Elektor 5/97

L'introduction résume « sommaire-ment » de quoi il retourne. Faisons unerapide description caractérielle denotre nouvel amplificateur. Le qualifi-catif de compact caractérise tant lapuissance qu'il fournit que la quantitéd'électronique qu'il nécessite. La com-pacité en question est bien évidem-ment relative puisque le montage enquestion comporte encore quelque19 transistors ! Les temps ont cepen-dant changé. Si, voici quelques annéesencore, on n'aurait attribué le qualifi-catif de compact que si l'amplificateuren question comportait moins d'unedizaine de transistors, on est plus royalaujourd'hui, la limite se situant plutôtaux alentours de 25 ! La qualité a sonprix – facteur dont on est, de nosjours, de plus en plus conscient.La puissance de notre ampli a été cal-culée pour une utilisation dans une

pièce normale. Il fournit 50 W dansune charge de 8 Ω, pouvant mêmealler jusqu'à 85 W dans 4 Ω. Cette puis-sance dépasse largement les besoinscourants sachant que l'on n'utilise quetrès rarement plus de 1 à 2 W. Celapourra paraître incroyable aux ama-teurs de décibels, mais une puissancede 1 à 2 W met la grande majorité desenceintes en mesure de produire despuissances acoustiques de l'ordre de90 dB, de quoi rendre presque sourd !Notre ampli compact dispose donc,avec ses 50 voire 85 W, de suffisam-ment de réserves pour rendre mêmesles crêtes de musique les plus fortes. Ilprésente un avantage additionnel : soncourant de repos est tellement impor-tant qu'aux dites puissances (jusqu'à del'ordre de 2,5 W), il travaille en classe A,ce qui est tout bénéfice pour le niveaude qualité de l'ensemble.

Le préamplificateuralimenté par piles

décrit dans le numérode janvier aura sansdoute incité un cer-tain nombre d'entre

nos lecteurs à la réali-sation d'un amplifica-teur qui serait conçu

à son intention. Nouspublions à intervalleplus ou moins régu-lier un montage de

cette classe dansElektor, mais notre

dernier amplificateurhaut de gamme date

de plus de 2 ansdéjà. C'est la raisonpour laquelle nous

vous présentons iciun amplificateur de

puissance tout chauddont la qualité est duniveau de celle du ditpréamplificateur et le

concept proche.Notre ampli compactfournit une puissance

plus que suffisante,n'est pas trop com-

plexe et se distinguepar sa vitesse.

22

ampli 50 Wcompact

audio haut de gamme rapide

T5

BC550C

T2

BC

T4

BC

T13

BF871

T10

BC550C

T14

BD139

T15

MJE15030

T1

BC

T3

BC

T6

BC560C

T9

BC560C

T12

BF872

T16

MJE15031

T19

BC640

T7

BF245A

T8

BF245A

T11

BF245A

R5

47

0Ω

R6

47

0Ω

R447

Ω

R3

47

Ω

R2

47

k

R10

22

Ω1

R11

22

Ω1

R7

36

Ω5

R42

8k

2

R9

34

0Ω

R15

27

0Ω

R16

22

1Ω

R17

15

0Ω

R12

27

0Ω

R13

22

1Ω

R14

15

0Ω

R18

10

k

R22

27

Ω4

R19

27

Ω4

R25

1k

8

R261k

R28

10

k

R2027

0Ω

R21

4k

7

R23

27

0Ω

R24

4k

7

R1

470Ω

C1

2µ2

C2

1n

C3

100µ 25V

C4

100µ 25V

D1

D2

C9

10n

C8

1n

C11

10n

C10

1n

R8

340Ω

C7

1n

C6

10µ 63V

C5

10µ63V

C12

4µ763V

C13

4µ763V

D3

4V7

0W5

D4

4V7

0W5

C14

2µ2

R27

22Ω

1kP1

C17

1µ

R31

22

Ω

R3522

Ω

R32

39

0Ω

R36

39

0Ω

R29

47

Ω

C15

10µ63V

C16

10µ63V

R30

47Ω

C18

4n7

R37

22Ω

R33

22Ω

T17

GT20D201

T18

GT20D101

R34

0Ω

22

R38

0Ω

22 C20

1000µ 40V

C19

1000µ40V

R39

2Ω2

L1

R432

2Ω R45

27

k R46

1k

8

R40

15

0k

R41

15

0k

R44

27k

C24

220µ25V

D9

D10

D11

C22

2µ2

C21

2µ2

Re1

C23

100µ 40V

OP77

IC32

3

6

7

41

8

D75V6

0W5

D85V6

0W5

Re1 = V23056-A0105-A101

GT20D201

G C E

GT20D101LM317

adj.

