Schéma ampli hifi Cabasse Polaris

Cet article présente le schéma d'ampli hifi vintage Cabasse Polaris 10T ou 20T. Le schéma a été reconstitué et sert ici de base pour une explication sur un schéma électronique dont l'intérêt pédagogique est certain. Les amplis hifi vintage Cabasse Polaris présentent des puissances de 10 W ou 20 W selon qu'ils utilisent 2 ou 4 de ces circuits (fonction bridge).

Voici donc le schéma d'un ampli hifi vintage Cabasse Polaris.

Ampli Cabasse Polaris 10T ou 20T : le schéma

Le schéma figure ci-dessous. La tension d'alimentation est une tension simple négative par rapport aux masses audio et se situe entre -30 V et -40 V. Cette particularité rend le raisonnement peut-être moins facile au début pour comprendre le fonctionnement de l'ampli Cabasse Polaris 10T ou 20T. Le transformateur donne 2 x 35 V alternatifs environ et est redressé simple alternance pour ne faire qu'une seule tension négative (-50 V environ) lissée par un transistor au germaninun PNP pour obtenir une tension plus réduite et bien lissée (régulation linéaire).

Voici donc le schéma reconstitué de l'ampli Cabasse Polaris (un circuit) :

Schéma : Ampli Cabasse Polaris 10T ou 20T (reconstitué)

Particularités de l'ampli Cabasse Polaris

Les particularités de cet ampli sont nombreuses par rapport à la plupart des schémas classiques qu'on trouve aujourd'hui pour des amplis hifi ou sono.

- l'alimentation est négative par rapport à la masse audio. On représente cela par une alimentation négative -Vcc unique.

- les transistors utilisés sont au germanium. Leur tension Vbe est entre 0,1 V et 0,2 V environ au lieu de 0,5 V à 0,7 V pour les transistors modernes au silicium.

- l'étage d'entrée (habituellement une paire différentielle) n'est fait que d'un seul transistor Q1.

- la contre réaction possède deux circuits : un gain pour le signal audio (R13, R16) et une polarisation statique (R14 et R12).

- polarisation pour le courant de repos : diode D1 et NTC (deux dérives en température).

Fonctionnement de l'ampli Polaris

On peut maintenant expliquer le fonctionnement de l'ampli Cabasse Polaris (ici, il s'agit d'un ampli Polaris 20T2 mais le schéma est identique, à part que les amplis 20T sont bridgés contrairement aux amplis 10T).

Etage d'entrée de l'ampli Polaris

Le signal d'entrée audio entre à gauche par C7 qui bloquer la composante continue (qui sert à polariser Q1). La base de Q1 (transistor germanium OC139) est polarisée par le diviseur de tension lié à P1 et R18. Il est nécessaire de polariser par une tension négative pour éviter la conduction de la jonction base-collecteur de Q1 (qui ne doit jamais se produire).

Q1 correspond à l'étage différentiel d'entrée. La contre réaction revient sur l'émetteur de Q1 à travers deux façons :

- polarisation DC (statique) : R14. Le courant statique continu sort de l'émetteur de Q1, traverse R14 et rejoint la sortie ainsi. C'est R14 qui fixe le potentiel de repos à la sortie. Le courant qui traverse R14 est quasiment égal au courant Ic (collecteur) de Q1, lequel est issu de la polarisation de Q2 et de R12. On mesure environ 0,5 mA.

- contre réaction pour le signal : R13 et R16. C4 bloque la composante continue pour n'offrir qu'un chemin en alternatif. En alternatif, le gain est donné par 1 + R13 / R16 = 57,4. Comme R14 revient directement sur C5 (masse dynamique) et non sur l'émetteur de Q1, R14 n'intervient pas du tout dans le calcul du gain de l'ampli. C3 filtre d'éventuelles hautes fréquences et offre une meilleure stabilité. Pour la compréhension de l'ampli, on peut l'omettre intellectuellement.

Amplification en tension de l'ampli

L'amplification en tension est confiée à Q2, transistor PNP au germanium (AF117). C1 stabilise le potentiel d'émetteur de Q2. La source de courant qui charge le collecteur de Q2 est un montage bootstrap classique, mais en tension négative. Il s'agit de R8, C2 et R7.

