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Dernière mise à jour : 30/10/2022

Présentation

Ce montage très simple à réaliser est destiné à être utilisé avec un petit microphone dynamique basse impédance grand public, en association avec un enregistreur grand public possédant une entrée micro.

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Ce type de préamplificateur ne peut pas prétendre à une utilisation professionnelle, à cause de ses performances techniques insuffisantes. Pour autant, ce montage montre que l'on peut faire des choses vraiment sympas avec très peu de composants. Il s'agit du premier préampli micro que j'ai réalisé. Je l'avais intégré dans un tube d'aspirine en plastique, avec un élement batonnet 1,5 V extrait d'une pile 9 V (6F22).

Son taux de disorsion voisin de 1% ne se fera pas trop remarquer et sa consommation inférieure à 0,5 mA lui confère de nombreuses heures d'autonomie : au moins 5000 heures de fonctionnement continu avec une petite pile AA/R6 de capacité 2,5 Ah, soit environ 6 mois sans interruption. Même pas besoin d'interrupteur !

Schéma

Comme vous pouvez le constater, il est vraiment très simple, et ne fait appel qu'à des composants classiques.

Le montage amplificateur ainsi constitué est de type "émetteur commun", ce qui signifie que la broche Emetteur du transistor sert de référence en même temps pour l'entrée et pour la sortie. L'entrée (signal à amplifier) se fait sur la base du transistor en passant par le condensateur C1, tandis que la sortie (signal amplifié) s'effectue sur le collecteur du transistor et passe par C2.

Rappelons que dans un montage amplificateur (par opposition au montage en mode commutation bloqué/saturé), le transistor doit être polarisé. Cette polarisation permet de le faire fonctionner dans une zone linéaire autour d'un point de repos, permettant par là même au signal de sortie (signal amplifié) de conserver au mieux la forme du signal d'entrée (à amplifier). En d'autres termes, on fait en sorte que le signal de sortie subisse le minimum de distorsion (de déformation) et puisse profiter d'un maximum d'excursion autour du point de repos.

La polarisation en courant continu du transistor est assurée ici par l'unique résistance R1 placée entre la base et le collecteur (il existe d'autres méthodes de polarisation). Cette résistance assure en même temps une contre-réaction (diminution du gain et augmentation de la bande passante, par réinjection dans la base d'une fraction du signal de sortie alternatif prélevé sur le collecteur) et une stabilisation thermique (moindre dérive du point de repos quand la température du composant change).

Le mode de polarisation adopté ici n'est pas le plus professionnel (pour faire mieux, il faudrait ajouter une résistance entre la base du transistor et la masse pour constituer ce qu'on appelle un pont de base), mais ce circuit simple fonctionne tout de même très bien.

Oh, un transistor que je ne trouve pas...

Montage classique certes, mais avec un transistor 2N2711 (pas 2N1711) qu'on ne trouve plus vraiment. Heureusement, ce transistor 2N2711 peut être remplacé par de nombreux autres modèles plus courants tel un BC107, BC108, BC109, BC547, 2N2222. L'important est qu'il s'agisse d'un transistor NPN basse fréquence et basse puissance (la page Notation des composants pourra peut-être vous aider à trouver d'autres types de transistors pouvant convenir). Si vous récupérez un transistor sur un appareil mis au rebus, attention aussi au branchement des trois électrodes Base, Emetteur et Collecteur. Tous les transistors n'ont pas le même brochageet vous devrez sans doute chercher un peu afin de déterminer précisement où se trouvent lesdites broches. A titre d'exemple, les transistors en boitier metallique TO18 ou TO92 présentent souvent le brochage suivant (attention, ce n'est pas une généralité, dans tous les cas il faut le vérifier) :

Boitier TO18 ou TO92, vu de dessous.
Exemples : BC107 à BC109, BC177 à BC179, BC377, BC338, BC547 à BC549, BF120, 2N914, 2N2222...

Gain

En utilisant un transistor dont le gain en courant continu (Beta) est au moins de 100 et avec une alimentation générale par pile de 1V5, le gain du préampli en courant alternatif sera globalement compris entre 10 fois (+20 dB) et 20 fois (+26 dB).