BF245

G D

S

BD139

E

C

B

BC550C

CB

E

BC640

CBE

MJE15031MJE15030

C

B E

BC560C

D6

5V1 1W5

BF872

550C

560C

23V2

23V2

23V2

23V2

30V

30V

D5

5V1 1W522V

22V

970043 - 11

LS

LS

LM317

IC1

LM337

IC2

BF871

E

C

B

LM337

adj.

1V

66

0V

10

V1

550C

1V

66

0V

10

V1

560C

1V1

V2

4

4V

6

1V1

V2

4

4V

6

0V037 0V047

32

V

1V

3

0V

35

1V

25

2V

4

0V08

8

0V

22V

0V

35

1V

25

0V08

8

–17V6

+17V6

11V8

1N40023x

0V13

80V

131

2V

3

Que pouvons-nous ajouter au sujet decet amplificateur ? Évoquons briève-ment un certain nombre de pointsauxquels nous reviendrons plus dansle détail au cours de l'article.La puissance est fournie par une paired' IGBT (Insulated Gate Bipolar Transis-tor). Ce type de transistor « FETMOSbipolaire » ou si vous préférez « tran-sistor commandé par la grille » est loind'être un inconnu pour le lecteurassidu de ce magazine vu que nousl'avions utilisé voici 2 ans dans notreamplificateur IGBT. Nous avions, surle dit amplificateur, utilisé non pas unecontre-réaction de tension classique,mais une contre-réaction de courant.Cette approche a une influence trèspositive sur la bande passante enboucle ouverte, sur la bande passantede puissance et sur le taux de montée(slew-rate). Le tableau des caractéris-tiques techniques nous apprend enoutre que notre ampli compact n'a pas

à rougir de ses valeurs de distor-sion harmonique, de distorsion

d'intermodulation et de fac-teur d'atténuation. Noussommes ici en présence

d'un ampli, compact il est vrai, maisde haute qualité.

U N C O N C E P T D I F F É R E N TUn premier coup d'oeil au schéma dela figure 1 n'aura pas manqué d'ap-prendre aux connaisseurs que leconcept adopté ici diffère très sensi-blement de l'approche classique. L'am-plificateur différentiel d'entrée quasi-indispensable brille par son absence; ilest remplacé ici par un étage d'entréesymétrique qui présente certains traitscommuns avec l'étage tampon du« préampli alimenté par pile ». Par lacombinaison avec le concept decontre-réaction de courant nous noustrouvons en présence d'un amplifica-teur sensiblement plus rapide qu'uneversion « classique » à étage différen-tiel à l'entrée. Notre ampli compactpossède une bande passante en boucleouverte de 40 kHz au moins, à un gainrelativement faible de 2 500 x. Cettedernière valeur permet de limiter laredoutée contre-réaction résultante(overall feed-back) à une valeur extrê-mement faible.Chaque approche possédant son pour

et son contre, il n'en va pas différem-ment de la contre-réaction de courant.L'un des inconvénients connu et mal-heureusement incontournable est unemauvaise réjection en mode communet de la tension d'alimentation. Nousen éliminant cependant les consé-quences dans une grande mesure parl'utilisation de régulateurs intégréspour l'alimentation. Cette solution pré-sente à son tour l'inconvénient d'unetension d'alimentation de l'amplifica-teur de tension inférieure à celle del'amplificateur de courant (elle devraitau contraire être supérieure) et partantd'une plage de modulation plusétroite. Nous compensons cet incon-vénient en donnant à l'amplificateurde courant un gain de 2 x. Ceci

23Elektor 5/97

1

Figure 1. L'absenced'amplificateur diffé-rentiel à l'entrée est lacaractéristique la plusfrappante du schémade notre amplificateurcompact. Le courantde sortie est fournipar une paire d'IGBT.

explique que l'étage de sortie ne pré-sente pas la configuration émetteur-suiveur classique mais une configura-tion (compound). Les transistors de sor-tie (T17/T18) sont, comme soulignéplus haut, des IGBT que l'on peutconsidérer comme des transistors à

entrée FETMOS, qui ont l'avantaged'exiger des transistors de commande(driver, T15/T16) un courant moindre,ce qui décharge quelque peu la contre-réaction locale. Dans ces conditions lesdrivers peuvent fournir un gain plusimportant ce qui exerce une influence

extrêmement positive sur la linéaritéde l'amplificateur de courant.

