Jipihorn's Blog

juin 19, 2017

120 : Incroyable « Incroyables expériences » – Amplificateurs

Filed under: Electronique, Fondamentaux, Foutage de gueule, Ridicule, Vidéo Blog — jipihorn @ 7:19

Par hasard, je suis tombé sur cette vidéo du (gros) canal YouTube « Incroyable expériences » à propos des amplificateurs. Le coté surlecutoire de cet épisode m’a amené à faire celui-ci.

 

Lien vers la vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=bRGRYZX_AT4

Jipi.

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9 commentaires »

  1. Bonjour,

    Pouvez-vous me donner la définition de « surlécutoire », car j’avoue ne pas comprendre, ni saisir ou supposer le sens de ce mot.

    Merci Yves

    Commentaire par Yves Baron — juin 19, 2017 @ 1:29

    • « qui a tendance à faire tomber sur le cul »

      J.

      Commentaire par jipihorn — juin 19, 2017 @ 1:33

  2. Salut,

    *
    Commande en courant des transistors bipolaires ?

    L’expérience qui consiste à injecter un courant dans la base d’un transistor et voir son effet sur le courant collecteur pour en calculer le « beta » (gain en courant) est un classique. Il est sidérant de constater que le corps enseignant se serve encore aujourd’hui d’une telle facilité pour en tirer la conclusion totalement erronée que le « fonctionnement fondamental en commande des transistors bipolaires se réalise en courant ».

    Le contredire m’a valu d’incroyables joutes oratoires avec de personnes bardées de diplômes qui estimaient que c’était porter atteinte à leur propre dignité ainsi qu’à celle leurs « éminents » professeurs. Mes arguments, s’appuyant entre autres sur ceux du livre de Horowitz et Hill, les ont sans doute vexées. J’aurais tendance à dire que la lecture de cet ouvrage est autrement profitable que d’user pendant plusieurs années ses fonds de jeans sur les bancs de nos écoles d’électronique.

    La plupart des circuits à transistors bipolaires ne peuvent s’expliquer en pratique qu’en envisageant ceux-ci comme des circuits à transconductance (en mA/V), c’est à dire traversés par un courant en fonction de leur tension de commande, entre base et émetteur, abrégée en Vbe.
    Si l’on veut approfondir, il faut plonger dans la physique des matériaux et ça a l’air très, très, très compliqué et sans utilité dans un contexte d’électronique audio.

    A noter tout de même que deux auteurs réputés se sont amusés à concevoir des amplis avec une commande en courant de base des bipolaires d’étages de sortie. Il s’agit de Wim de Jager et plus récemment Ian Hegglun (nom déjà rencontré dans les transformées de Linkwitz) :

    http://www.diyaudio.com/forums/solid-state/305943-current-source-driven-power-transistors-mitigating-cross-conduction-distortion.html

    *

    Concernant les distinctions de classes de fonctionnement des amplificateurs, la démarche la plus rencontrée raisonne sur des configurations d’étages de sortie push-pull, c’est source de bien des confusions.

    Lesquelles confusions se dissipent d’elles mêmes si l’on garde à l’esprit que les classes d’amplification se définient d’abord pour un transistor seul. Pour un signal sinus :
    – il est en classe A s’il est capable de reproduire un cycle complet (alternance positive et alternance négative)
    – il est en classe C s’il ne reproduit qu’une portion d’une seule alternance.
    – définir la classe B est plus délicat. En principe, un transistor en classe B devrait pouvoir reproduire la totalité d’une seul alternance, ou positive ou négative, ni plus ni moins. C’est une condition impossible à obtenir (à cause du seuil de conduction d’un transistor qui ne se situe pas à 0V et qui de plus n’est pas brusque) et à maintenir (à cause des dérives dues à la température de ce seuil, lui-même déjà mal défini).

    Chaque branche d’un push-pull a donc une classe, c’est le plus souvent la même pour les deux, mais il y a une ou deux exceptions.
    Deux branches en classe A donnent un étage de sortie en classe A.
    Deux branches en classe C donnent un étage de sortie en classe C, il y a donc une partie du signal autour de 0V qui n’est pas transmise. Des dispositifs dites à correction d’erreur peuvent pallier le défaut de cette classe a priori rédibitoire pour l’audio .
    Et deux branches en classe B ? Le courant de repos du push-pull va jouer un rôle déterminant. Il en existe une valeur optimale pour laquelle l’impédance instantanée de sortie en fonction du courant débité dans la charge de l’ampli est relativement régulière. Cette impédance n’est jamais parfaitement constante, c’est la principale source de distorsion des amplificateurs, on la qualifie de distorsion de croisement. Un tel push-pull au courant de repos optimal est dit être en classe B, c’est la seule définition pratiquement acceptable de cette classe. L’extrême majorité des amplificateurs et des amplis-opérationnels le sont.
    Si l’on augmente le courant de repos, la courbe d’impédance instantanée va présenter une « vallée » autour de 0V, sa valeur y sera moitié de celle présentée lors des pointes de courant. C’est la classe AB, où sur petits signaux, le plus-pull fonctionne en classe A et se montre plus linéaire qu’un classe B, et sur grands signaux
    fonctionne en classe B non optimale et se montre moins linéaire qu’un classe B.