Polarisation et courant de repos de l'ampli

La diode D1 présente une tension à ses bornes qui est exploitée pour polariser les étages de sortie. Une fraction de cette tension (0,7 V environ) est utilisée pour polariser les bases des transistors drivers et fixer le courant de repos. Le potentiomètre P2 ajuste cette valeur et la NTC offre une compensation en température (la tension à ses bornes diminue lorsque la température ambiante augmente). Ce choix est sage pour éviter un emballement thermique, bien que la NTC ne soit pas montée à proximité immédiate d'un radiateur, mais simplement sur le circuit imprimé.

L'ampli doit être refroidi par la circulation de l'air qui vient par en dessous. La notice d'utilisation spécifiait de ne pas "céder" au "mauvais instinct" de "glisser une revue sous le coffret ou de la poser dessus" :

Conseil d'utilisation pour éviter une surchauffe des amplis Cabasse Polaris 10T et 20T.

Etage de sortie de l'ampli Polaris Cabasse : transistor germanium AD149

Les transistors de puissance de l'ampli sont des AD149 au germanium (transistor PNP). Leurs drivers sont des AC127 et AC128 (lecture difficile de la référence... d'où un petit doute).

Chaque transistor AD149 possède son dissipateur fait de deux morceaux qui le prennent en sandwich. Au vu de la faible dissipation de chaleur, la pâte thermoconductrice n'est pas nécessaire et ne changerait que très peu les choses.

Le condensateur C9 sur le schéma a été ajouté pour le cas où quelqu'un souhaiterait réaliser ce montage sans utiliser une deuxième carte identique et monter le haut-parleur de façon bridgée (pontée). Comme la tension de sortie est négative, la borne positive de C9 doit être du côté du haut-parleur. C'est la borne + du haut-parleur qu'on reliera à cet endroit, cette tension étant en phase avec l'entrée de l'ampli. La borne négative du haut-parleur ira à la masse.

Polarisations de l'ampli

On mesure au voltmètre continu (position DC) les tensions statiques sur l'ampli Cabasse Polaris (ici un Polaris 20T2) :

Tensions statiques sur ampli hifi vintage Cabasse Polaris 20T2

On peut émettre plus remarques qui éclaireront la compréhension de l'ampli :

- le point milieu pour la polarisation de la sortie n'est pas vraiment à Vcc/2. Cela est dû au courant qui traverse R14, égal au courant dans R12 + Ib(Q2).

- pour le courant de repos, comme on polarise deux jonctions au germanium, une tension de diode BAS114 (0,71 V) est largement suffisante. P2 permet de n'en prélever qu'une partie et la NTC compense la température.

- au repos, le courant dans R3 est égal au courant dans R5 (à Ib près). Idem pour R4 et R20.

Ampli Polaris 20T2 réparé

Voici à quoi ressemble l'intérieur d'un de ces amplis hifi vintage : un Cabasse Polaris 20T2.

Transistors au germanium dans l'ampli Cabasse Polaris

Voici l'intérieur de l'ampli :

Ampli Polaris 20T2 ouvert

Les transistors de puissance AD149 au germanium sont des PNP montés en sandwich entre deux petits radiateurs :

Transistors PNP au germanium : AD149

Remplacement d'un transistor au germanium par un transistor silicium

Votre ampli Polaris aux transistors germanium est peut-être en panne et les transistors germanium sont grillés (en court-circuit entre collecteur et émetteur). Si vous souhaitez les remplacer par des transistors modernes, on peut opter pour un MJ2955. Cependant d'autres modifications du circuit seront à faire. Si on se contente de remplacer les AD149 par des MJ2955, l'ampli ne fonctionnera pas (bruit de motorboating et autres instabilités). Augmenter les résistances entre base et émetteur de 68 Ohms à 220 Ohms ne résout alors pas le problème.

Transistors au germanium petit signal

Les transistors petit signal ressemblent à ceci :

Transistors au germanium et condensateurs remplacés

Transistor amplificateur en tension et transistor d'entrée

Détail de la résistance NTC :

Résistance NTC en forme de disque dans l'ampli Polaris 20T2

Montage des amplis Polaris 20T

Les amplis Polaris 20T (20 Watts) possèdent au total 4 cartes d'amplis qui fonctionnent deux par deux de façon bridgée (en opposition de phase). Les amplis Polaris 10T, de puissance moitié (10 Watts), ne possèdent que deux cartes d'amplification.