L ' É T A G E D ' E N T R É EL'étage d'entrée de l'amplificateurconsiste, comme le montre le schéma,en une paire d'émetteurs-suiveur,

24 Elektor 5/97

Caractéristiquestechniques :• Sensibilité d'entrée : 1 Veff• Impédance de sortie : 47,5 kΩ• Puissance de sortie (0,1% DHT) : 50 W dans 8 Ω

85 W dans 4 Ω• Largeur de bande de puissance (25 W/8 Ω : 1,5 Hz à 270 kHz• Taux de montée : 37 V/µs• Rapport signal/bruit (à 1 W/8 Ω) : 107 dB (pondéré A)

102 dB (B = 22 kHz lin.)• Distorsion harmonique (DHT) à une bande passante de 80 kHz,

à 1 W/8 Ω : 0,0015% (1 kHz)à 25 W/8 Ω : 0,0025% (1 kHz)

0,008% (20 kHz)• Distorsion d' intermodulation (50 Hz: 7 kHz = 4 : 1)

à 1 W/8 Ω : 0,0025%à 25 W/8 Ω : 0,008%

• Distorsion d'IM dynamique (bloc 3,15 kHz avec sinus 15 kHz)à 1 W/8 Ω : 0,002%à 25 W/8 Ω : 0,002%

• Facteur d'atténuation (à 8 Ω) : 700 (1 kHz)450 (20 kHz)

• Paramètres boucle ouverte (R8 ouverte) :Gain : 2 500Bande passante : 40 kHzImpédance de sortie : 0Ω3

L'énumération des spécifications parle d'elle-même. Toutes les valeurs sontbonnes, certaines d'entre elles, la bande passante de puissance et le tauxde montée, étant largement supérieures à la moyenne. Dans certains milieuxaudiophiles on considère les caractéristiques techniques avec une certainecondescendance – le seul et unique jugement de la qualité devant se faireà l'écoute y dit-on. Une position casse-cou. S'il est vrai que de bonnes notesne disent pas tout, on peut être certain que de mauvais chiffres soulignentcertains défauts qui ne peuvent jamais ô grand jamais avoir d'effet positifsur les qualités reproduisibles à l'écoute. Comme à l'accoutumée nous vousproposons un certain nombre de courbes relevées à l'aide de notre analy-seur Audio Precision.La figure A rend la distorsion harmonique totale (DHT+B) de 20 Hz à20 kHz. La courbe du haut a été mesurée à 25 W/8 Ω, celle du bas à1 W/8 Ω. Ces 2 courbes sont impeccables. On ne retrouve pas ici la clas-sique augmentation de distorsion aux fréquences élevées.La figure B rend la distorsion à 1 kHz en fonction de la modulation, valeurmesurée à une bande passante allant de 22 Hz à 22 kHz. La légère aug-mentation sensible aux alentours de 2,5 W montre que l'amplificateur quittela classe A à partir de ce moment. Le point d'écrêtage se situe à 50 W.La figure C visualise la puissance de sortie de l'amplificateur en fonctionde la fréquence et ce à des charges de 4 et 8 Ω respectivement.La figure D montre elle, pour terminer, une analyse de Fourrier d'un signalde 1 kHz à 1 W dans 8 Ω. Bien que visibles, les harmoniques 2 et 3 se trou-vent, à – 105 et – 122 dB respectivement, à distance respectable de la fon-damentale. Les autres harmoniques se fondent dans le bruit. À l'écoute,notre ampli compact se tire encore mieux d'affaire que les nombres ne lelaissent penser. Il s'enveloppe d'une image sonore agréable et très présente,offrant de très bons aigus ne devenant jamais trop pointus. Les graves obte-nus restent, quel que soit le matériau sonore reproduit, parfaitement pré-sents en volume et en masse. Dès le premier son, l'amplificateur s'étaitrendu maître des enceintes avec une poigne de fer dans un gant de velours,contrôle qu'il n'a plus jamais perdu ensuite.

vs

0.001

0.010

0.1

1

10THD+N(%)

20 100 1k 10k 20k

FREQ(Hz)

970043 - 13

ELEKTOR DEFAULT3

AUDIO PRECISION THDVSLVL vs measured

.0005

0.001

0.010

0.1

1THD+N(%)

1m 10m 0.1 1 10 50

LEVEL(W)

970043 - 14

AUDIO PRECISION PWR-BAND vs

1

10

100

300LEVEL(W)

20 100 1k 10k 20k

FREQ(Hz)

970043 - 15

ELEKTOR GB3FFT vs

-160.0

-140.0

-120.0

-100.0

-80.00

-60.00

-40.00

-20.00

0.0AMP1(dBr)

0.0 500.0 1.00k 1.50k 2.00k 2.50k 3.00k 3.50k 4.00k

FREQ(Hz)

