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Electronique > Réalisations > Interphone 001

Dernière mise à jour : 19/10/2014

Présentation

Cet interphone est de type bi-directionnel, ou full-duplex : il permet une conversation en simultané et automatique entre deux interlocuteurs, sans commutation manuelle parole / écoute. J'ai réalisé ce projet en 1990, l'ai publié sur mon site en 2007 et l'ai amélioré en 2009. Je me suis basé sur l'idée d'un interphone de même type dont le schéma était paru dans une vieille revue d'électronique, et dont j'ai entièrement remanié les sections préamplification et amplification. Cet interphone peut être comparé, d'un point de vue fonctionnel, au système de liaison full duplex décrit à la page Liaison audio bidirectionnelle 001. Un autre interphone, plus simple mais de type uni-directionnel (commutation manuelle parole / écoute), est décrit à la page Interphone 002.

Schéma

Deux schéma sont présentés : un schéma simplifié pour voir le principe de fonctionnement de l'ensemble, et le schéma complet. Le schéma simplifié est totalement fonctionnel, il lui manque juste les préamplis micro et les amplis BF, ce dont nous n'avons pas besoin pour analyser le fonctionnement de base. Commençons donc par le schéma simplifié, accompagné de quelques courbes. Ca met de la couleur et ça fait moins peur.



Le système repose sur deux circuits déphaseurs construits chacun autour d'un transistor. Chaque transistor, tel qu'il est monté (on le dit câblé en charge répartie), délivre en même temps un signal sur son collecteur et un autre sur son émetteur, les deux signaux étant en opposition de phase l'un par rapport à l'autre. Le signal délivré sur l'émetteur (OutA2) est en phase avec le signal d'entrée (InA), et le signal délivré sur le collecteur (OutA1) est en opposition de phase par rapport au signal d'entrée (InA). Même chose pour la section du bas, on remplace simplement A par B. Pour plus de détails concernant ce type de montage, se reporter à la page Utilisations du transistor.
Afin d'éviter un couplage acoustique (larsen) entre les deux interphones, il faut empêcher le signal du microphone A (InA) d'arriver au haut-parleur A (OutA), mais il faut qu'il puisse aller vers le haut-parleur B (OutB). De même, il faut empêcher le signal du microphone B (InB) d'arriver au haut-parleur B (OutB), mais il faut qu'il puisse aller vers le haut-parleur A (OutA). C'est là qu'intervient le circuit déphaseur. Si on mélange deux signaux d'amplitude identique et en opposition de phase, ils s'annulent. Et bien c'est ce que l'on fait ici avec le signal provenant de chaque micro : on envoie le signal déphasé du microphone A vers le haut-parleur B via un cable de liaison relié entre les collecteurs des deux circuits déphaseurs, et on annule le signal du microphone A qui va vers le haut-parleur A, grâce au circuit déphaseur. On mélange OutA1 et OutA2 avec le potentiomètre RV1, pour trouver le point d'annulation optimum, et on mélange OutB1 et OutB2 avec le potentiomètre RV2. C'est ainsi que le haut-parleur d'un poste reçoit le signal provenant de l'autre poste et (presque) rien de lui-même. Les courbes ci-avant montrent bien qu'on retrouve en sortie de chaque section le signal provenant de l'autre section : signal de InA sur OutB et signal InB sur OutA. Voici ce que l'on pourrait avoir si les réglages d'annulation (RV1 et RV2) n'étaient pas effectués correctement :



On trouverait sur les sorties OutA et OutB, un mélange des deux sources A et B (dans l'exemple donné là, les deux postes sont "déréglés"), ce qui conduirait à un accrochage (larsen) entre les deux postes puisque chaque haut-parleur restituerait le signal capté par le microphone situé de son côté.
Voyons donc maintenant le schéma complet, qui montre qu'il n'est fait usage que de composants courants.



