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11 février 2012 6 11 /02 /février /2012 10:59
La fonction amplification.

fonction.png 

Le principe est de transformer un signal de faible puissance en signal de forte puissance.

La seule chose que fait un amplificateur est de multiplier la puissance d'un signal en piochant dans une réserve (l'alimentation électrique).

Les classes d'amplficateurs.

Il existe plusieurs technologies pour amplifier un signal électrique.

Aujourd'hui, c'est la plupart du temps le transistor qui réalise l'amplification (on trouve encore cependant en audio des amplificateurs à tubes.)

Les exemples ci-dessous seront tous pris sur des modèles à transistors, mais pour les premiers, le principe est utilisable pour des amplis à tubes.

 

Voici principaux types d'ampli audio :

(les images qui suivent viennent du site : www.electronics-tutorials.ws vous pouvez cliquer sur chaque image pour retrouver sa page d'origine ainsi que des explications beaucoup plus détaillées.)

L'amplificateur de classe A

Un seul transistor est utilisé pour amplifier tout le signal :

amp21.gif

Avantage : Le signal amplifié est de très bonne qualité

Inconvénient : Forte consommation (faible rendement <25%) , réservé aux amplificateurs de faible puissance et aux préamplificateurs. Consomme au repos.

 

L'amplificateur de  classe B

 

On utilise deux transistors qui n'amplifient chacun que la moitiée du signal.

amp25.gifAvantage : Meilleur rendement(environ 75%)

Inconvénient : le passage du signal d'un transistor à un autre entraine une distortion (crossover distortion) qui peut être audible sur les signaux faibles.LiFig12.jpg

 

L'amplificateur de  classe AB

La classe AB est un crompromis entre la classe A et la Classe B : Un signal faible ne sera amplifié que par un seul transistor et un signal fort par les deux.

Exemple de montage : amp47.gif

On voit les deux diodes de polarisation (Biasing diodes) qui permettent de travailler en classe AB.

 

L'amplificateur de classe D

Les amplificateurs précédents utilisent le mode de fonctionnement linéaire du transistor, comme en électronique analogique.

L'amplificateur de classe D utilise le transistor en commutation comme en électronique numérique (0 ou 1, tout ou rien)), mais ce n'est pas un amplificateur numérique : C'est un signal analogique qui entre (le signal Ve rouge sur l'animation)

L'avantage du fonctionnement en commutation est que la puissance dissipée par un transistor quand il est bloqué ou saturé est quasiment nulle. Le rendement de ce genre d'ampli est donc très important (jusqu'à 90%)

 

 

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1f/PWM_3L.gif

 

 

500px-Principe_classe_D.svg.png

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Spécifications techniques
Sensibilité d'entrée

C'est la valeur de la tension en entrée qui permet d'obtenir la puissance maximale en sortie.

Gain

C'est le rapport entre la puissance de sortie et la puissance d'entrée.

Le gain en puissance se calcule avec la formule suivante :

G = 10log (Ps/Pe) dB (Ps : puissance de sortie. Pe Puissance d'entrée)

Il est généralement réglable.

L'impédance de charge minimum

L'impédance d'une enceinte est la manière dont elle s'oppose au passage du courant fourni par l'ampli.

Plus elle est faible, plus le courant passe facilement.

Si elle est trop faible, la demande en puissance risque d'être trop grande et on risque de déteriorer l'ampli.

Le constructeur défini donc une impédance de charge minimum pour laquelle il garanti un fonctionnement correct.

Les valeurs courantes sont 2 ou 4 ohms.

Attention :

L'impédance de 2 enceintes identiques mises en série sera multipliée par 2 (ex : 2 enceintes de 4 ohms en série donneront une impédance de 8 ohms sur l'ampli.

L'impédance de 2 enceintes identiques mises en parallèle sera divisée par 2 (ex : 2 enceintes de 4 ohms en parallèle donneront une impédance de 2 ohms sur l'ampli.

 

Pour plus de détails : http://www.techniquesduson.com/impedance1.html

Le rapport Signal sur Bruit

Ce rapport, définit la qualité du signal amplifié.

La partie Signal représente le signal voulu (celui qui entre dans l'ampli multiplié par le gain)(A sur le chronograme ci-dessous)

La partie Bruit ne représente pas le son mais l'ensemble des signaux parasites ajoutés au signal d'entrée. C'est ce qui correspond au souffle, au bruit de fond que l'on peut entendre sur des amplis de mauvaise qualité. (B- sur le chronogramme ci-dessous) 600px-Noise_effect.svg.png

Un ampli de bonne qualité doit avoir un raport S/B supérieur à 100.

La distortion Harmonique (THD Total Harmonic Distortion)

Les sons qu'un ampli doit transmettre sont rarement simplement sinusoïdaux, ou alors, ce n'est plus vraiment de la musique.

L'amplificateur doit donc amplifier la fondamentale plus les harmoniques du signal d'entrée. La distortion harmonique représente la difficulté qu'a l'ampli à amplifier fidèlement les harmoniques du signal.

On voit sur l'animation que pour un signal d'entrée carré (c'est pour l'exemple, ce n'est pas non plus vraiment de la musique), le signal de sortie ne le sera plus vraiment.

La THD doit être la plus faible possible (<0,1%)

 

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0a/Synthesis_square.gifFonctions courantes

On trouve généralement une fonction Limiteur qui compressera le signal sans distortion juste avant d'atteindre la limite de l'ampli.


Suivant l'usage que l'on veut faire de l'ampli, on trouvera une fonction filtrage qui permettra de n'amplifier que les graves (pour brancher sur un sub) ou que les medium/aigus.

 

Un bloc 19" est généralement équipé de deux amplis que l'on pourra choisir d'utiliser pour de la stéréo (les deux ampli sont indépendants), en mode parallèle (les deux ampli amplifient le même signal d'entrée. Les sorties sont indépendantes) ou en mode bridge (les deux ampli fonctionnent avec une même entrée mais en opposition de phase. En se branchant sur les deux bornes rouges, on multiplie la puissance par 4, l'impédance de charge mini étant multipliée par deux)

Connectique

Entrée : La connectique d'entrée est généralement constituée de prises XLR et/ou Jack 6.35 destinées à recevoir un signal symétrique.

 

Sortie: La connectique de sortie est généralement constituée de prises SPEAKON ou de connecteurs à Vis

 

Exemple de prise Speakon :

092-050_s.jpg092-052_s.jpg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les câbles

Ils doivent faire passer un courant de plusieurs ampères sans chauffer. Leur section doit donc être importante (2,5mm min)

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