties par des jacks

Les condensateurs sont remplacés par les valeurs standard proches :

  • 25 nF : 22 nF
  • 50 nF : 47 nF
  • 50 uF : 47 uF

Remplacement des tubes ECC83 et EL84 et conservation des redresseuses EZ81

Les tubes sont tous remplacés : préampli ECC83, tubes de puissance EL84 et redresseuses EZ81. On choisit ici de conserver les redresseuses EZ81 alors qu'on aurait pu les remplacer par des diodes 1N5406 (1000 V, 3 A) ou 1N4007 (1000 V, 1 A) en série avec une résistance de 150 Ohms / 5 Watts. Cette résistance en série vise à reproduire la chute de tension supplémentaire qui existe aux bornes des EZ81 :

redresseuse ez81 vs diode 1n4007

Redresseuse EZ81 : caractéristiques tension / courant

D'après cet extrait de datasheet, on voit que lorsque 100 mA traversent la redresseuse, la tension à ses bornes est alors de 15 Volts environ (pour une diode silicium moderne, on aurait typiquement autour de 0,6 ou 0,7 Volt). Pour reproduire une chute de tension de 15 Volts environ à 100 mA (0,1 A), on insère en série avec la diode une résistance R calculée (selon la loi d'Ohm) telle que :

R = U / I = 15 / 0,1 = 150 Ohms

Si on ne met pas cette résistance, la tension aux bornes des condensateurs d'alimentation sera un peu plus élevée. Ici, on remplace les anciennes EZ81 par de nouvelles EZ81 et non par des diodes par souci d'authenticité de l'ampli.

Remplacement de l'embase secteur de l'ampli Echolette

L'embase secteur est remplacée par une embase moderne.

alimentation ampli lampes 230V

Embase secteur d'origine à remplacer

La nouvelle embase est montée à la place de l'ancienne. La terre est reliée au châssis et le câblage de l'interrupteur est refait avec du fil à double isolation plus sécurisé que les petits fils d'origine dont la gaine est, en vérité, assez fatiguée.

reparer ampli lampe alimentation

Remplacement de l'embase secteur

embase secteur ampli tubes 230V

Nouvelle embase secteur montée sur l'ampli Echolette M40

Remplacement des composants de l'ampli Echolette

Des résistances ont grillé et de nombreux condensateurs accusent les signes d'un grand âge. Il est utile de les remplacer pour restaurer l'ampli.

Résistances grillées

Les résistances grillées sont les résistances en série avec les grilles écran. Elles ont une valeur de 220 Ohms selon le schéma. Voici les résistances :

ampli echolette klemt m40 resistance grille

Résistances de grille écran à remplacer

Les condensateurs sont remplacés (condensateurs de liaison 25 nF sur le chemin du signal, condensateurs de découplage pour la polarisation des tubes).

ampli echolette klemt m40 condensateur hs

Exemple de vieux condensateur à remplacer dans un ampli à lampes

Les potentiomètres qui font la tonalité (basses / aigus) pour les entrées sont conservés :

potentiomètre gain ampli à lampes echolette m40

Potentiomètres de tonalité (valeur 2 MOhms)

Les molettes blanches ont été déformées par la chaleur due à la proximité des lampes.

potentiometre tonalité tone stack echolette m40

Sous ensemble des réglages de volume et de tonalité (molettes blanches) démonté

Remplacement des condensateurs d'alimentation

Les condensateurs chimiques d'alimentation haute tension (350 / 385 Volts) sont doubles (2 x 50 uF). Ils sont remplacés par de nouveaux condensateurs 47 uF. La borne commune du condensateur double est la borne négative qui est reliée au châssis de l'ampli. Les deux bornes visibles du condensateur sont les bornes positives des deux condensateurs contenus dans le boitier cylindrique.

