Jipihorn's Blog

juillet 25, 2017

Les défauts des amplificateurs opérationnels

Filed under: Electronique, Fondamentaux, Test & mesure, Vidéo Blog — jipihorn @ 7:32

C’est à la suite d’un courrier d’une personne ayant tenté de fabriquer une jauge à LED pour batterie qui a des comportements bizarres que cet épisode est né. Les AOP ne sont pas parfaits et choisir le bon n’est pas simple. Passage en revue des principaux défauts avec une prononciation de « phase reversal » perfectible.

 

Jipi.

Publicités

7 commentaires »

  1. Mais pourquoi certains utilisent des AOP en Comparateurs, alors qu’il y à des comparateurs avec références intégrés et aussi hystérésis pour certains, qui font ça mieux et moins cher ??? Mais qui sont ces jeunes de ce blog Incroyables Expériences qui croient faire de d’électronique et inventer des choses alors qu’ils sont resté à l’âge de pierre ?????

    Commentaire par Juju — juillet 25, 2017 @ 11:32

  2. c’est tordu ce comportement du TL082
    j’aurais pu me faire avoir
    même si je ne monte pas de circuits , j’aurais pu un jour être tenté de remplacer un aop mort dans un montage audio par un TL082 traînant dans un fond de tiroir
    si c’était dans un suiveur je n’aurais pas tout compris si il au lieu de simplement écrêter il me faisait ce comportement

    Commentaire par michel29 — juillet 25, 2017 @ 11:58

  3. La réponse à la devinette à propos du DSD a le mérite de souligner qu’avec ce type de signaux, la qualité du signal analogique de sortie dépend avant tout de l’absence de distorsion analogique des signaux carrés. Réaliser un étage de puissance en classe D qui reproduit directement un signal DSD devrait être un sacré défi pour un concepteur d’électronique analogique. Certains s’y sont déjà essayés (comme Malcolm J. Hawksford) mais avec des résultats plutôt modestes. Avis aux têtes brûlées ! 🙂

    Lien vers la publication en téléchargement gratuit de M. Hawksford sur son prototype d’amplificateur : https://www.researchgate.net/publication/267718314_Digital_audio_power_amplifier_for_DSD_data_streams

    Commentaire par Scytales — juillet 26, 2017 @ 11:33

  4. Petite pinaillerie sur le slew-rate (ou vitesse de balayage).
    Cela caractérise, sur une portion d’un signal, le changement de tension (ou très rarement de courant) par unité de temps et non, comme l’affirme Wikipedia en français la vitesse de variation maximale que peut reproduire un amplificateur.
    Pour celui-ci on devrait toujours rappeler que c’est du slew-rate maximal dont il est capable. Malheureusement, l’adjectif « maximal » a été supprimé depuis bien longtemps dans les lignes à ce propos des data-sheets. Il est sous-entendu et ça crée bien des confusions. Par exemple lors d’une récente discussion sur DiyAudio à propos des slew-rates où il était désespérant de rappeler sans succès que le slew-rate d’un signal n’était pas la même chose que ce qu’on appelle le slew-rate d’un amplificateur.