    *

    Concernant l’expression de puissance en Wrms, j’ai vu des personnes tout aussi « émérites » que celles du type ci-dessus faire preuve d’une éclatante incompréhension de la procédure de calcul RMS implicite appliquée à des valeurs électriques. Voir par exemple cette discussion où la barre est redressée par Tropique :

    http://forums.futura-sciences.com/electronique/101828-watts-rms.html

    Pour tenter de réduire le constant abus de langage à ce propos, j’ai pondu ce petit texte :

    http://iodau.pagesperso-orange.fr/Forr_Tension RMS oui, puissance RMS non.pdf

    *
    La moindre des choses avec un potentiomètre utilisé en résistance variable, c’est de le câbler de sorte que la résistance ne sera pas coupée lors d’un mauvais contact du curseur. D’une façon qui me sidère, certains amplis Kaneda pour lesquels l’admiration reste toujours d’une vitalité insensée ne respectent pas cette précaution élémentaire pour un potentiomètre inséré dans leur boucle de contre-réaction.

    La bonne politique en matière de potentiomètre amené à avoir un curseur se déplaçant souvent, c’est qu’il soit traversé par le courant le plus faible possible. Dans le genre, il y a cet étonnant réglage de volume à potentiomètre linéaire et réponse quasi-log, exploité par Bruno Putzeys (Hypex) :

    *

    Cdt

    Commentaire par forr — juin 19, 2017 @ 4:36

  3. Bonjour, Jipi
    Sur le schéma ampli classe A, tu dis un condensateur de 1000uF à 1Khz = résistance 160 ohms, quand il s’agit d’un composant dans un milieu oscillant, ne parle-t-on pas d’impédance, au lieu de résistance ?
    Encore merci pour la vidéo

    Commentaire par Evariste — juin 23, 2017 @ 2:02

    • J’ai fait une erreur ici, que j’ai corrigée dans les commentaires. Mais comme YouTube ne permet plus de mettre des annotations, je n’ai pas pu mettre de correction dans la vidéo.
      C’est un impédance, oui (ou, ici, ne réactance négative, ou même une immitance si l’on veut ne jamais se tromper ), c’est un raccourcis.
      Mais elle est de 0.159 ohm (1/Cw) et non 159ohm à 1kHz (ça c’est pour 1uF). Même si 1000uf conviendrait, c’est tout de même trop court. 10000uf est plus dans la valeur habituelle.

      J.

      Commentaire par jipihorn — juin 23, 2017 @ 2:46

  4. Encore une excellente vidéo complétée par les commentaires de Forr.
    En ce qui concerne les potentiomètres de volume, il y aurait encore beaucoup à dire. Aujourd’hui, ils fonctionnent par gestion numérique. Est-ce un avantage électroniquement parlant?
    Si on reste dans le classique, il existe le potentiomètre de type « Baxandall » qui permet à partir d’un potentiomètre double linéaire de réaliser un réglage de volume quasi log, car il est bien plus facile de sélectionner des pistes appariées dans un lot de potentiomètres doubles linéaires que dans un lot de potentiomètres log.
    Douglas Self a utilisé le Baxandall dans bon nombre de ses réalisations dont son dernier remarquable préampli équipé de potentiomètres de seulement 1K! ce qui exige quelques sacrifices qu’on ne trouve pas sur 3615 Google… L’avantage de travailler à basse impédance dans un préampli, c’est que l’on s’affranchit des problèmes de distorsions dues aux capacités et aux inductances parasites des pistes, on augmente le rapport S/B et surtout, on supprime les condensateurs de liaisons destinés à éviter d’abîmer les pistes des potentiomètres dont les valeurs ne descendent généralement pas en dessous de 10K. Ces condensateurs, combinés aux variations d’impédances du potentiomètre amènent des rotations de phase complexes. Seul revers de la médaille: les potentiomètres de 1K chauffent un peu, conséquence de la philosophie basse impédance, mais rien de grave dans la pratique, même lors d’alertes caniculaire (j’ai essayé)…
    Quand au préampli Kanéda, il ne fonctionne correctement que sur le papier, j’ai connu un collègue électronicien qui n’a jamais pu le tester sans qu’il entre en oscillation…
    Mais dans préampli Kanéda, il y a « Kanéda » c’est la garantie d’une écoute surlecultante!

    Commentaire par FRANCIS LIBRE — juin 23, 2017 @ 5:13

  5. Hello !
    Ici la reprise de vieilles idées et de vieux brevets pour des résultats surprenants (en gros l’enterrement de la contre-réaction traditionnelle) :
    http://6bm8-lab.fr/phpBB/viewtopic.php?f=3&t=531

    Commentaire par Arnaud Haegele — juin 26, 2017 @ 3:31

  6. Une petite incursion dans les contrôles de volume actifs à base de potentiomètre linéaire.

    Ils offrent de nombreux avantages. Ils permettent de supprimer la double fonction atténuation + amplification que l’on rencontre dans la plupart des préamplis. La variation de niveau avec le bouton de commande est plus régulièrement logarithmique que celle des potentiomètres dits « log », je trouve que ça se ressent à la rotation du bouton volume. La sortie est à basse impédance.

