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Amplificateur commandé en tension (VCA) 001
Dernière mise à jour :
11/12/2005
Présentation
L'amplificateur dont il est question ici permet de réaliser une
commande de volume à partir d'une tension continue, et est
basé sur l'utilisation d'un transistor à effet de champ.
Ce type de
montage est aussi connu sous l'appellation de VCA (Voltage Controlled
Amplifier). Il est possible de déporter la tension continue de
commande
sans risque de ronflette ou d'augmentation de la distorsion. Ce
schéma n'est pas de moi, mais je ne me souviens plus de sa
source exacte (copie sur feuille volante), il me semble que je l'ai
depuis bien
longtemps... Je publie ici le schéma suite à plusieurs
demandes, avec en complément quelques petites explications... en
français ! Un autre montage similaire à celui-ci, qui
n'utilise que des transistors bipolaires (pas de FET), est
décrit à la page
Amplificateur
commandé en tension 002.
Le schéma
L'usage de composants très courants devrait encourager le
débutant à tenter cette réalisation, s'il en
ressent le besoin bien entendu.
Explication du
fonctionnement
Bien que ce schéma puisse
paraitre un peu tordu au
premier abord, il n'en est vraiment rien, et nous allons rapidement
nous en convaincre. Pour cela, il est nécessaire de dissocier
l'habituel de l'inhabituel. L'habituel, c'est le groupe de composants
constitué de Q1, R1, R2, R3 et R4. L'habituel, c'est aussi le
groupe de composants constitué de Q2, R7, R8, R9 et R10. Ces
deux groupes forment un montage amplificateur simple à
transistor, selon un principe qui revient souvent : R1 et R2 pour la
polarisation de base du transistor, R3 servant de résistance de
charge de collecteur, et R4 ajoutant une stabilité thermique au
montage (même chose pour le deuxième groupe).
L'inhabituel, c'est d'une part la valeur donnée à la
résistance R4 (d'habitude, la résistance
d'émetteur est plus faible, de quelques dizaines à
quelques centaines d'ohms), et d'autre part le couple de composant
transistor
Q3 et condensateur C2. Allons-y...
Transistor Q1 et
alentours...
Le rôle de cette partie du montage n'est pas vraiment d'amplifier
le signal d'entrée, mais de fournir à partir de ce
dernier, deux signaux identiques mais en opposition de phase. C'est
ainsi que l'on receuille sur le collecteur de Q1, un signal identique
à celui que l'on a sur son émetteur mais possédant
un déphasage de tension de 180 degrés : quand la tension
(alternative) augmente sur le collecteur, elle diminue sur
l'émetteur. Le signal présent sur l'émetteur de Q1
est en phase avec le signal d'entrée, alors que celui
présent sur le collecteur est en opposition de phase avec le
signal d'entrée. Les tensions continues autour desquelles vont
évoluer les tensions BF alternatives, sont de l'ordre de 3V sur
l'émetteur, et de 9V sur le collecteur. Bien, et qu'allons-nous
faire de ces deux tensions
en opposition de phase ? Et bien nous allons les additionner. J'entends
des voix qui s'élèvent... Comment ? Additionner deux
signaux identiques en opposition de phase ? Mais le résultat va
donner une amplitude nulle ! Si vous pensez de même, et bien
bravo, c'est tout à fait cela ! Mais non, je ne suis pas fou !
Pensez donc, un montage si simple et si compliqué à la
fois... C'est là qu'interviennent le transistor Q3 et le
condensateur C2. Mais avant d'aller plus loin, il est certainement
utile de rappeler que Q3, qui est un
transistor
FET (Field
Effect
Transistor, transistor à effet de champs) peut être
assimilé à une résistance variable, dont la valeur
est fonction de la tension appliquée sur la porte (Gate) du
transistor. Vous commencez à sentir le truc ? La
résistance "variable" de Q3, placée en parallèle
de R3, va modifier plus ou moins la charge de collecteur de Q1. La
modification de cette charge va entrainer une modification de
l'équilibre entre émetteur et collecteur de Q1, les
tensions présentes sur ces deux électrodes vont
différer. Leur somme ne sera donc plus nulle. Et non seulement
elle ne sera plus nulle, mais en plus elle sera variable, en fonction
du déséquilibre occasionné. Voilà le
principe de base de ce montage ! Hum, et C2 ? Et bien considérez
C2 comme un interrupteur ouvert pour les tensions continues, et comme
un interrupteur fermé pour les tensions audio (alternaives). Ce
condensateur est "transparent" pour la partie utile (signal audio), et
isole le collecteur de Q1 d'un point de vue statique (sans signal BF).
Etage de sortie
Il est constitué de Q2 et de ses quatre résistances.
Comme la résistance R10 est assez élevée, le gain
de l'étage en souffre beaucoup. Pour remédier à
cela, un
condensateur est placé en parallèle sur cette
résistance. Il ne perturbe en rien la polarisation en continu du
transistor Q2, mais se comporte comme un court-circuit avec les signaux
BF (alternatifs, vous vous souvenez ?). Le condensateur de liaison C6
empêche la tension continue présente sur le collecteur de
Q2, d'aller chatouiller l'équipement qui fera suite.
Réglage
On applique un signal audio d'amplitude maximale 100mV à
l'entrée (sur J1), on
n'applique aucune tension continue sur la borne de commande Cde, et on
règle RV1 de telle sorte que l'on ait rien en sortie. Ensuite,
il suffit d'appliquer une tension continue sur la borne de commande
pour obtenir une variation de l'amplitude de sortie. Cette tension de
commande devra être comprise entre 0 et +12V, sachant que c'est
surtout vers les plus hautes valeurs (+8V à +12V) que la
différence va s'entendre.
Alimentation
On se contente ici d'une alimentation simple (non
symétrique), ce qui devrait plaire à certains...