Dans ce type de montage, le gain du préampli (en régime alternatif et donc avec les signaux audio) dépend partiellement du gain en courant continu (Beta) du transistor utilisé et de la résistance de contre-réaction R1 câblée entre le collecteur et la base du transistor. Si par exemple vous utilisez un transistor BC547 dont le gain peut être compris entre 100 et 800 (selon l'échantillon pris au hasard dans un lot), le taux d'amplification du préampli ne changera pas beaucoup en fonction du gain réel du transistor. La différence sera d'autant plus minime que la résistance de contre-réaction R1 est de valeur plus faible, par exemple 47 kO au lieu de 470 kO affiché sur le schéma (le plus souvent, la valeur donnée à cette résistance se situe entre 20 kO et 200 kO).

Quelques valeurs de gain sont indiqués dans le tableau suivant, pour le schéma proposé. On constate qu'avec une alimentation de 1,5 V, le gain global se situe entre +20 dB (x 10) et +26 dB (x 20), que la résistance de contre réaction R1 fasse 47 kO ou 470 kO et que le gain en courant intrinsèque du transistor (Beta) soit de 100 ou 800. En clair, le montage fonctionnera bien quel que soit le transistor utilisé, à la condition qu'il s'agisse bien d'un NPN basse fréquence et basse puissance... correctement câblé.

Alimentation	gain dc transistor (Beta)	Résistance R1	Gain ac préampli
1,5 V	100	470 kO	+20 dB (x 10)
1,5 V	800	470 kO	+26,5 dB (x 21)
1,5 V	100	47 kO	+25,5 dB (x 18)
1,5 V	800	47 kO	+26,5 dB (x 21)
1,5 V	10	470 kO	+4,8 dB (x 1,7)
1,5 V	10	47 kO	+19 dB (x 9)
9 V	100	470 kO	+39 dB (x 89)
9 V	800	470 kO	+45 dB (x 177)
9 V	100	47 kO	+41 dB (x 112)
9 V	800	47 kO	+42,5 dB (x 133)

Un gain de 10 fois (+20 dB) ou de 20 fois (+26 dB) peut sembler insuffisant pour un préampli micro, mais rappelez-vous que le but de ce dernier est d'offrir un petit coup de pouce à une entrée micro un peu faiblarde (matériel grand public). Les taux d'amplification plus élevés obtenus avec une tension d'alimentation de 9 V ne sont là que pour info, ces valeurs sont trop élevées pour attaquer un étage d'entrée micro (il faudrait dans ce cas précis brancher la sortie du préampli sur une entrée de type "ligne", avec le risque cette fois d'un niveau insuffisant).

Pour ma part, j'ai utilisé ce préampli avec succès avec un petit magnétophone enregistreur à K7, pour enregistrer des chansons qui passaient à la radio. Le microphone était placé à côté du haut-parleur du récepteur, je ne savais pas à l'époque que j'aurais pu ouvrir le poste de radio pour ajouter une sortie audio et bénéficier d'une meilleure qualité de restitution. On apprend avec le temps.

Quand j'y repense, il s'agissait là de mes tous premiers enregistrements avec un microphone ;-)

Bande passante

Elle est très large, puisqu'elle atteind sans peine 100 kHz. Elle peut même grimper à 1 MHz avec certains transistors, ce qui pour le coup serait trop élevé pour un montage audio. Une (trop) large bande passante peut conduire plus facilement à une entrée en oscillation non désirée. Dans un montage plus "sérieux", on limiterait le haut de la bande passante à 20 kHz voire 30 kHz, par exemple en ajoutant un condensateur de quelques dizaines ou centaines de pF en parallèle sur la résistance R1 et donc entre base et collecteur du transistor Q1. Mais rappelez-vous, ici nous n'avons que 5 composants et ça fonctionne...

Niveau (amplitude)

L'amplitude du signal audio de sortie ne peut pas atteindre des sommets, à cause de la faible tension d'alimentation de 1,5 V (de toute façon, ce n'est pas ce qu'on veut). Pour éviter la saturation (déterioration importante) du signal amplifié, le signal d'entrée devra rester dans la plage de quelques mV. C'est heureusement le type de niveau que l'on retrouve en sortie de beaucoup de microphones grand public. Ce qui tombe drôlement bien, n'est-ce pas ? A titre d'info, un signal d'entrée de 20 mV se traduira en sortie par un signal d'environ 400 mV déjà un peu distordu (mais on atteint alors un niveau "ligne").

