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Catégorie : théorie

Fender et le standby, la suite

Fender et le standby, la suite

Je suis opiniâtre et je suis resté sur ma faim 🙂

J’ai donc réussi à trouver dans les confins d’internet, un catalogue de fournisseur, donnant les références des condensateurs utilisés alors par Fender® dans leurs amplis : les « Minimite » fabriqués par Astron Corporation dans le New Jersey aux États-Unis.

astronlogo

Bien sûr il fallait trouver la bonne édition du catalogue, et bingo ! Voilà la 17ème édition du catalogue Radio Master de… 1953 ! Ce qui correspond parfaitement à la période de fabrication de la gamme « Wide Panel » chez Fender®. (remerciement spécial à Bruce Hagen du forum Antique Radio pour avoir eu la patience de me scanner les documents !)

minimite

On peut voir, qu’à l’époque de la sortie des amplis « Wide Panel », Fender® utilise des condensateurs « Minimite » de 16µF (micro farads), ayant une tension de service de 450V (W.V.D.C= working voltage direct current).

Dans l’article précédant, on arrive à la conclusion que le standby est présent, certainement, pour éviter que la tension ne dépasse cette tension de service, plus particulièrement lorsque l’alimentation est équipée de tubes redresseurs à chauffage direct (5U4-G par exemple). En effet, ce type de tube atteint très rapidement sa température de fonctionnement et la haute tension est présente bien avant que les autres tubes à chauffage indirect (12AX7, 6L6-G) ne soient conducteurs. On peut donc facilement voir la haute tension dépasser les 450V de tension de service admissibles par les fameux condensateurs Astron.

Je suis coquin et j’ai simulé l’alimentation du Bassman® 5E6.

psu5e6

Regardons ça… Ce graphique reste une simulation pure et dure et avoir un vrai Bassman® de cette époque sous la main pour faire des mesures serait bien plus pratique mais allons y !

  • Grâce aux courbes, on voit bien qu’il y a un pic de tension avant que les tubes à chauffage indirect ne soient conducteurs (j’ai simulé cet état 2 secondes après l’allumage).
  • On voit ensuite les différentes tensions se stabiliser à leurs valeurs normales. Ce qui devient intéressant, c’est de voir que même lors de leur pic, les tensions arrivent timidement au-delà de 450V (458V au maximum). Il est vrai qu’on dépasse les 450V de nos condensateurs… Mais attendez, regardons à nouveau attentivement ces condensateurs :

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Il est écrit en dessous de « 450 W.V.D.C », « 525 V.S.P » pour Voltage Surge Peak : ces condensateurs peuvent donc supporter jusqu’à 525V lors de l’allumage, pendant une courte période (le fameux pic ou peak) ! Ils rigolent donc bien dans leur coin avec nos 458V !

Cette découverte faite, voyons voir si Fender® n’aurait pas pu utiliser des condensateurs un peu plus costauds, des condensateurs avec une tension de service de 500V par exemple (et du coup une tension de pic maximale de 575V!)

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Radio Master Catalog – 1953 – 17th edition

Et si ! On voit ici qu’en 1953, Astron fabrique dans sa gamme « Minimite » des condensateurs de 16µF ayant une tension de service de 500V. Mais alors ?!

  • Voyons le prix  (public): 1,35$ pour le 450V et 1,50$ pour le 500V ce qui correspond à une dizaine de dollars actuels en tenant compte de l’inflation. La différence de prix entre les deux ne justifie donc pas le choix d’utiliser des 450V.
  • Voyons la taille (diamètre par longueur) : 7/8 pouces par 13/4 pouce pour le 450V et 1 pouce par 23/8 pouces pour le 500V . Soit environ 2,2 cm par 4,44 cm pour le 450V et 2,54 cm par 6 cm pour le 500V

La différence n’est pas énorme, mais effectivement le condensateur de 500V est vraiment plus long de pratiquement 2 centimètres que le 450V. Pourtant, Fender® à cet époque utilise des plaques de montage pour les circuits électroniques, de 7,6 cm de large. Un condensateur de 500V n’aurait pas posé de problème.