Ci-dessous, la connexion de la borne négative commune :

ampli à lampes condensateur alimentation

Borne négative du double condensateur 2 x 50 uF

On remplace l'ancien condensateur double (et la résistance 2,2 kOhms) par deux condensateurs modernes 47 uF 400 V et une résistance de 2,2 kOhms 5 Watts :

ampli lampes condensateur hs

Anciens condensateurs et résistance 2,2 kOhms

ampli lampes condensateur alimentation

Restauration de l'ampli : nouveaux condensateurs

Retournement du transformateur d'alimentation : modification des sorties haut-parleur par des Jack

Pour remplacer les fiches DIN de sortie par des jacks 6,35 mm, il faut libérer de l'espace au niveau du transformateur.

ampli echolette m40 sortie din 6 ohms

Fiches de sorties haut-parleurs d'origine pour haut-parleur 6 Ohms et 15 Ohms

ampli echolette klemt m40 din fiche

Fiches de sorties haut-parleurs de l'ampli Echolette M40 (vues de derrière)

Les jacks nécessitent plus de profondeur que les fiches d'origine. Il est alors nécessaire de modifier la géométrie du lieu : le transformateur et son câblage. Il s'agit du transformateur d'alimentation qui est relié par de nombreux fils ficelés ensemble : primaire avec ses tensions intermédiaires et secondaires (6,3 Volts pour les filaments et haute tension pour les lampes). Le transformateur est dévissé, une partie du câblage est refait. Pour garantir un espace suffisant, le transformateur est retourné et pivoté de 90 degrés. Le potentiomètre de 100 Ohms doit être démonté ainsi que les équerres de fixation du transformateur pour pouvoir enlever les longues vis. Cette modification était nécessaire pour garantir assez d'espace pour les fiches jack.

Voici les modifications faites :

ampli echolette klemt m40 transformateur

Retournement et rotation de 90 degrés du transformateur d'alimentation (les flèches ne montrent que la rotation)

Les fiches jack sont montées en lieu et place des fiches d'origine. Des rondelles plus larges sont nécessaires parce que le diamètre du trou est trop grand pour les rondelles fournies avec les jacks.

ampli echolette klemt m40 connecteur jack ligne 100v

Nouvelles fiches jack de sorties haut-parleurs de l'ampli Echolette M40

Cette adaptation mécanique crée un contact entre la masse des sorties et le châssis. On verra lors des (nombreux) tests que cela ne crée aucune boucle de masse.

L'arrondi du bobinage offre bien suffisamment de profondeur pour les jacks :

ampli klemt echolette m40 transfo

Espaces disponibles pour les fiches jacks

Modification des entrées DIN par des entrées Jack et suppression de la rangée d’œillets

Avant de modifier les entrées DIN de l'ampli Echolette M40, on note le schéma de ces entrées :

ampli echolette klemt m40 schematic input

Entrées DIN de l'ampli Echolette M40

On voit derrière chaque fiche DIN une résistance de 1 kOhm et un condensateur de 25 nF :

input guitar amplifier tube ecc83

Entrée DIN (à remplacer par un jack)

Pour remplacer les entrées DIN par des jacks, il faut d'abord supprimer la rangée d’œillets pour obtenir l'espace suffisant :

ampli guitare oeillets soudure

Rangée d’œillets à supprimer pour le montage des fiches jack (les composants seront fixés aux supports des lampes)

Les entrées DIN sont modifiées en entrées jack mono 6,35 mm. La modification est simple : la broche 1 de la fiche DIN correspond au signal et la broche 2 est connectée à la masse. La broche 3 n'est pas utilisée pour l'adaptation avec le jack. Voici un schéma de la modification :

adaptation din jack entrée ampli echolette m40

Adaptation connecteur DIN vers Jack mono sur l'ampli Echolette M40

Pour le connecteur DIN de sortie, on voit une résistance de 330 kOhms et une résistance de 470 kOhms :

ampli echolette klemt m40 connexion echo ng51

Connecteur de sortie de l'ampli et résistances

Le schéma d'une entrée DIN et de la sortie ("Ausgang") DIN à 5 broches :

ampli echolette m40 sortie echo ng51

Remontage de l'ampli Echolette M40

La face avant est remontée et les quatre fiches DIN d'entrée sont remplacées elles aussi par des jacks. C'est pourquoi il a été nécessaire de supprimer la rangée d’œillets pour, là aussi, laisser davantage de profondeur pour les jacks. Il est utile d'insérer un connecteur jack mâle pour bien s'assurer que l'espace est suffisant.

reparer ampli lampe echolette

Remontage de l'ampli Echolette en cours...