970043 - 16

A

B

C

D

T1/T2, et de 2 étages d'amplificationsymétriques, T5/T6. La contre-réactionde courant est réalisée par le biais deces transistors sur l'émetteur desquelsarrive la contre-réaction en prove-nance de la sortie de l'amplificateur.Les émetteurs-suiveur servent nonseulement à l'adaptation d'impédancemais encore à la polarisation de basede T5 et T6. La tension aux bornes deR10 et R11 est pratiquement égale àcelle présente à celles de R3 et R4. Latension aux bornes de ces dernières estmaintenue constante à l'aide desources de courant basées sur T3 et T4.Précaution additionnelle, les LED D1et D2 utilisées comme référence pourles sources de courant sont à leur touralimentées à un courant constant parle biais de sources de courant à FETrustiques, T7/T8. De manière à évitertoute dérive due à des variations de latempérature, T5 et T6 sont couplésthermiquement à T1 et T2, les LED deréférence D1 et D2 étant elles aussicouplés thermiquement aux transistorsde source de courant, T3 et T4. Onconstatera que le hasard n'a que peud'influence sur la réalisation décrite ici.Il est recommandé, pour obtenir lesmeilleures performances possibles, deprocéder à une sélection des transis-tors T1 et T2 de manière à ce qu'ilsaient la tension base-émetteur et legain en courant les plus proches pos-sibles et que la tension d'offset auxbornes de R2 soit inférieure à 50 mV.« La perfection n'étant pas de cemonde », il restera toujours une ten-sion d'offset, aussi petite soit-elle, cequi explique la présence du circuit cen-tré sur IC3. La dite électronique estchargée de compenser l'offset d'entréepar la génération, sur le point nodal decontre-réaction R10/R11, une tensionidentique. Nous reviendrons à ce sujet.Les réseaux R14/C9 et R17/C11 serventà la compensation de l'amplificateur;les condensateurs C8 et C10 servent àréduire l'influence de la capacité para-site de T5 et T6.

A M P L I D E T E N S I O NE T É T A G E D E S O R T I EL'amplificateur d'entrée T5/T6 attaqueun étage push-pull constitué par lestransistors T9 à T13. Le concept surlequel repose cet étage est la cascode,principe adopté pour les raisons sui-vantes : primo cette configuration per-met une limitation de la tension auxbornes de l'amplificateur de tensionproprement dit T9/T10 et partant de sadissipation. Secundo, un étage à cas-code convient presque idéalement àl'obtention d'un gain élevé à unebande passante importante (produitgain x bande passante).Les diodes zener D3 et D4 définissentle réglage en courant continu des cas-codes, qui à leur tour se voient ali-mentées à un courant constant par la

source de courant à FET T11. L'impé-dance d'entrée de la paire T15/T16constitue la charge de l'étage à cas-code; en raison de la variation de cefacteur en fonction du courant de sor-tie de l'amplificateur, il a été prévu unelinéarisation de cette impédance parl'adjonction de R28. Le condensateurC17 est chargé de protéger la base deT16 contre toute tension continue.Le transistor T14 et ses composantsconnexes constitue une « zener à tran-sistor » thermosensible, dispositif quel'on retrouve sur la majorité des ampli-ficateurs de puissance. T14 est montésur le radiateur à proximité immédiatedes transistors de sortie T17/T18 et sta-bilisé à l'aide d'un courant de repos(réglable à l'aide de P1). La résistanceR27 sert à créer un coefficient de tem-pérature négatif supplémentaire des-tiné à la compensation de l'inertie et dela chute thermique du radiateur.La sortie de l'amplificateur de tensionattaque l'amplificateur de courant queconstituent les transistors T15 à T18. Cedernier suit le principe compound etfournit, outre un gain en courant, éga-lement un gain en tension de 2 x. Cegain en tension dépend des valeurs deR29 et R30; C18 a pour fonction d'amé-liorer le comportement (la réponse)face aux signaux rectangulaires. Vuqu'avec une configuration compoundtelle celle utilisée ici les collecteurs destransistors de sortie constitue la sortiede l'amplificateur de courant, la ten-sion grille-émetteur n'a pas d'influencesur la modulation maximale de l'étageamplificateur – avantage indiscutablevu que la tension grille-émetteur peutatteindre plusieurs volts. Le facteurlimitatif est ici la tension de coude desIGBT T17 et T18.Les résistances d'émetteur R34 et R38sont du type à faible induction, ceci envue d'éviter toute tendance à l'oscilla-tion et autres effets gênants. La self L1bobinée sur R39 améliore le compor-tement de l'amplificateur face auxcharges capacitives. Les diodes zenerD5 et D6 protègent les grilles des IGBTcontre tout risque de surmodulation.En vue de garantir autant que faire sepeut la stabilité en température del'amplificateur de courant, les driversT15 et T16 sont eux aussi, en plus de la« zener à transistor », montés sur lemême radiateur que les transistors depuissance T17 et T18. Il est apparu enpratique que la température des dri-vers exerçait une très grande influencesur le réglage du courant de repos. Entout état de cause le courant de reposvariera quelque peu en fonction de latempérature, mais le couplage ther-mique utilisé ici maintient cette dérivedans des limites acceptables.