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Bassman® 5E6

En conclusion, ce qui semble le plus probable pour l’utilisation du standby chez Fender®, c’est la protection du montage en « cathode follower » présente sur le Bassman® 5E6. Il peut parfois, mais c’est extrêmement rare, arriver qu’un arc se produise lorsque la cathode n’est pas à sa température de fonctionnement… Le standby est donc installé sans véritable raison sur l’ensemble de la gamme d’amplificateurs de chez Fender® à partir de cette époque. (retour à la case départ 🙁 )

Il me reste:

  • à tester le temps de montée en température d’une 12AX7 et comparer avec la 5U4-G
  • à trouver un aimable contributeur qui possède un Bassman® 5E6 et qui me laisse faire des mesures en situation.A bon entendeur, j’attends vos commentaires enflammés ! 😀

  • références :
    Radio Master Catalog. 17th edition. 1953
    M.Kelly. L’âge d’or de Fender: 1946-1970. Éditions Gründ. 2010
Fender et le standby

Fender et le standby

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Fender® – Pro Amp 5C5 – 1953

Essayons de comprendre pourquoi, Léo Fender, à partir de 1953 et la sortie de sa série d’ampli « Wide Panel », décide d’implanter un standby dans ses appareils.

Aucun besoin de revenir sur le pourquoi du comment, il suffit de relire l’article « Le Mythe du Standby » pour comprendre quel est le rôle de cet interrupteur mystique. Nous allons donc décortiquer quelques schémas de chez Fender® et s’appuyer sur des ouvrages de référence pour lever le doute !

Les premiers amplis Fender® sortent à la fin des années 40, à cet époque ces amplis sont les premiers réellement crées spécifiquement pour des instruments, comme la guitare et la basse. Il existe beaucoup d’autres petits modèles comme Supro®, National Dobro, Epiphone® & co, qui permettent d’amplifier en général des « lap-steel » à l’époque très à la mode. Mais Fender® va se démarquer, en effet en terme de puissance et de réglages, les amplis de Léo sont le top du top ! Jusqu’à la sortie des amplis « Wide Panel », aucun autre modèle n’est équipé d’un standby, que ce soit le « Professional® » (1946-1947),le « Dual Professional® » (1947) ou le « Bassman® » (1952-1953).

En étudiant les schémas, on peut s’apercevoir qu’à partir de 1953, toute la série des amplis qui fonctionne avec un push-pull de 6L6G se retrouvent équipés d’un standby.

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Sur ce schéma, on peut s’apercevoir que le standby est ici placé de manière à couper la haute tension au niveau de l’enroulement de haute tension du transformateur d’alimentation. La double diode 5U4G ne reçoit donc pas de haute tension alternative sur ses anodes, aucun haute tension continue n’est donc disponible.

Il est à noter que c’est un très mauvais design de standby, en effet le tube 5U4G chauffe grâce à son filament alimenté en 5V alternatif, basculer l’interrupteur de standby risque de faire tout sauter dans le tube ! En effet la cathode étant bien chaude, appliquer la haute tension dans ses condition risque de détruire le tube redresseur, c’est d’ailleurs un mal bien connu des possesseurs de ce type d’ampli.

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Détail de l’alimentation du Fender® 5D4

Enfin, on peut voir que les condensateurs de filtrage de l’alimentation (en rouge) sont des 16µF avec une tension de service de 450V continus. On pourrait se dire que le standby est là pour éviter que la haute tension ne dépasse ces 450VDC, ce qui peut effectivement arriver tant que les autres lampes (6L6G, 12AX7 et 12AY7) ne débitent pas de courant. Pour que ces lampes débitent du courant, il faut que celles-ci atteignent leur température de fonctionnement. Pas de soucis donc, la haute tension est dépendante du tube redresseur 5U4G, il faut donc attendre quelques secondes, le temps que cette lampe atteigne sa température de fonctionnement, avant d’obtenir une haute tension. Les autres tubes ont donc le temps de chauffer également ! Il est bon de noter que les tubes à cathode chauffée directement (5Y3GT, 5U4G…) atteignent plus rapidement leur point de fonctionnement que les lampes à cathode chauffée indirectement (5AR4/GZ34, 5Y3GB, GZ32…).

