Electronique > Réalisations > Preamplificateurs > Préampli micro 032
Dernière mise à jour : 12/10/2025Présentation
Préamplificateurs pour microphone dynamique, entrée asymétrique, gain fixe ou ajustable, alimentation unique +24 V ou 3 V.
Plusieurs schémas sont proposés :
- schéma 032 : gain ajustable de +26 dB (x20) à +46 dB (x200) ; alimentation 24V
- schéma 032a : gain fixe de +72 dB (x4000) ; alimentation 24V - expérimental
- schéma 032b : gain fixe de +92 dB (x40000) ; alimentation 24V - très expérimental !
- schéma 032c : gain fixe de +86 dB (x20000) ; alimentation 3V -
Avertissements
- Les préamplificateurs décrits dans cet article n'ont pas été conçus pour délivrer un signal de très haute qualité, mais plutôt pour encourager l'amateur à expérimenter avec des circuits à forte amplification (grand gain). Il peut en effet être intéressant de réaliser un préamplificateur permettant d'amplifier un son de très faible amplitude (de quelques microvolts ou dizaines de microvolts seulement) avec un rapport d'amplification dépassant +80 dB (x10000) tout en conservant une honorable bande passante pouvant couvrir la plage 20 Hz à 20 kHz !
- Les préamplificateurs "à grand gain fixe" présentés ici ne sont pas adaptés pour des sources délivrant des signaux d'amplitude "normale" de quelques dizaines ou centaines de mV (saturation assurée).
- Attention aux bruits parasites divers, car travailler avec des signaux de très faible amplitude réclame un soin tout particulier au niveau du câblage et de l'alimentation.
- Les valeurs spécifiées de gain, de bande passante et de distorsion ne sont données qu'à titre indicatif. Ces valeurs ont été obtenues par simulation Spice et n'ont pas été confirmées par mesures sur un prototype.
Schéma 032
Dans le schéma qui suit, les deux transistors Q1 et Q2 travaillent en étroite collaboration.
Le premier transistor Q1 est câblé en émetteur commun et c'est sur lui que repose la totalité de l'amplification. Le second transistor Q2 monté en collecteur commun n'apporte aucune amplification et permet de disposer d'une sortie en basse impédance. Le gain total est déterminé par le taux de réinjection du signal de sortie (présent sur l'émetteur de Q2) vers la base de Q1, réinjection assurée par R4, RV1 et R6. Plus la valeur de RV1 est élevée et plus le gain est élevé.
Signal de sortie en opposition de phase avec le signal d'entrée
Bande passante (à -3 dB) : 20 Hz - 100 kHz
Distorsion (entrée 0,1 mV, gain +40 dB) : < 0,1%
Distorsion (entrée 1 mV, gain +26 dB) : < 0,1%
Distorsion (entrée 1 mV, gain +40 dB) : environ 1%
Distorsion (entrée 10 mV, gain +26 dB) : entre 0,1% et 0,5%
Remarque : le circuit fonctionne également si on déplace RV1+R6 entre base et collecteur de Q1, mais avec une petite baisse de performances (gain moins élevé et distorsion plus élevée). Vous pouvez vérifier ;)
Schéma 032a
La structure générale du circuit 032a qui suit est identique à celle du schéma 032 qui précède. Quelques traits de caractère le distinguent sur le plan du gain, qui peut ici atteindre une valeur 20 fois supérieure (26 dB de plus) pour une bande passante tout aussi respectable.
Le condensateur C5 branché en parallèle sur R5 permet d'augmenter le gain. Il se comporte quasiment comme un court-circuit en présence de signaux BF à l'entrée du montage et ne modifie pas la polarisation en courant continu du transistor Q1. Le condensateur C4 limite la bande passante dans le haut du spectre et offre une meilleure résistance contre l'auto-oscillation (signe d'instabilité) dans les hautes fréquences.
Signal de sortie en phase avec le signal d'entrée
Bande passante (à -3 dB) : 25 Hz - 90 kHz
Distorsion (entrée 0,1 mV, gain +72 dB) : environ 0,1%
Schéma 032b
Ce circuit 032b est une version qu'on peut qualifier de simplifiée. Pourtant, son gain atteint la vénérable valeur de +92 dB. Insistons bien sur le fait qu'il s'agit d'un circuit vraiment expérimental.
On pourrait penser qu'il suffit de modifier la valeur de la résistance R4 pour obtenir un gain différent, mais cela n'est pas si simple. Dans ce type de montage, tous les composants interagissent et si modifier R4 change en effet un peu le gain, la bande passante s'en trouve fortement chahutée. Avec les valeurs données ici, la bande passante est relativement plate avant les traditionnelles chutes en bouts de bande. Pour éviter une saturation inévitable avec un signal de forte amplitude en entrée, il conviendrait d'ajouter un atténuateur en entrée. Atténuer un signal avant de le réamplifier est bien sûr toujours à éviter, rappelons que ce montage est avant tout destiné à des signaux d'entrée de très faible amplitude...
Signal de sortie en phase avec le signal d'entrée
Bande passante (à -3 dB) : 30 Hz - 50 kHz
Distorsion (entrée 0,01 mV, gain +92 dB) : environ 1%
Schéma 032c
Ce circuit n'est pas basé sur la même structure que les trois précédents. Il met en oeuvre trois transistors câblés en émetteur commun et montés en cascade, chacun délivre sur son collecteur un signal en opposition de polarité par rapport au signal appliqué sur sa base. En conséquence, le signal de sortie OUT est en opposition de polarité (de phase) par rapport au signal d'entrée IN.
Chaque étage apporte un gain modéré, compris entre +26 dB et +30 dB. Tous les gains s'additionnent pour fournir au total un taux d'amplification d'environ 20000x (+86 dB). La contre-réaction globale est assurée par les résistances R4 et R5. Le condensateur C3 n'est pas absolument indispensable, mais il contribue grandement à la stabilité globale du montage en limitant la bande passante dans le haut du spectre. A ce sujet, il est intéressant de noter qu'en temps normal un condensateur utilisé de cette façon devrait avoir une valeur plus faible, de l'ordre de 1 uF. Ici, la valeur "inhabituelle et anormalement élevée" permet de compenser une suramplification dans les fréquences graves. Si vous tentez la réalisation de ce montage, je vous suggère de le tester avec les deux valeurs suivantes pour C3 : 1 uF et 470 uF, les différences de comportement seront ainsi très nettes et facilement mises en évidence.
La tension d'alimentation peut être abaissée à 1,5 V et dans ce cas le gain est environ 4x moins élevé (x5000 au lieu de x20000, soit environ +74 dB au leu de +86 dB). Une tension de fonctionnement de seulement 1,5 V est intéressante pour les applications portables, puisqu'une simple pile de type AA ou AAA prend évidement moins de place que deux piles de même type.
Signal de sortie en opposition de phase avec le signal d'entrée
Historique
12/10/2025- Première mise à disposition.