D É T A I L S I M P O R T A N T SComme nous voulions réaliser unamplificateur aussi compact que pos-

sible nous n'avons pas prévu de sys-tème de sécurité sophistiqué. Nousavons cependant prévu un dispositifde temporisation à la mise sous tensionen vue d'éliminer les bruits gênantsà la mise en et hors-fonction. C'est làla fonction du relais Re1. Ce relaisest doté de sa propre alimentationpour en éviter le disfonctionnementsuite à un problème au niveau destrajets suivis par les signaux audio.Les diodes D10 et D11 redressent àcet effet la tension dérivée directe-ment de l'enroulement du secon-daire. C23 assure la présence d'unetension moyenne de 22 à 24 V auxbornes de l'enroulement du relais.Après application de la tension d'ali-mentation T19 est amené progressi-vement en conduction par l'inter-médiaire de R44/R45/C24, de sorteque le relais n'est activé qu'au boutde quelques secondes. R46 permetune décharge rapide et complète deC24 en cas de coupure de l'alimen-tation, assurant ainsi une désactiva-tion immédiate du relais.Le réglage de l'offset mérite quelquesexplications. Son principe devrait êtreconnu de nos lecteurs régulierssachant qu'il a été utilisé sur plusieursamplificateurs publiés par Elektor.L'astuce se situe au niveau de l'ampli-ficateur opérationnel IC3 qui, par lebiais du filtre passe-bas R40/C21, com-pare la tension continue présente à lasortie au potentiel de la masse. Dèsqu'il existe une divergence entre ces2 éléments le réglage de T5/T6 est, àtravers R42, adapté de manière à ceque la sortie se retrouve, en moyenne,au potentiel de la masse. R41 et C22font en sorte que IC3 n'ait de gain entension important que pour les ten-sions continues. Tout ceci fait que latension d'offset à la sortie de l'amplifi-cateur ne dépasse pas l'offset d'entréede l'amplificateur opérationnel utilisépour IC3, à savoir un OP77, c'est-à-dire 100 µV au maximum (à 25 °C).Une variation de température peutbien évidemment entraîner une légèrevariation de cette valeur. La seulefonction des diodes zener D7 et D8 estde ramener la tension d'alimentationde ±23,2 V à une valeur acceptablepar l'amplificateur opérationnel.Un mot encore au sujet de la régulationde l'alimentation de l'amplificateur d'en-trée et de tension. Nous avons déjàévoqué l'aspect « pourquoi ». Nous uti-lisons ici des régulateurs de tensionconnus, du type LM317 et LM337, IC1et IC2, ceci en raison de leur bonneréjection du ronflement résiduel et duniveau élevé de la tension d'entréequ'ils acceptent. L'un des intérêt de cetype de régulateur est qu'il suffit d'unepaire de résistances, R20/R21 etR23/R24 respectivement pour définiravec précision la tension de sortierequise. Les condensateurs C15 et C16

25Elektor 5/97

26 Elektor 5/97

C1

C2

C3 C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10 C11

C12

C13

C14

C15

C16

C17 C18

C19

C20

C21

C22 C23

C24D1 D2

D3 D4

D5D6

D7D8

D9

D10

D11

H1

H2H3

H4

IC1

IC2

IC3

L1

P1

R1R2

R3

R4R

5

R6

R7

R8 R9R10R11

R12

R13

R14

R15 R16

R17

R18R19

R20R21

R22

R23R24

R25

R26

R27

R28

R29

R30

R31

R32

R33

R34R

35 R36

R37

R38

R39

R40

R41

R42

R43

R44

R45

R46

RE1T1 T2

T3 T4T5 T6

T7

T8

T9 T10

T11T12 T13

T14

T15T

16T17 T18

T19

0

-

+

LS- LS+

~~0

T

970043-1

970043-1

Liste des composants

Résistances :R1,R5,R6 = 470 ΩR2 = 47 kΩR3,R4 = 47 ΩR7 = 36Ω5 1%R8,R9 = 340 Ω 1%R10,R11 = 22Ω1 1%R12,R15,R20,R23 = 270 ΩR13,R16 = 221 Ω 1%R14,R17 = 150 ΩR18,R28 = 10 kΩR19,R22 = 27Ω4 1%R21,R24 = 4kΩ7R25,R46 = 1kΩ8R26 = 1 kΩR27,R31,R33,R35,R37,R43 = 22 ΩR29,R30 = 47 Ω/5 WR32,R36 = 390 ΩR34,R38 = 0Ω22/5 W à faible induction

telle que, par exemple, MPC71R39 = 2Ω2/5 WR40,R41 = 150 kΩR42 = 8kΩ2R44,R45 = 27 kΩP1 = ajustable 1 kΩ

Condensateurs :C1,C14,C21,C22 = 2µF2 MKT au pas

de 5/7,5 mmC2,C7,C8,C10 = 1 nFC3,C4 = 100 µF/25 V radialC5,C6,C15,C16 = 10 µF/63 V radialC9,C11 = 10 nFC12,C13 = 4µF7/63 V radialC17 = 1 µF MKT au pas de 5/7,5 mmC18 = 4nF7C19,C20 = 1 000 µF/40 V radialC23 = 100 µF/40 V radialC24 = 220 µF/25 V radial