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Sur ce « Bassman® », le standby est maintenant placé directement sur le circuit de haute tension continue, encore un très mauvais choix, les interrupteurs fonctionnent particulièrement mal avec du continu, ils se dégradent très vite, les contacts « charbonnent » rapidement (dépôt de carbone dû à des arcs électriques). Mais ne nous arrêtons pas en si bon chemin ! Le premier condensateur de filtrage qui est un 16µF 450V, va « pomper » d’un coup d’un seul, dès que l’on va établir le contact avec le standby, ce qui risque clairement de faire mourir les deux tubes redresseurs 5U4GA.

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Détail de l’étage de sortie du Fender® 5E6

Ah ! Vous avez l’oeil aiguisé et vous avez vu que sur ce schéma de Basmman® 5E6, le tube déphaseur, la 12AX7 est montée en « cathodyne » (en rouge), on risque donc d’avoir un problème au niveau de l’isolement filament – cathode… Encore une fois, il est ici question d’un redressement de la haute tension par des tubes, la tension d’anode va donc apparaître de manière progressive, pas de risque !

Encore une fois, aucun intérêt d’ajouter un standby ici, il suffit de relire l’analyse du circuit précédent…

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Sur cet ampli « Bassman® » 6G6, on découvre une alimentation constituée d’une GZ34.

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Il faut noter une évolution, le condensateur « réservoir » (en rouge), constitué par deux condensateurs de 20µF 600V en parallèle (donc 40µF 600V) est placé avant le standby ! C’est un peu mieux, en effet lorsqu’on basculera le standby, cela évitera de « pomper » sur la GZ34, le condensateur réservoir étant déjà chargé.

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Ici on peut voir que l’alimentation est pratiquement la même, la GZ34 est remplacée par des redresseurs « secs » comme on disait dans l’temps ! Des diodes quoi… Encore une fois, rien de nouveau, on se demande pourquoi une telle insistance dans l’ajout d’un standby… Effectivement la haute tension va être disponible de manière quasi instantanée et va être appliquée aux anodes sur des tubes encore « froids », ça risque de « tirer » sur le transformateur d’alimentation et sur les diodes, on risque d’avoir un pic de courant, mais rien de dramatique avec des composants de bonne qualité !

Voilà donc une question intéressante, est-ce que Fender® utilisait des composants de mauvaise qualité ? Pourtant non, tout est très bon à cette époque, des condensateurs Sprague, Astron des lampes Sylvania, RCA ou Raytheon, des résistances Allen-Bradley…

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Fender® – Pro Amp 5C5 – 1953

Est-ce un mauvaise interprétation des connaissances et ouvrages de l’époque qui a poussé Léo Fender à ajouter des standby ? Il aurait pu mélanger les données, entre redresseur à gaz, tube d’émission, tube de réception… Il y a effectivement risque de mort prématurée pour des tubes complexes comme ceux d’émission si on vient appliquer une haute tension avant que ceux ci soient à bonne température… (parfois 24H de préchauffage!)

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Leo Fender – 1909-1991

Pour conclure, c’est certainement un problème dû à la tension de service des condensateurs de filtrage disponibles à l’époque qui fera adopter le standby sur le amplis Fender® et qui influencera, une génération de fabricant d’amplis et de musiciens. En effet avec la série des tubes redresseurs à chauffage direct de la cathode, la tension peut facilement dépasser les 450V avant que les autres tubes de puissance et de préamplification ne soient arrivés à température de fonctionnement. On aurait pu monter deux condensateurs de 32µF – 450V en série afin d’obtenir une valeur de 16µF – 900V. Est-ce un problème de place ? De prix ? De disponibilité des pièces ? Il faudrait pouvoir se procurer un catalogue des fournisseurs de l’époque ! L’enquête se poursuit !