Le schéma représente deux interphones, c'est pourquoi on constate la présence de deux sections totalement identiques. La seule section du haut (interphone A) sera traitée, sachant que tout ce qui en sera dit est également appliquable à la section du bas (interphone B).

Préamplificateur pour microphone

Il s'agit du même montage que celui décrit à la page Préampli micro 002, que je vous invite à consulter si vous souhaitez plus de détails. Si vous souhaiter utiliser un microphone de type electret (inclus dans un micro-casque par exemple), il convient d'ajouter une cellule d'alimentation car ce type de microphone nécessite une source de tension pour fonctionner. Cette cellule d'alimentation à ajouter est composée d'au minimum deux résistances et un condensateur.



Plus de détails à la page Alimentation d'un microphone à electret.

Circuit déphaseur

Les choses ayant été expliquées quelques lignes avant...

Amplificateur pour haut-parleur

Même montage que celui décrit à la page Ampli BF 003, que je vous invite à consulter aussi, si votre curiosité est toujours aussi grande.

Modifications apportées au schéma d'origine

Le présent schéma ne ressemble plus du tout au schéma d'origine, qui n'utilisait que des transistors et demandait une alimentation double (symétrique). Il est devenu un peu plus complexe mais je le trouve plus facile à régler. Les modifications apportées sont les suivantes :
- Passage en alimentation simple;
- Ajout d'un étage de préamplification à part entière, en complément du circuit déphaseur (à l'origine, un seul transistor pour faire amplification et déphaseur, j'avais des problèmes de gain et de stabilité avec les micros dynamiques que j'employais, qui étaient peu sensibles);
- Changement de la section amplification. Du tout transistors, je suis passé au LM386.
- Ajout des résistances talon R23, R24, R25 et R26 pour faciliter le réglage d'annulation de bouclage (mais finalement retirées dans la dernière version, à croire que je ne sais pas ce que je veux).

Réglages

Il n'y a que deux réglages pour chaque interphone : celui permettant l'annulation du bouclage acoustique et celui de volume. Rien de particulier à dire, si ce n'est de positionner le réglage d'annulation au centre pour commencer, de régler le potentiomètre de volume à 1/4 ou 1/3, et de parler avec un interlocuteur tout en ajustant le réglage d'annulation pour ne plus entendre sa voix. Les réglages peuvent interagir entre eux, il vous faudra trouver le coup de main pour que tout se passe bien. Mais je vous rassure, il ne faut pas des heures et des heures.

Triple interphone ?

J'ai au départ réalisé cet interphone en trois exemplaires, avec l'idée de permettre une conférence à trois. Mais je n'ai jamais pû m'en servir car les bouclages acoustiques, qui peuvent être facilement annulés avec deux interphones, sont quasiment impossibles à supprimer avec trois postes. Ou alors quand on y arrive, il ne faut plus bouger, parler avec la même force et ne plus toucher aux réglages de volume. Pour trois postes ou plus en simultané, il faut trouver une autre approche, à laquelle je n'ai jamais réfléchi.

Historique

19/10/2014
- Ajout précisions pour utilisation avec un microphone de type electret.
29/04/2009
- Corrections diverses visant à améliorer le comportement de l'interphone et surtout d'en faciliter les réglages. Par rapport au schéma précédent de 2007, voici les modification apporrtées : R6 et R14 passent de 100 KO à 68 KO. R7 passe de 4,7 KO à 2,2 KO. R15 passe de 4,7 KO à 1 MO. R23 à R26 disparaissent. Ajout des résistances R23 et R24 de 3,3 KO entre sortie émetteur des transistors (après condensateurs de liaison C6 et C12) et masse. Suppression des deux condensateurs de liaison C13 et C14 qui reliaient les deux interphones entre eux (désormais, la seule résistance R7 assure la charge collecteur des deux transistors, la résistance R15 ne jouant qu'un rôle mineur et pouvant à la limite être supprimée).