Selfs :L1 = 8 spires de fil de cuivre émaillé

de 1,5 mm diamètre intérieur 9 mm

Semi-conducteurs :D1,D2 = LED plate 5 mmD3,D4 = diode zener 4V7/0W5D5,D6 = diode zener 5V1/1W5D7,D8 = diode zener 5V6/0W4D9 à D11 = 1N4002T1,T3,T6,T9 = BC560CT2,T4,T5,T10 = BC550CT7,T8,T11 = BF245AT12 = BF872T13 = BF871T14 = BD139T15 = MJE15030 (Motorola)T16 = MJE15031 (Motorola)T17 = GT20D201 (Toshiba)T18 = GT20D101 (Toshiba)T19 = BC640IC1 = LM317TIC2 = LM337TIC3 = OP77 (Analog Devices)

Divers :Re1 = relais 24 V/875 Ω à contact tra-

vail 16 A/250 V tel que, par exemple,V23056-A0105-A101 de Siemens

5 languettes plates de 3 mm à fixationpar vis

radiateur 1,2 °C/W tel que, parexemple, SK85SA/75 mm (Fischer)

plaquettes d'isolation pour T14 à T18exemple d'alimentation : transformateur

torique 2 x 22 v/160 VA tel que, parexemple, Amplimo 51015, pont200 V/35 A, 6 condensateurs10 000 µF/50 V (cf. figure 4)

Figure 2. Le dessin des pistes aidant, seulesquelques-unes d'entre elles, reconnaissablespar leur épaisseur, sont parcourues par uncourant important.

2

côté «soudures»

côté «composants»

accroissent la réjection de l'ondulationrésiduelle jusqu'à 70 à 80 dB.

U N E P L A T I N E C O M PA C T EP O U R U N A M P L I C O M PA C TLa figure 2 vous propose la platineconçue à l'intention de cette réalisation.Nous avons pu, en en faisant undouble face à trous métallisés, lui gar-der des dimensions très compactes.Cette approche a l'avantage d'éviter enoutre les longueurs de pistes inutiles etpermet une disposition claire des com-posants ce qui facilite très sensiblementla réalisation de ce montage. Les tran-sistors T14 à T18 trouvent place, l'unblotti contre l'autre, sur un même côtéde la platine, ce qui en facilite la fixa-tion sur un radiateur commun. Il fau-dra bien entendu les isoler galvani-quement l'un par rapport à l'autre àl'aide de plaquettes et de rondellesd'isolation. Il est recommandé, pourdes raisons de stabilité en température,de garder les broches de T14 aussilongues que possible de manière à ceque ce transistor se trouve à la hauteurdu « coeur » de T17, ce qui lui permetde suivre rapidement la températurede ce dernier. Le reste des semi-conducteurs ne demande pas derefroidissement, les régulateurs IC1 etIC2 non plus d'ailleurs.Le couplage thermique des différentscomposants de l'étage d'entrée évoquéplus haut constitue un « détail »important de la réalisation de cetamplificateur. Les «couples ther-miques » dont il s'agit sont T1/T5,T4/T6, D1/T3 et D2/T4. La solution laplus simple consiste à serrer les pairesde composants l'un contre l'autre àl'aide d'un serre-câble, ce qui ne posepas de problème dans le cas de D1/T3et D2/T4 à condition d'utiliser pour lesdites LED des LED plates. Il estrecommandé de commencer par fixerles paires de composants pour ensuiteles monter d'une seule pièce à l'en-droit prévu sur la platine. Attention àla polarité de D1 et D2 lors de leurpositionnement sur leur transistor res-pectif. On n'oubliera pas non plus

d'identifier les transistors NPN et PNPpour pouvoir distinguer le coupleNPN du couple PNP.Le reste de l'implantation des compo-sants n'appelle pas de commentaireparticulier. La réalisation de la self L1,constituée de 8 spires de fil de cuivreémaillé de 1,5 mm de diamètre sans

noyau ne doit pas poser de problème.On pourra utiliser l'extrémité ronded'un foret de 9 mm comme gabarit debobinage. On glisse ensuite la résis-tance R39 au coeur de la self avant demonter l'ensemble sur la platine enménageant un espace de quelques mil-limètres.Toutes les connexions ayant à véhicu-ler des courants importants sont réali-sées sous la forme de languettes plates.Les bornes d'alimentation se trouventsur le bord de la platine, les pointsbaptisés LS+ et LS – pratiquement aucentre de celle-ci. Les bornes d'ali-mentation de la commande du relaisprennent la forme de picots classiques.Ceux-ci sont reliés à l'alimentation àl'aide de 3 morceaux de câble soupledistincts; il ne saurait être questiond'interconnecter le zéro du relais avecla masse de l'amplificateur !La figure 3 vous propose un exem-plaire terminé de notre amplificateur50 W compact doté de son radiateurdont la caractéristique de résistancethermique devra être inférieure ouégale à 1,2 °C/W (un SK85SA/75 mm deFischer par exemple).