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Condensateurs Astron « Minimite » équipant un ampli Fender® – 16µF / 450V

J’ai moi même eu du mal à croire qu’un standby était inutile au départ, mais plus mes recherches avancent et plus celles-ci confirment son utilité douteuse. Que ce soit au travers, d’ouvrages de référence rédigés par les meilleurs ingénieurs en électronique de chez RCA, Sylvania, Raytheon, des articles rédigés par des pointures du monde des tubes comme Lucien Chrétien et enfin par des discutions avec des personnes qui ont travaillé pendant un demi siècle dans le domaine radio-électrique.


  • références :
    RCA. Receiving tube manual. Radio Corporation of America. 1965
    M.Kelly. L’âge d’or de Fender: 1946-1970. Éditions Gründ. 2010
    F.Langford Smith. Radiotron designer handbook. Radio Corporation of America. 1941
    Collectif. An approach to audio frequency amplifier design. G.E.C Valve and electronics department
  • sources images :
    Fender® 5C5. http://www.makenmusic.com/
    Leo Fender. photographie de Robert Perine.
Le bias ? Mais c’est très simple !

Le bias ? Mais c’est très simple !

Mais bon sang, c’est quoi le Bias ?

Difficile de s’y retrouver parfois, mais restons simple : le réglage de bias permet de « régler » le courant qui traverse une lampe au repos (pas de signal audio). Il permet de régler le fonctionnement d’un tube de manière optimale.

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Fender® Bassman 5B6 – « cathode bias », très ancien montage qui fait courir un risque aux tubes de puissance.

En effet, les lampes sont des composants électroniques plutôt complexes et leur fabrication, sur des machines bien à l’ancienne, entraîne des différences entre chaque tube. C’est pourquoi, dans un montage possédant deux, quatre ou six lampes il faudra utiliser des tubes « appairés » (« matched » en anglais). Ce sont des lampes qui ont été triées par le fabricant, le revendeur ou un technicien en fonction de leur caractéristiques, celles ci doivent êtres identiques car on fait fonctionner les tubes par paire similaire (dans la plupart des cas).

C’est pourquoi il faut régler ce fameux bias selon la ou les lampes utilisées dans votre amplificateur.

Mais j’ai entendu dire que certains amplificateurs avaient ce genre de réglage et d’autre pas… je m’y perds !

Aucun soucis, on va expliquer tout ça en douceur !

Il existe plusieurs types de montages dans les amplis :

Le Cathode Bias : de par son montage, le tube est biasé automatiquement. Pourquoi cathode ? Car on vient ajouter des composants passifs au niveau de la cathode du tube pour lui permettre de fonctionner de manière optimale.

Le Fixed Bias ou « Bias Fixe » : comme son nom l’indique, on vient appliquer une tension fixe sur la lampe afin de la faire fonctionner correctement. En général, le circuit de l’amplificateur produit une tension négative de plusieurs dizaines de volts que l’on peut régler à l’aide d’un potentiomètre. D’où « régler le bias ». Cette tension est ensuite appliquée aux tubes. Parfois, le réglage n’existe pas, et la tension n’est pas réglable. L’ajout d’un potentiomètre de réglage est un plus non négligeable !

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Fender® Bassman 5E6-A – « fixed bias » sans réglage possible

Mais alors, je veux changer mes lampes sur mon ampli, comment savoir si je dois faire régler le bias ?

Le mieux est de faire appel à un technicien compétent qui saura vous indiquer de quel type de montage votre amplificateur est équipé.

Si je résume bien, mon technicien vient de me dire que mon ampli est en « Cathode Bias », je peux donc changer les lampes moi même ?!

Bien sûr, mais il faut bien faire attention à utiliser des tubes appairés (voir plus haut dans l’article), sans quoi votre ampli ne fonctionnera pas correctement et vous risquez de le ressentir dans le son ainsi que dans la durée de vie de vos lampes.

C’est noté ! J’ai lu sur internet une technique pour venir régler son bias quand on est face à une ampli en « Fixed Bias ». Alors apparemment, il faut venir mesurer la tension anode avec le bout de sa langue, et si mes poils de nez frisent, le bias est correctement réglé !

