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Ampli BF 014
Dernière mise à jour : 11/10/2015Caractéristiques principales
Puissance : 6 WTension : +/-18 V
Technologie : Transistors
Présentation
Malgré son apparence simpliste, ce petit amplificateur peut délivrer 6 W "efficaces" (et même un peu plus) dans une charge de 8 ohms.
Il fait appel à un AOP NE5534 (ou SA5534) et deux transistors de puissance faciles à trouver, et réclame une alimentation symétrique de +/-18 V.
Avertissement
L'amplificateur décrit ici doit être vu comme un "exercice de style", et en aucun cas je ne vous conseillerai d'en faire un produit fini. En effet, sa simplicité se paye par une stabilité thermique douteuse. A la limite il peut convenir pour un petit ampli d'appoint, mais ne lui demandez pas plus !Schéma (014)
Le voici dans toute sa splendeur, avec la sortie de l'AOP U1 reliée à la masse. Non, ce n'est pas une erreur !
Le schéma repose sur une idée intéressante, celle d'attaquer le haut-parleur en courant et non pas en tension. Ou, pour être plus précis, d'élaborer une contre-réaction en courant. Pour ce faire, la borne [-] du haut-parleur n'est pas reliée directement à la masse mais passe par une résistance de faible valeur (R6 de 0,5 ohm) qui associée au HP lui-même, forme la base d'un pont diviseur résistif. Le courant qui circule dans cette résistance est de même valeur que celui qui traverse le HP. On trouve donc à ses bornes une tension qui est le reflet du courant qui traverse le HP, et c'est précisément cette tension qui est réinjectée à l'entrée inverseuse de l'AOP U1 en guise de contre-réaction. Comme la résistance R6 présente une valeur 16 fois plus faible que l'impédance du HP, le gain de l'amplificateur est de l'ordre de 16x (on simplifie en disant cela, car l'impédance d'un HP varie en fonction de la fréquence, c'est une caractéristique propre à tous les HP). L'entrée s'effectue de façon plus traditionnelle et moins "inquiétante", en injectant le signal audio sur la broche non-inverseuse de l'AOP U1.
Comme ce circuit peut-il fonctionner ?
Je suis comme vous. Quand j'ai vu ce montage pour la première fois avec la sortie de l'AOP reliée à la masse, je me suis gratté la tête. Puis je me suis pris par la main - en clair, jai cherché à comprendre. L'idée fondamentale de ce circuit est d'utiliser les variations de la chute de tension introduite dans les résistances R2 et R3 quand on applique un signal BF à l'entrée. Au repos (régime statique, tension de 0 V à l'entrée non-inverseuse fixée par R1 reliée à la masse), l'AOP consomme un courant fixe de quelques mA. Quand la tension d'entrée augmente (alternance positive par rapport à la masse) le courant dans la branche positive d'alimentation du circuit intégré croît, ce qui occasionne une chute de tension plus élevée aux bornes de R2. Cette chute de tension se répercute dans le transistor Q1, qui conduit plus et laisse donc passer plus de courant (de valeur positive) dans le haut-parleur. Quand la tension d'entrée diminue (alternance négative par rapport à la masse) le courant dans la branche négative d'alimentation du circuit intégré croît, ce qui occasionne une chute de tension plus élevée aux bornes de R3. Cette chute de tension se répercute dans le transistor Q2, qui laisse passer plus de courant (de valeur négative) dans le haut-parleur. Dans le principe (dans la théorie, dirions-nous à l'école), cela fonctionne. Mais sur un montage réel/pratique, il faut tout de même prévoir d'ajuster la valeur des résistances R2 et R3, car il y a fort à parier qu'à cause des caractéristiques réelles de Q1 et Q2 (notament le gain qui peut varier de 10 à 50), les valeurs mentionnées de 130 ohms ne conviennent pas pour un fonctionnement "parfait". Au repos, le courant de sortie devrait être situé entre 50 mA et 100 mA pour un bon compromis entre valeur de distorsion de croisement et dissipation thermique.Remarques
- Le NE5534 est protégé contre un court-circuit franc et permanent de la sortie sur la masse. Tous les AOP ne le sont pas, méfiance donc si vous voulez essayer ce montage avec un autre AOP que le NE5534.
- Les résistances R4 et R5 doivent impérativement être des modèles de type non inductive.
- Le condensateur d'entrée de 2.2 uF doit être de type non polarisé. Sa valeur permet de descendre le point de coupure bas à 45 Hz.
- Le condensateur C4 (mylar) câblé en parallèle sur le HP contribue à réduire les composantes de fréquence élevée. Avec la valeur de 220 nF, la bande passante (à -3 dB) s'étend jusqu'à 80 kHz environ.
Version "trafiquée" (014b)
Quand on aime faire fumer les transistors, plus rien ne nous arrête. Le circuit qui suit est une élucubration née du schéma précédent (mais qui ne devrait pas fumer autant que ça).
Les deux transistors de sortie complémentaires TIP31 et TIP32 ont été remplacés par des BDX53 et BDX54, mais tant pis. Quant à l'AOP NE5534, il laisse sa place à un ampli BF plus costaud que lui, le bien nommé LM386 (qui tout seul serait déjà capable d'attaquer un petit HP). Mais plus de réaction en courant. Et puis tant qu'à changer des trucs, autant passer sur une alim simple, style batterie de 12 V. La tension d'alimentation ne doit pas dépasser les possibilités du LM386 qui n'est pas si costaud que ça.
- Si alim 12 V : n'importe quel modèle de LM386 (LM386N-1, LM386N-3 ou LM386N-4)
- Si alim 15 V à 18 V : modèle LM386N-4 uniquement.
La puissance max "RMS" de sortie dépend de cette tension d'alimentation :
- si alim 12 V : puissance max de 1 W sur 8 ohms
- si alim 15 V : puissance max de 2 W sur 8 ohms
- si alim 18 V : puissance max de 3,3 W sur 8 ohms
Cela peut paraître faible, mais avec des HP qui ont un peu de rendement, ça donne déjà bien !
Prototype
Non réalisé.Circuit imprimé
Réalisé en simple face pour la version 014.
Typon aux format PDF et Bitmap 600 dpi
Historique
11/10/2015- Première mise à disposition.