A L I M E N T A T I O N E TC O U R A N T D E R E P O SUne fois l'implantation des compo-sants terminée et après avoir vérifiésoigneusement l'absence de « mal-donne » il sera temps de passer àl'étape la plus « excitante », celle despremiers essais pratiques. Il nous fau-dra pour cela disposer d'une alimen-tation que l'on pourra réaliser selon larecette classique, à savoir transforma-teur, pont de redressement et conden-sateurs de lissage. La figure 4 vouspropose un schéma d'alimentation uti-lisable – notons qu'il s'agit en l'occur-rence d'une version mono. Il faudra la

27Elektor 5/97

3

Figure 3. Exemplaireterminé de notreamplificateur doté deson radiateur. Lebranchement de latension d'alimentationet la connexion auxenceintes se font parle biais de languettesvissables.

200V/35A

2x 22V160VA

0A8 T

4x 10.000µ50V

30V

30V

970043 - 1222V 22V

temporisationde mise

sous tension

4

Figure 4. Pourquoifaire compliqué ? Ilfaut cependant dusolide. Ce schémavaut pour la réalisa-tion d'une versionmonophonique del'amplificateur.

réaliser en double si l'on construit unamplificateur stéréophonique. Notreprototype utilisait un transformateurtorique de 2 x 22 V/160 VA, un pont de35 A et une demi-douzaine (6 !)condensateurs électrochimiques d'unecapacité de 10 000 µF chacun. Cette ali-mentation fonctionne parfaitementmême dans le cas d'une charge de 4 Ω.Le schéma montre également, pouréviter tout risque d'erreur, commentdoit se faire le branchement de la com-mande de relais. Bien que n'étant pasindispensable, le bloc « temporisationde l'application de la tension d'ali-mentation » représenté en pointillés estfortement recommandé. Il remplitexactement la fonction recouverte parsa dénomination, à savoir éviter lanaissance de crêtes de courant impor-tantes lors de l'application de la ten-sion d'alimentation. Elektor a, au coursdes ans, publié un certain nombre deschémas utilisables à cet effet. Notreprochain Hors-Gabarit (juillet/août1997) vous proposera une versioninédite de temporisateur. Il est impor-tant, lors de la réalisation de l'alimen-tation, d'assurer de bonnes intercon-nexions pour éviter que les courantsimportants ne rencontrent d'obstaclesinutiles sur leur chemin en directionde l'amplificateur.Il est temps maintenant de faire uneremarque importante : il faudra, avantde connecter l'alimentation à l'amplifi-cateur, de tourner l'ajustable P1 enbutée vers la gauche! On court lerisque, si l'on oublie cette précaution,de voir le courant de repos traversantles transistors de puissance prendredes valeurs sortant de la zone de fonc-tionnement sûr des dits composants.On commencera par vérifier à l'aided'un multimètre, après mise sous ten-sion, la présence à la sortie de IC1 et IC2des tensions requises, à savoir +23,2et – 23,2 V respectivement. On mesu-rera ensuite la tension de sortie de l'am-plificateur : elle devrait en tout état decause se trouver très proche de 0 V. Sitel n'était pas le cas, il faudra réexami-ner soigneusement l'ensemble de la réa-lisation, et tout particulièrement l'étaged'entrée. Si tout se passe comme prévuon devrait avoir allumage visible desLED D1 et D2, ce qui laisserait suppo-ser que la platine est réalisée correcte-ment et que l'on peut passer tran-quillement en revue les différentspoints de mesure indiqués en figure 1.Il nous faut maintenant ajuster le cou-rant de repos par l'intermédiaire deP1. Ce courant prend ici une valeurrelativement élevée, à savoir400 mA – on pourrait même aller jus-qu'à 500 mA si l'on dispose d'un radia-teur largement dimensionné<<0,6 °C/W. On branche un voltmètreen parallèle sur R34 ou R38 et on jouesur P1 jusqu'à lire, aux bornes de ladite résistance, une tension de 88 mV

(voire 110 mV pour un courant de0,5 A). On donne ensuite une demi-heure à l'amplificateur pour qu'ilatteigne sa température de croisière etl'on vérifie le réglage correct de P1.