ATTENTION ! Un amplificateur à lampes est une appareil électronique dangereux, pour alimenter les tubes on utilise des tensions capables de vous mettre une bonne tarte dans la figure et voir même de vous tuer (vraiment, sans blague). On ne va pas se mentir, il faut le marteler : ne mettez jamais vos mains dans un appareil à lampes sans être sûr à 100% de ce que vous faites ! Il existe des tas de techniques et d’astuces pour régler votre amplificateur par vous même, certaines tout à fait justes, d’autres complètement folles et dangereuses ! RIEN ne peut remplacer le verdict d’un technicien chevronné !

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Fender® Bassman AA270 – « fixed bias » réglable par un potentiomètre.

Hé bien j’ai compris la leçon ! Promis je ne bricolerai pas dans mon amplificateur ! Juste une question, pour les tubes de préamplification (12AX7, 12AT7…) Faut-il faire régler le bias ?

C’est inutile, ces tubes sont biasés de manière automatique dans nos amplis et même si un problème survenait sur ces types de tubes, on serait bien loin des limite critiques que l’on peut rencontrer avec les lampes de puissance.

Ah ils sont montés en cathode bias !

Exactement ! Les tubes de préamplification, ainsi que les tubes redresseurs ne demandent aucun réglage. En revanche, à chaque changement des lampes de puissance, sur un fixed bias il convient de faire vérifier le réglage du bias et par la même occasion, si le technicien est consciencieux, les résistances d’anode et de grille des tubes qui ont une fâcheuse tendance à ne pas aimer la vie…

J’ai entendu parler de bias « froid » et de bias « chaud »

Absolument, ce sont deux réglages différents qui feront sonner l’amplificateur de manière différente. Cette différence est subtile et il vaut mieux régler le bias de manière optimale, pour permettre une bonne tenue dans la temps des lampes !

Merci pour ces précisions et à bientôt pour de nouvelles aventures dans le monde des tubes électroniques !

Pas de soucis, on aurait pu rentrer dans les détails sur la dissipation, les droites de charges avec de jolis graphiques et bien plus encore, mais il n’était pas question de faire fondre son cerveau tout de suite !


  • références :
    E.Aisberg. La radio ? Mais c’est très simple ! Éditions Radio 1972
    W. L. Everitt. Cours fondamental de radio et d’électonique. Éditions Radio. 1965
    P.Dieleman. Elektor. Théorie & Pratique des amplificateurs audio à tubes. 2005
Le mythe du standby !

Le mythe du standby !

C’est la grande question, et si vous vous intéressez un peu à celle-ci, vous avez dû découvrir des centaines de réponses contradictoires sur internet, dans des magazines « spécialisé » ect. Tout le monde y va de son avis, du rituel à appliquer lors de l’utilisation de ce fameux interrupteur de « standby ». De quoi laisser perplexe…

lampe

Essayons donc de lever le voile, de manière abordable.

D’après les « experts », il semblerait, qu’en venant appliquer la haute tension sur un tube électronique qui n’a pas atteint sa température de fonctionnement optimale, on risque de faire « mourir » le tube prématurément.

Tout le monde y va donc de son avis : laisser l’ampli en standby pendant 5 minutes afin de laisser chauffer les tubes, ne le laisser que 15 secondes ect. On peut même lire, parfois, qu’il faudrait laisser l’ampli en standby avant de l’éteindre, pour permettre aux tubes de refroidir… Vous avez déjà joué sur un ampli qui n’a pas de standby ? Vous avez remarqué, le son arrive en général au bout d’une dizaine de secondes, c’est le temps nécessaire aux tubes pour atteindre leur température de fonctionnement. Du coup laisser le standby pendant 5 minutes ça doit être encore plus bénéfique pour l’ampli ?!

