Dernière mise à jour :
01/02/2026
Présentation
Ce préamplificateur a été étudié pour être intégré dans un
instrument de musique acoustique à vent (par exemple saxophone). Il devait occuper peu de
place et pouvoir être
alimenté par une tension de faible valeur (3 V).
Ce préampli peut fonctionner avec un microphone MEMS ou
electret. Son gain peut être fixe ou ajustable, entre
+6 dB et +20 dB, une valeur qui peut sembler faible mais qui est
justifiée par le fait que le micro installé
directement dans l'instrument peut être
soumis à une pression acoustique très élevée (entre 110 dB et 130 dB
SPL) et de ce fait engendrer un signal de forte amplitude en sortie.
Schéma
Le circuit amplificateur repose sur un AOP de type "rail-to-rail"
prévu pour fonctionner en très basse tension.
Ce
schéma est basé sur la note d'application AN4598 du fabricant de
composants électroniques ST, dédiée à la mise en oeuvre d'un
microphone MEMS (MP23AB02B). J'y ai juste ajouté le potentiomètre RV1
de réglage de gain et la résistance R105 pour pouvoir utiliser une
capsule electret à 2 broches. Le dessin de circuit imprimé associé à ce
schéma est bien de moi ;)
Choix du microphone
Vu
le contexte d'utilisation et le niveau élevé de pression
acoustique qui peut exciter la capsule microphonique, cette
dernière doit accepter sans distorsion exagérée un niveau maximal de pression
acoustique d'au moins 130 dB SPL. Un transducteur MEMS peut être
utilisé, il devra simplement pouvoir fonctionner sous la tension
d'alimentation de 3 V. Dans ce cas, la résistance R105 ne doit pas
être câblée. Une capsule electret "standard" à 2 broches peut
également être utilisée et dans ce cas, la résistance
R105 doit être câblée.
Exemple
: si le transducteur utilisé possède une sensibilité de -40 dBu (niveau
de sortie spécifié à 94 dBSPL) alors il délivrera un signal d'amplitude
775 mV efficace (soit 0 dBu) à 134 dBSPL (94 dBSPL + 40 dB). Dans ce cas extrême, pas besoin
d'amplification !
Si
la source acoustique est moins
énergique (par exemple 100 ou 110 dBSPL à son maximum), alors
un gain modéré peut être envisagé pour l'amplificateur, de l'ordre
de +20 dB par
exemple (x10 en tension).
Choix de l'amplificateur
Ici,
un AOP (amplificateur opérationnel) a été retenu pour assurer
l'adaptation entre microphone et sortie ligne, ainsi que pour
l'éventuelle amplification en tension. La tension d'alimentation
étant faible (3 V), il faut impérativement utiliser un AOP de type
"rail-to-rail", c'est à dire offrant une tension de déchet minimale aux
deux extrémités de la source d'alimentation (masse et V+). C'est une
contrainte absolue pour bénéficier d'une dynamique suffisante et
limiter les risques de saturation.
Réglage du gain
Le taux d'amplification (le gain) est déterminé par le rapport de
valeur entre R2 et R1, il peut être fixe ou ajustable.
- Gain fixe
: potentiomètre ajustable RV1 retiré, R2' en place (valeur
comprise entre 0R et 22k)
- Gain ajustable
: potentiomètre RV1 en place (valeur 10k ou 22k), R2' retirée
L'ajout d'un potentiomètre de volume en sortie est possible,
mais pas vraiment requis et je le déconseille, ne serait-ce qu'à
cause de l'espace occupé supplémentaire. Mieux vaut profiter du niveau
de sortie élévé du préampli, puisque cela évite de pousser le gain sur
la console. En cas de saturation sur la console avec le réglage de gain
mis au minimum, alors une atténuation devra être envisagée entre
préampli et console (bouton PAD par exemple si la console en dispose,
ou atténuateur externe).
Bande passante
A un gain de +20 dB, la bande passante (à -3 dB) s'étend de 15 Hz à 35
kHz. Cette bande passante est un peu plus large quand le gain est plus
faible. Au besoin, elle peut être volontairement réduite dans le haut
du spectre en augmentant légèrement la valeur du condensateur C3
(inutile d'aller au dela de 1 nF). Pour réduire la bande passante
dans le bas du spectre, réduire la valeur du condensateur C2.
Circuit imprimé (PCB)
Circuit dessiné en double face. Dimensions : 26 x 26 mm.
A l'emplacement du potentiomètre de réglage de
gain RV1 se trouve également un emplacement pour la résistance fixe
R2'. Seul un de ces deux composants doit être soudé (voir
illustrations 3D en début d'article).
Historique
01/02/2026
- Première mise à disposition.