Tests de l'ampli Echolette M40

Après remontage, on branche prudemment l'ampli Echolette sous tension avec une ampoule halogène en série pour limiter le courant. Le sélecteur de tension est sur "240 Volts" (pas le tout dernier cran vers la droite, mais l'avant dernier). La résistance qu'on mesure dans l'embase secteur entre phase et neutre lorsque l'interrupteur est en position "marche" correspond à la résistance primaire du transformateur. Sur la position "240 Volts", elle est voisine de 13 Ohms. La position "250 Volts" donne une résistance de 15 Ohms environ. C'est un moyen de savoir si le sélecteur de tension n'est pas accidentellement sur une tension trop basse (7 Ohms mesurés pour la position "110 Volts" par exemple).

Polarisation des tubes EL84

Pour mesurer et vérifier le bon équilibrage des courants de repos, on insère en série avec la cathode une résistance de faible valeur (10 Ohms) qui permettra de lire facilement le courant. Il est usuel d'utiliser des résistances de 1 Ohm ou 10 Ohms. Un autre exemple (ampli Dynacord Eminent 2) figure ici :

Polarisation de lampes EL34 en push pull dans un ampli Dynacord Eminent II

Pour l'ampli Klemt Echolette, on insère des résistances de 10 Ohms :

ampli echolette klemt m40 bias

Mise en place de résistances pour lire le courant de repos des EL84

polarisation el84 tube ampli guitare

Ajout de résistances de 10 Ohms 0,5 Watt en série avec les cathodes des EL84

L'ajout de ces résistances n'a aucune influence sur le fonctionnement et contribue même très légèrement à mieux réguler et équilibrer les courants de repos des EL84. Le circuit de polarisation a été modifié pour diminuer légèrement le courant de repos (quiescent current) dans les EL84.

bias echolette m40 klemt

Remplacement du circuit de polarisation

ampli lampe guitare polarisation push pull el84

Réalisation du circuit de polarisation

La résistance de 5 kOhms est modifiée à 5,6 kOhms et la résistance de 30 kOhms est supprimée. La diode OA150 est remplacée par une diode standard 1N4007. C25 et R81 sont aussi remplacés (47 uF pour 50 uF, 47 kOhms pour 50 kOhms). La tension de polarisation des grilles des EL84 passe de -16,3 Volts à -17,3 Volts environ.

Avec un voltmètre en position "DC", on mesure prudemment la tension aux bornes des résistances de 10 Ohms. Attention, la haute tension est toute proche sur les broches voisines et il ne faut pas déraper avec la pointe de touche du multimètre.

ampli echolette klemt m40 polarisation fixe el84

Lecture du courant de repos d'une EL84 (résistance de 10 Ohms)

On lit 70 mV, ce qui correspond à 7 mA (loi d'Ohm : 70 mV / 10 Ohms = 7 mA).

Différentes polarisations des grilles donnent :

Tension de grille de -16,3 V : 5,2 mA (52 mV)Tension de grille de -17,3 V : 7 mA (70 mV)Tension de grille de -18,3 V : 9,8 mA (98 mV)

On mesure le courant de repos dans les quatre tubes EL84 :

EL84 (Rö. 6) : 7,2 mAEL84 (Rö. 7) : 7,4 mAEL84 (Rö. 8) : 7,0 mAEL84 (Rö. 9) : 7,1 mA

L'équilibrage entre les EL84 est plutôt bon.

La valeur de 7 mA correspond à une puissance de :

P = 7 mA x 350 V = 2,5 W

La puissance dissipée au repos est bien en dessous des 50 % de la puissance d'une EL84 (= 25 W x 0,5 = 12,5 W) : un choix prudent qui permettra une large tolérance vis à vis de tubes non appairés ainsi qu'une grande longévité.