L A « M I S E E N B O Î T E »Le dessin des pistes est optimisé pourune réalisation mono-bloc de l'ampli-ficateur. Il apparaît dans la pratiqueque cette approche est, qualitative-ment, la meilleure pour la réalisationd'un amplificateur de puissance. Onchoisit ensuite un coffret compact àradiateur intégré ou non et fait de laplatine et de l'alimentation un amplifi-cateur monophonique indépendant.La version stéréophonique prendratout simplement la forme d'une pairede ces blocs de base. Le câblage à effec-tuer est simple. Les points +, – et 0 del'alimentation sont, à l'aide de câbles debonne section, reliés aux points demême dénomination de la platine del'amplificateur. Les bornes d'entrée pré-sentes sur les enceintes sont ellesreliées, à l'aide du même type de câble,aux bornes LS+ et LS – de la platine.On interconnecte ensuite, à l'aide d'unmorceau de câble audio blindé, l'em-base Cinch d'entrée aux 2 picots d'en-trée. Il ne reste plus, pour en avoir ter-miné, à connecter la double tensiond'alimentation de 22 V aux picots d'ali-mentation de la commande de relais.L'entrée de la tension secteur (230 V)prendra, de préférence, la forme d'unbloc d'entrée secteur à porte-fusibleintégré de bonne facture. Il restera àcoller la plaquette d'identification poursatisfaire aux exigences de sécurité.L'un des aspects les plus importants dela réalisation d'un amplificateur estd'éviter à tout prix la création deboucles de terre. Il faudra donc veillerà ce que la liaison entre la masse (zérode l'alimentation) de l'amplificateur etla masse du coffret ne se fasse qu'en unseul et unique point central. L'endroitidéal est, dans le cas présent, l'embased'entrée. Si, pour l'entrée, on utilise uneembase Cinch classique et qu'on lamonte normalement dans la face avantmétallique du coffret, cette liaison demasse est établie automatiquement desorte que l'on n'a plus à s'en soucier.Il est également possible de placer unepaire d'amplificateurs dans un mêmecoffret pour réaliser une version stéréode l'amplificateur 50 W compact. Nousrecommandons dans ce cas-là de doterchacun des blocs mono de sa proprealimentation – chacun des transfor-mateurs étant alors doté de sa propresécurité. La photo en début d'articlevous montre comment nous nous ysommes pris pour la réalisation denotre prototype. Le boîtier utilisé étaitun UC-112/SW de Monacor auxdimensions de 445 x 75 x 305 mm dotéde radiateurs largement dimensionnés.

970043-I

Elektor 5/97

Un grand nombre de lecteurs de cemagazine savent qu'il est, hors del'Hexagone, également publié sous uneforme identique–du moins en ce quiconcerne les articles–en anglais, alle-mand, néerlandais ainsi qu'en grec,polonais, portugais, espagnol et suédoissous une forme différente cette fois. Leséditions française, anglaise, allemandeet néerlandaise sont produites aux Pays-Bas, mais distribuées dans les différentspays concernés. Ces diverses éditionssont dues à une équipe internationalede rédacteurs/traducteurs et d'éditeurstechniques.Il ne devrait pas être difficile, dans cesconditions, de donner naissance à unmagazine d'électronique supranationalsachant qu'il est difficile d'imaginer undomaine de conception plus internatio-nal que l'électronique. Le marché del'électronique est, comme aucun autre,un marché mondial: il n'existe pas defabricant de circuit intégré ou de semi-conducteur ne travaillant pas à cetteéchelle. On a, de même, défini interna-tionalement un certain nombre denormes et de spécifications.Travailler dans une équipe multi-linguene présente pas de vrais problèmes: unepartie non négligeable de l'équipe derédacteurs/éditeurs techniques travailledepuis près de 20ans ensemble. Il fautreconnaître que la traduction techniquediffère quelque peu de son homologuelittéraire: le traducteur technique doitcomprendre de quoi il parle!Les problèmes majeurs rencontrés sontdûs aux différences entre les divers stan-dards définis voici des lustres déjà. Unarticle ayant pour sujet la télévisiondevra tenir compte de l'utilisation enFrance (et ex-Allemagne de l'Est) duprocédé Secam, du PAL-I en GrandeBretagne (sachant que de nombreuxautres pays anglophones utilisent leNTSC) et du PAL-B/G en Allemagne etaux Pays-Bas. Il en va de même lorsquel'on parle de prises secteurs qui diffèrenttrès sensiblement entre ces 4 pays. Si lestransmissions d'Astra sont populaires enGrande Bretagne et en Allemagne, ellesle sont beaucoup moins aux Pays-Bas(pays câblé pratiquement à 95%). Demême, les téléphones mobiles GSM tra-vaillant en bandeE (1800 MHz) sontfort prisés en Grande Bretagne et enAllemagne et inconnus en France et auxPays-Bas.On rencontre d'autres surprises: il estimpossible de trouver aux Pays-Bas del'époxy ou du tubage PVC d'épaisseurscourantes en Allemagne. Certains pro-duits Siemens sont difficiles à trouvermême en Allemagne et auprès des dis-tributeurs de la dite marque. Notreconstatation la plus étrange: essayezdonc de trouver un feu arrière pour bicy-clette standard pour les 4 dits pays.

(975043)

Élékubrations …

29