Simulation des tubes electroniques

La simulation des tubes électroniques utilise les techniques générales de simulation informatique largement utilisées dans l'industrie électronique. Les logiciels utilisés sont nombreux et ils sont presque tous basés sur SPICE, un simulateur réalisé par l'université de Berkeley à Los Angeles dans les années 1970 à 1980.

Spécificité des tubes électroniques

Pour la plupart des composants, de nombreux fabricants fournissent directement les modèles de leurs composants, modèles qui seront utilisés par le logiciel de simulation. Ces modèles des fabricants permettent de disposer de données fiables conduisant à des résultats corrects. De tels modèles n'existent pas avec les tubes électroniques d'usage courant. Leurs utilisateurs en sont donc réduits à faire leurs propres modèles à partir des courbes des caractéristiques des tubes qu'ils utilisent. De plus, ces modèles sont généralement réalisés pour être utilisés avec des versions libres de logiciels commerciaux, versions qui ne permettent de ne réaliser que des simulations comportant un nombre réduit de paramètres. Ce n'est que récemment que des logiciels libres comme Geda ont atteint un niveau de maturité suffisant pour concurrencer les logiciels commerciaux.

Les modèles utilisables

Ces modèles ont suivi une longue évolution, résultat de nombreux efforts intellectuels. Ils sont cependant dans la plupart des cas une simplification du comportement réel du tube modélisé. De manière générale, plus le nombre d'électrodes du tube augmente, plus le modèle s'écarte du composant réel. Leur principal défaut est de ne modéliser correctement que le courant d'anode, et dans le cas des tubes multigrilles, que pour une tension G2 fixe.

Un chercheur italien, Stefano Perugini, a proposé, dans Glass Audio en 1998, un modèle de diode^[1]. Il propose aussi un résumé^[2] des différentes méthodes de simulation des tubes électroniques.

Pour la triode, différentes approches existent. La première fut celle de Scott Reynolds et Marshall Leach^[3]. Aujourd'hui, celles de Rydel et de Koren donnent de meilleurs résultats^{[réf. nécessaire]}. Cependant, le courant de grille et son interaction sur le courant d'anode n'est que rarement modélisé. Il existe encore l'approche de Maillet qui est plus adaptée à des logiciels mathématiques tels que Matlab qu'aux différentes variantes de Spice (auxquelles cette approche pose de gros problèmes de convergence) et qui ne donne de bons résultats que dans la gamme de valeurs pour lesquelles les polynômes auront été caractérisés lors du développement du modèle.

Nous retrouvons diverses approches avec la pentode, et même dans le cas où le courant de G2 est modélisé, son interaction sur le courant d'anode ne l'est pas, sauf dans le cas du modèle de Rydel qui est le plus complet et permet en particulier d'introduire un potentiel G2 variable et de simuler des étages de puissance à pentodes ou tétrodes en ultralinéaire.

Les résultats d'une simulation de tubes électroniques devront donc être considérés avec prudence. Ils pourront être corrects pour une diode, pour une triode utilisée en classe A ainsi que pour une pentode utilisée en classe A et avec un potentiel fixe de G2 ), mais des divergences importantes pourront être observées dans les autres cas.

Heureusement, le développement de meilleurs modèles pour les tubes à vide continue. Des sociétés comme Intusoft proposent des modèles améliorés et des scientifiques sont conscients du problème et travaillent à améliorer les modèles existants.^[4]

Notes

Voir aussi

• Tube électronique

• Portail de l’électricité et de l’électronique