Bref, de quoi s’emmêler le cerveau…

Le danger de détériorer la cathode des tubes est bien réel, si l’on vient appliquer la haute tension avant que la température optimale de fonctionnement ne soit atteinte ! Ne vous inquiétez pas, ce phénomène ne se produit qu’à de très hautes tensions et de très hauts courants ! Allez fouiller un peu dans les vieux manuels écrit par les ingénieurs des chez RCA, Sylvania, General Electric, de vrais experts des tubes pour le coup ! Et bien personne, dans ces ouvrages, ne parlent de ce phénomène quand il est question des « tubes de réception », contrairement aux « tubes d’émissions » qui eux y sont sensibles, mais on ne les trouves que dans les appareils d’émission radio ou les radars. (vous jouez souvent sur un émetteur radar?)

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Triode d’émission radar – CV1098 – Tension d’anode: 23 000V

Pas de surprise pour la suite : les tubes tels que la série des 12..7, 6L6, 6V6, EL84, EL34, EF86… sont des « tubes de réception » donc insensibles à ce phénomène à leurs tensions et courants d’utilisation dans nos amplis !

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Donc, à part pour quelques amplis très particuliers qui fonctionnent avec des tensions d’anode de plus de 700V (Ampeg SVT, quelques rares Marshall…) (mais là c’est une question de tension maximum admissible par les condensateurs de filtrage à l’allumage), le standby ne sert à RIEN. À part rendre muet votre ampli. Il vaut mieux dans ce cas, tout simplement mettre votre volume à zéro. Surtout que laisser chauffer votre ampli sans haute tension risque de détériorer les tubes au final…

Cathode emission failure is not invariably due to gas ion bombardment. In many applications tubes are employed where standby operation is a feature of the service. In order that electron emission be immediately available, the heaters of this tubes are energized, while the plate and screen voltages are removed or, in many cases, a blocking voltage is applied to the control grid sufficient to shut off the plate current. Many tubes lose their cathode emission when operated for protracted periods under these conditions. This phenomenon has been called « sleeping sickness. » It is roughly analogous to the atrophy of body muscles or organs after long periods of idleness.

C.E. Atkins, Radio & Television News, Tung-Sol Lamps Works, Inc. 1950

Ce texte de 1950 indique que l’utilisation d’un standby, pendant de longues périodes de temps, est même clairement dommageable à la survie de la lampe.

Pour ajouter une pierre à l’édifice : les interrupteurs qui permettent de basculer le standby, viennent couper la haute tension, qui est une tension continue. Hors les interrupteurs sont très peu friands de ce rôle. Quand vous coupez une haute tension continu avec un interrupteur, il une fâcheuse tendance à vite « arcer » (phénomène d’arc électrique), ce qui conduira à sa destruction, tôt ou tard.

Mais alors, pourquoi les grandes marques ajoutent un standby sur leur amplis ?! Avec la sortie de son Bassman 5D6, la série des amplis Fender produite à partir de 1953 adopte le standby. Voici une enquête palpitante à lire dans cette article: Fender et le Standby.

Quelques années plus tard, Jim Marshall sort son JTM45, qui est une copie très proche du Bassman. Il ajoute donc également un standby. On se retrouve donc avec les deux plus grands constructeurs d’amplis au monde qui ajoute des standby sur leurs amplis, les musiciens trouvent ça très pratique de pouvoir couper le son de leur ampli sans toucher aux réglages… Vox, qui a l’époque n’équipe aucun de ses amplis avec un standby, se met à en ajouter sur leurs amplis, faudrait pas rester à la traîne de la concurrence ! (par contre Vox design un standby bien moins dangereux pour la survie de ses amplis, mais c’est une autre histoire) La boucle est bouclée et tout le monde se met à ajouter des standby, sans raison…

Pour finir, utilisez le standby si ça vous chante, mais il est inutile, à part dans des cas très très précis. Autant toujours le laissé sur « on ». Je vous invite à nous contacter directement si vous souhaitez de plus amples informations sur votre ampli en particulier.


  • références:
    E.Aisberg. La radio ? Mais c’est très simple ! Éditions Radio (1972)
    W. L. Everitt. Cours fondamental de radio et d’électonique. Éditions Radio. (1965)
    P.Dieleman.Théorie & Pratique des amplificateurs audio à tubes. Elektor. (2005)
  • pour aller plus loin:
    Article sur le standby par Merlin Blencowe