Avec un niveau d'entrée plus élevée (et donc un niveau de sortie également plus élevé), on n'a pas d'autres solution que d'utiliser une tension d'alimentation plus élevée (par exemple 9 V) pour repousser plus loin le seuil de saturation audible. Et dans ce cas, branchement de la sortie du préampli micro impérativement sur une entrée ligne.

Ca ne fonctionne pas du tout ?

Première chose à vérifier, le branchement du transistor. N'avez-vous pas interverti deux broches (ou plus) entre elles ?
Si le montage est réalisé en l'air, c'est à dire sans circuit imprimé (c'est tentant, avec si peu de composants), assurez-vous de l'absence de court-circuits. Le boîtier du transistor, s'il est metallique, est très probablement relié au collecteur...
La tension continue sur la Base du transistor (point commun R1 / C1) doit être de l'ordre de 0,6 V à 0,7 V par rapport à la masse.
La tension continue sur le Collecteur du transistor (point commun R1 / R2) doit être de l'ordre de 0,9 V à 1,0 V par rapport à la masse.
Etes-vous certain que le micro fonctionne bien (l'avez-vous essayé ailleurs) ?

Si tout ceci est bon, il va peut-être falloir mettre en cause le bon fonctionnement du transistor, et en essayer un autre.

Amélioration possible de ce schéma

Il est possible d'augmenter un peu l'alimentation pour permettre une plus grande dynamique, et d'insérer une résistance de faible valeur, disons de 22 à 100 ohms, entre l'émetteur du transistor et la masse, plutôt que de relier directement l'emetteur à la masse. Cette résistance provoquera une contre-réaction qui sera bénéfique aux caractéristiques globales (sonorité) et à la stabilité thermique (encore moins de dérive en fonction de la température).

Dans le même esprit d'amélioration, il est possible d'ajouter un condensateur de faible valeur, de l'ordre de 22 pF à 100 pF, entre la base et le collecteur du transistor, c'est à dire en parallèle sur la resistance R1. Ce condensateur préviendra tout accrochage (oscillation) parasite, en limitant volontairement la largeur de la bande passante.

Si l'alimentation ne provient pas d'une pile mais d'une alimentation secteur, vous aurez avantage à ajouter un découplage en série avec l'alimentation à l'aide d'une résistance et d'un condensateur montés en réseau passe-bas (filtre RC). Un schéma qui tient compte de toutes ces remarques, est présenté à la page Préampli micro 002.

Retour expériences

Un retour bien sympathique de Christian P., qui a réalisé ce préampli dans le cadre d'une rénovation d'un ancien microphone :

Commentaire de Christian :
J'ai fait ce petit montage sur un support DIL 28 broches, j'avais besoin d'un ampli pour booster le micro qui provient d'un magnétophone à fil Webster Chicago à tubes des années 40, le cristal de ce micro était HS. Je l'ai donc refabriqué à partir d'une lamelle piézo-électrique prowave sensor mais la sensibilité qui atteint plusieurs dizaines de mV n'atteint pas celle de l'original et je cherche toujours a réaliser le même chose que nos aïeux à l'aide d'une lamelle en verre de quartz par exemple. Il me fallait donc un ampli tout simple, et grâce à ton site j'ai pu le réaliser et je t'en remercie. J'ai suivi tes conseils, augmenté la résistance R1 entre le base et le collecteur de mon BC547A qui est passé à 570 kO pour avoir plus de gain, ensuite j'ai inséré une résistance de 22 Ohms entre l'émetteur et la masse, et pour limiter la bande passante j'ai mis une capacité de 270 pF en // sur R1. Ce montage n'est peut être pas adapté aux micros piézo-électrique à cristal mais il fonctionne super bien et le son vaut un microphone à électret. Avec le blindage de la pile je n'ai aucun ronflement, les bornes d'origine de la pile servent à charger l'accumulateur de 1,3 V / 300 mA intégré. Il ne manque qu'une chose, c'est un micro-interrupteur pour couper l'alimentation (manque de place), mais comme le préampli ne consomme que 0,35 mA, il y a de quoi tenir un moment.

Merci pour les photos et ce retour. Et félicitations pour ce joli travail !