    Avec leur curseur venant se frotter à une piste résistive, les potentiomètres sont des composants électro-mécaniques très imparfaits. Afin d’éviter la dégradation du contact plus ou moins franc entre les deux matériaux, dégradation responsable de crachouillis désagréables bien connus, on a tout intérêt à ce qu’il y passe un minimum de courant.

    Voici quatre contrôles de volume actifs à base d’amplis-op que l’on rencontre de temps à autres :

    Ils doivent tous être attaqués par une source à basse impédance, obtenue si besoin est par un circuit suiveur de tension situé en amont. La sortie des circuits est munie de résistances R3 et R4 garantissant la stabilité avec d’éventuelles charges trop capacitives.

    a.
    serait du à Reg Williamon. Le curseur du potentiomètre étant à la masse, il est chargé par une impédance nulle et est donc traversé par un courant non négigeable. Une solution à éviter.

    b.
    on le trouve dans le circuit de Bruno Putzeys montré dans mon post précédent. Le curseur est à la masse… virtuelle. Ce qui veut dire que si la tension y est quasi-nulle l’impédance en est très élevée (si l’ampli-opérationnel est à entrée différentielle).

    S’il y a une rupture de contact entre le curseur et la piste résistive, l’entrée inverseuse de l’ampli-op ne reçoit ni signal d’entrée ni de contre-réaction à part celles véhiculées via les impédances parasites. Laisser l’entrée inverseuse d’un ampli-op en l’air n’est pas recommandé. Il ne serait peut-être pas superflu de prévoir un résistance de valeur élevée entre la sortie de l’ampli-op et son entrée inverseuse pour pallier un éventuel effet indésirable.

    c.
    C’est, un peu simplifié, le circuit de Baxandall cité par Francis Libre et rencontré dans divers réalisations de préamplis de Douglas Self. Le premier ampli-op est en configuration suiveuse de tension.
    Avec des amplis-op à entrée sur transistors FET, on peut se dispenser de condensateurs de liaison et la résistance de polarisation Rp peut être de valeur très élevée.
    Le second ampli-op est inverseur, son gain étant fixé par le rapport -R2a/R2b.
    Le signal de sortie du circuit est en polarité inversée par rapport à celui d’entrée.

    d.
    Je suis l’auteur de ce dernier circuit. Je n’y ai pas cherché les performances maximales obtenues pour le circuit précédent dans la version du préampli 2012 de Self que cite Francis Libre. Mais ses possibilités eu égard à sa simplificité me l’ont fait adopter depuis un bon bout de temps.
    J’ai repris le circuit de Baxandall-Self en donnant un gain supérieur à 1, (R1a + R1b)/R1b pour le premier ampli-op et en utilisant le second en inverseur à gain unitaire.
    Les sorties des deux ampli-op présentent alors des signaux identiques mais en polarité inversée. C’est donc une sortie symétrique !! Avec 1 Vrms à l’entrée et un gain de près de 12 dB pour OP1 (modifiable à volonté par changement des valeurs des résistances), la sortie entre les points chaud et froid peut atteindre près de 8 Vrms, permettant d’attaquer les appareils aux normes professionnelles de 7.75 Vrms parmi lesquels figure un processeur pour haut-palreurs bien connu des audio-amateurs.
    J’ai fait des essais avec des 5532 (et des TL074 pour m’assurer que le bruit n’en était pas audible) sur plaquette à composants enfichables. Que du bonheur. C’est le genre de circuits d’une simplicité biblique, parfaits pour faire à très peu de frais ses premiers pas en électronique audio.

    Commentaire par forr — juin 26, 2017 @ 3:48

  7. Merci pour ton dernier montage Forr.
    C’est vrai que le Baxandall est inverseur ce qui n’est pas un problème si on utilise les correcteurs de tonalité du même nom. En revanche, si on décide de ne pas utiliser ces correcteurs, cela peut poser problème. Mais comme il y a des entrées symétriques dans le préamp 2012, il suffit d’inverser les polarités des entrées symétriques ou si on utilise ces entrées en asymétrique, on attaque les entrées symétriques sur le point froid en prenant soin de boucler les entrées non inverseuses.
    Quand on regarde le prix de certains potentiomètres, il y a de quoi rire, surtout que leurs valeurs ne descend jamais en dessous de 10K log. Bien sûr, il y a un minimum à respecter. Ce minimum on peut le trouver facilement dans les marques pro.
    Un bon potentiomètre, c’est avant tout un bon montage: la distorsion ne doit pas varier en fonction de la position du curseur.
    Il y a un certain temps déjà, A.R distribuait un préampli tout tube entièrement symétrique de l’entrée à la sortie qui était tout de même de 400 ohms symétriques pour 6 malheureux petits dB et pas loin de … 100000 F de l’époque. Cher le dB…

    Commentaire par FRANCIS LIBRE — juin 26, 2017 @ 7:19


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