Le courant de repos (notons-le ici Iq) des EL84 ne devrait pas dépasser :

Iq = 12,5 W / 350 V = 36 mA

Motorboating ou oscillations, un problème aussi pour les amplis à tubes

L'instabilité dans un amplificateur est un problème parfois complexe et insidieux. Une fois les tensions d'alimentations et les polarisations des tubes d'entrées et des EL84 vérifiées, on peut injecter un signal et tester le fonctionnement de l'ampli avec un haut-parleur (qu'on est prêt à sacrifier). L'ampli fonctionne bien, le niveau de bruit est faible, mais lorsqu'on augmente le volume au delà d'un certain seuil, d'étranges sons se font entendre et la tension d'alimentation chute d'un coup. C'est un signe d'une instabilité de fonctionnement due à une rétroaction positive dans l'amplificateur lui-même. A la façon d'un effet larsen, une toute petite fraction du signal amplifié revient à une entrée et ce signal est amplifié à son tour. Cette instabilité se manifeste par une ronflette, un niveau de bruit excessif ou quelque chose qui ressemble au motorboating. Le mauvais fonctionnement des lampes de sorties lors d'une instabilité peut aussi entraîner le "red plating", dû à un excès de courant dans les lampes.

Pour quelles raisons cette rétroaction positive a-t-elle lieu ?

Le phénomène d'instabilité - qui se manifeste par des oscillations à haute fréquence - peut être dû à des causes diverses. En voici quelques exemples :

  • couplage capacitif (capacité parasite) entre l'entrée et un endroit où le signal est de grande amplitude (amplifié)
  • impédance partagée de la masse : un courant "fort" revient dans une piste ou un fil de masse, créant à ses bornes une petite tension. Cette tension est amplifiée à son tour et l'instabilité apparaît.
  • défaut de conception de l'amplificateur qui induit une instabilité (liée à une marge de phase insuffisante dans le gain en boucle ouverte)
  • variations de l'alimentation induite par l'étage de puissance qui se répercute à l'entrée (motorboating)

Une ou plusieurs causes peuvent contribuer simultanément dans un amplificateur.

Le motorboating dans un ampli, c'est quoi ?

Le motorboating est une instabilité à très basse fréquence (quelques Hertz) qui se manifeste par un bruit dans le haut-parleur de type "pout-pout-pout", "tac-tac-tac", ou toute onomatopée que vous voudrez. On peut alors voir la membrane du haut-parleur se débattre dangereusement. Le motorboating est plutôt lié à des condensateurs d'alimentation dont la valeur a trop diminué. L'alimentation n'est alors plus assez filtrée (lissée). Un petit courant appelé par le haut-parleur fait excessivement chuter la tension d'alimentation de façon transitoire, ce qui se répercute sur les circuits de l'ampli. La tension d'entrée est perturbée par cette variation d'alimentation et cette perturbation est à son tour amplifiée. A l'instar d'un effet larsen, le motorboating est un résultat de l'association diabolique d'un ampli et d'une alimentation pas assez filtrée. On résout souvent le problème en remplaçant les condensateurs d'alimentation.

Même si la tension est parfaitement lisse sur un condensateur d'alimentation (condensateur intermédiaire dans les alimentations de préampli), il se peut que sa valeur soit devenue trop faible, voire nulle. Il est alors bon de le débrancher (après décharge) et de les tester individuellement au multimètre.

Le motorboating peut aussi survenir lorsque des condensateurs de liaisons ("capactive coupling") étaient défectueux (valeurs diminuées avec l'âge du condensateur).

Comment résoudre le problème d'oscillations parasites de l'ampli ?

Revenons au problème d'instabilité sur l'ampli Echolette M40. En fonction de la position du potentiomètre d'aigus, le seuil où l'instabilité se déclenche varie : plus les aigus sont réglés "fort", plus tôt se déclenche l'instabilité. Le réglage des basses n'a pas d'influence. La sonorité peut aller des très basses fréquences (qu'on peut confondre avec le motorboating) jusqu'à une oscillation de plusieurs centaines de Hertz, des crachements comme lorsqu'on change de station radio sur un ancien poste, ou encore une ronflette à 100 Hz... Lorsqu'on visualise la sortie haut-parleur à l'oscilloscope, on peut alors observer un signal entre 10 kHz et 100 kHz. Une recherche supplémentaire doit être menée. De façon générale, pour résoudre les problèmes d'instabilité (oscillations à haute fréquence) sur les amplis à lampes, on peut :

  • remplacer les résistances d'anode des tubes qui sont parfois bruyantes
  • remplacer les condensateurs d'alimentation (déjà fait ici...)
  • ressouder les connexions (soudures froides) en particulier les connexions de masse (déjà fait ici...)

Ces modifications n'ont pas été fructueuses sur l'Echolette M40. Pour chercher un éventuel problème d'impédance partagée (sur les liaisons de masse), on remplace les liaisons de masse entre alimentation, tubes de sortie et préamplificateur (pas de résultat). Après remplacement de tous les composants (résistances et condensateurs), l'instabilité persiste. On cherche à localiser l'entrée (la grille) du tube qui cause l'oscillation.

On enlève les deux ECC83 des étages d'entrée : l'oscillation est toujours là quand on augmente le volume. L'origine du problème est ailleurs.

On augmente les résistances de grille (grid stopper) de 2,2 kOhms à 10 kOhms sur les EL84 et on en ajoute sur les tubes intermédiaires (Rö.3 et Rö.4) : aucune amélioration.

Une plus forte contre réaction ne résout pas le problème d'instabilité, même en augmentant C18 (200 pF) dans la contre réaction à 500 pF ou même 1 nF ou en connectant la contre réaction sur la sortie 15 Ohms au lieu de 6 Ohms (signal plus grand sur la sortie 15 Ohms, donc davantage de contre réaction).

On déconnecte les connecteurs jack d'entrée dont la masse est en contact avec le châssis. Y a-t-il une boucle de masse par ces contacts ? Non, cela ne produit aucune modification.

On déconnecte la liaison de masse des connecteurs jack de sortie, eux aussi reliés au châssis : aucun changement.

On ajoute des petits condensateurs en parallèle avec les grilles des EL84 : pas d'amélioration

On démonte les potentiomètres d'aigus et de basses pour remplacer les condensateurs du "tone stack",vérifier leur bon fonctionnement et remplacer les fils :

potentiomètre basse aigus tone stack ampli guitare

Potentiomètres d'aigus et de basses : pas eux les coupables...

ampli echolette klemt m40 reparation

Ampli Echolette M40 : toutes les résistances et tous les condensateurs ont été finalement remplacés

On constate aussi que lorsque le potentiomètre de gain supplémentaire R97 est proche de zéro (gain réduit), l'instabilité disparaît. On peut alors supposer que l'instabilité est due à une fraction du signal amplifié qui est capté par la grille du tube Rö.3 (couplage capacitif) :

instabilité ampli guitare tube

Grille sensible du tube Rö.3

En orange, on voit ce qui est relié électriquement à cette grille : il s'agit des sorties des potentiomètres mélangées entre elles (opération de moyenne arithmétique) par les résistances de 1 Mégohm. On doit mesurer environ 250 kOhms entre cette grille et la masse lorsque les quatre boutons de volume des entrées sont a zéro. Si on relie directement cette grille à la masse, le bruit et toute instabilité cesse : on peut penser que c'est ici que démarre l'oscillation parasite.

On ajoute une résistance de plus faible valeur entre la grille et la masse. Pour réduire l'impédance à haute fréquence, on ajoute aussi un condensateur en parallèle (150 pF). Sa valeur ne doit pas dépasser 220 pF pour éviter une atténuation des aigus.

Plus cette résistance est faible, plus petit sera le gain global de l'ampli, mais cela est nécessaire. On constatera par la suite par le gain, même atténué, reste encore très grand.

On ajoute encore des condensateurs sur les autres grilles :

instabilité oscillations parasites ampli tubes echolette m40

Ajout de condensateurs et de résistances pour résoudre le problème d'instabilité

Cette modification semble étonnante, mais c'est finalement la seule qui a été efficace pour réduire la sensibilité des grilles aux hautes fréquences et ainsi stopper l'instabilité. Ces modifications se font au détriment du gain de l'ampli mais assurent la stabilité même lorsque les aigus sont à fond et le volume principal au maximum. Le but est de réduire le gain global de l'ampli, surtout aux hautes fréquences.

En ajoutant 68 kOhms entre grille et masse, on arrive à la limite de l'instabilité à volume maximum, R97 au maximum et les aigus à fond (pire cas). L'instabilité se produit lorsque l'ampli produit son plus grand gain : à tension d'alimentation maximum et lorsque les tubes sont bien chauds.

Par prudence, on choisit 47 kOhms. On obtient un gain de 47 / (250 + 47) = 0,16. Cela fait une atténuation de 16 dB (= 20 log 0,16). Cette atténuation est salutaire pour le fonctionnement stable et fiable de l'ampli Echolette M40 en cours de réparation. En contre partie, R97 est sur la position qui fournit le plus de gain.

R23 est aussi diminuée de 200 kOhms à 100 kOhms. A cet emplacement était montée une résistance 1 Mégohm dans l'ampli à restaurer (peut-être une modification ou une erreur de montage).

Les autres modifications ont probablement été peu utiles pour résoudre le problème d'instabilité mais de nouveaux composants ne feront pas de mal à cet ampli !

réparation ampli lampe echolette klemt

Ampli Echolette M40 vu de haut avec ses nouveaux tubes ECC83 et EL84

modification embase jack entree ampli m40

Nouvelles embases jack pour les entrées

Le gain de l'ampli est très grand et cela explique pourquoi une instabilité est si susceptible de se produire. En jouant de la guitare, on constate que l'atténuation du gain liée à ces modifications ne pénalise pas le bon fonctionnement.

Mot de la fin

L'ampli Echolette M40 est un modèle prisé dont la réparation est pertinente et qui gagnera à fonctionner encore de nombreuses années. Le remplacement des tubes, des condensateurs et des résistances, ainsi que l'adaptation des fiches DIN pour les entrées et les sorties est tout ce qu'il faut pour lui donner une belle deuxième vie.

Le problème d'instabilité était une difficulté majeure qui a été résolue en ajoutant une résistance entre la grille et la masse d'un tube ainsi que des condensateurs pour filtrer les hautes fréquences sur différents tubes.

ampli echolette klemt m40 réparé

Ampli Echolette M40 : une nouvelle vie

Références sur les amplis à lampes : astuces, principes et fonctionnement

Adaptation des entrées DIN en entrées Jack :

https://gearspace.com/board/so-much-gear-so-little-time/1048377-3-pin-din-wiring-klemt-echolette-replacing-1-4-jacks-print.html

Résistances de grille "grid leak resistor" :

https://www.diyaudio.com/forums/tubes-valves/142872-grid-leak-resistor.html

Polarisation par résistance de fuite de grille :

https://www.ampbooks.com/mobile/classic-circuits/rickenbacker-m8e/#:~:text=The%20input%20is%20a%20guitar,the%20capacitor%2C%20to%20the%20grid.

Ronflettes éventuelles sur l'ampli Echolette :

https://www.diyaudio.com/forums/instruments-and-amps/301180-klemt-echollette-m40-hum-feedback.html

Fonctionnement des tubes en push pull en parallèle :

https://www.diyaudio.com/forums/tubes-valves/245919-questions-parallel-push-pull.html

Polarisation des tubes :

https://www.tube-town.net/cms/userfiles/downloads/bias-setup-e.pdf

Réparation (plus de son) d'un ampli Echolette M40 :

https://ampgarage.com/forum/viewtopic.php?t=31745

Ampli à tubes : choisir entre 2 EL34 ou 4 EL84 (en parallèle)

https://music-electronics-forum.com/forum/amplification/guitar-amps/theory-design/22182-4-x-el84-vs-2-x-el34

Oscillations parasites, instabilité sur l'ampli Echolette M40 :

https://music-electronics-forum.com/forum/amplification/guitar-amps/maintenance-troubleshooting-repair/43160-echolette-m40-how-to-get-rid-of-parasitic-oscillation

Noël gouriou
jeudi 12 août 2021 07:24

super intéressent , de mon coté je cherche de l'aide pour dépanner un ampli Bouyer ST20,comment faire ? bonne journée