    Commentaire par forr — juillet 27, 2017 @ 2:00

    • Reste à définir ce qu’est le « slew-rate d’un signal »…

      Commentaire par Guillaume — août 4, 2017 @ 10:10

  5. Le slew rate d’un aop est décrit dans le chapitre 3.6 de ce document:
    http://lyceehugobesancon.org/btssn/IMG/pdf/AOP.pdf
    Voyons ce que cela donne pour l’antique NE5532 qui dispose d’un slew rate de 9V/µs. Quelle tension maximale peut-il sortir à 20Khz avant que le signal à cette fréquence soit déformé? On trouve, en se référant à la formule du chapitre 3.6, Vsmax < 71V soit 50Vrms, c'est bien au-delà des limites de l'ampli!
    Le slew rate n'est pas un facteur limitant pour les aop utilisés en audio, même pour l'OP27 qui n'affiche que 2,7V/µs.
    D'autres facteurs bien plus importants sont déterminants dans les performances des aop comme l'influence de l'impédance de source sur le bruit et la distorsion en mode commun. Prenons par exemple, le NE5532: il est toujours désespérant de voir des montages avec des potentiomètres de 47K ou 100K utilisés comme sources d'impédance à l'entrée non inverseuse d'un NE5532 ou même d'un LM4562. 10K, c'est déjà trop car l'impédance de source a une action directe sur le bruit et la distorsion en haute fréquence de la bande audio. Plus cette impédance sera faible, meilleurs seront les résultats. Il y a même des cas complètement absurdes, comme l'utilisisation de l'AD797 en tant qu'ampli riaa. Cet aop possède un courant de bruit élevé (2pA rac(Hz) pour 1KHz) contre 0,4 pour le NE5534. De plus, si la source est une cellule à aimant mobile, son impédance va croître avec la fréquence et donc le bruit va augmenter d'autant ainsi que la distorsion. Avec son gain en boucle ouverte gigantesque l'AD797 devient instable lorsque le gain en boucle fermée devient important (c'est le cas dans la boucle riaa). Le NE5534 reste inégalé en tant qu'ampli riaa: il possède les meilleurs compromis pour cet usage avec une stabilité exemplaire. Ce n'est donc pas une surprise de constater que beaucoup de gens se plaignent du "bruit" des aop! Et quand en plus le routage du circuit est mal conçu, il n'en faut pas moins pour rajouter encore du bruit en haute fréquence à cause de l'inductance parasite des pistes. L'inductance parasite qui reste le problème majeur en audio (risques d'oscillations avec des condensateurs de filtrage à faible ESR) quand bien même elle a fortement diminué avec la miniaturisation des composants et la fabrication de circuits multi-couches.
    Autre facteur limitant: la tension d'alimentation des aop qui est habituellement de +/- 15Vcc; celle-ci peut être portée à +/- 17Vcc sans problème. Cela permet d'une part de diminuer encore la distorsion et d'autre part on augmente par la même occasion la tension de saturation. A +/- 17V, l'aop chauffe très légerement et ce n'est pas un problème, Douglas Self a fait des essais à + /- 18V sans que la distorsion et le bruit en souffrent bien au contraire. Attention tout de même, comme le dit Jipi, quand on fait joujou avec les aop à technologie FET!

    Commentaire par FRANCIS LIBRE — août 9, 2017 @ 7:18

  6. L’importance de l’impédance de source en électronique audio est montrée figure 9 en relation avec le bruit en courant (figure 8):
    http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ne5534a.pdf
    Dans tous les cas, quelle que soit la technologie des aop, la distorsion augmente en haute fréquence lorsque l’impédance de source augmente. C’est pourquoi il est important de concevoir ses montages à basse impédance, celle-ci permettant de diminuer la distorsion, le bruit et la diaphonie (ce que le tube est incapable de faire puisque les impédances mises en jeu sont toujours élevées en divers endroits des montages à lampes). Cela exige des sacrifices et une bonne lecture des data sheet des différents aop. Ce n’est pas une chose facile, car il convient de faire la part entre ce qui est « commercial » de ce qui sera réellement exploitable sur le terrain. Exemple: D. Self a fait des mesures avec une cellule Shure (ME75-ED2) en impédance de source, il a pris comme référence le NE5534 dans un correcteur riaa car c’est l’aop qui s’est révélé le moins bruyant dans cette configuration. Il a relevé que le LM4562 était 5dB plus bruyant que le NE5534 à cause de son courant de bruit élevé, le TL072 était 9dB plus bruyant que le 5534 à cause de sa tension de bruit élevé. Il n’a pas fait d’essais avec l’AD797 pour cause d’instabilité à gain élevé de cet aop probablement et surtout son bruit en courant est plus important encore que celui du LM4562.
    Alors quel aop pour qui, pour quoi? En audio, Forr avait fait des tests à l’oscillo sur divers aop: le constat était toujours le même: les NE5532/34 restent toujours imbattables sur le point des performances, stabilité, mise en oeuvre et prix. Il fit remarquer que le LM833 (pourtant classique) oscillait facilement alors que le NE5532 restait imperturbable. Donc attention aux aop « de course », leur mise en oeuvre doit être réservée à des applications bien particulières et ils exigent une implémentation et un découplage rigoureux! Les aop à technologie Fet n’arrivent pas à atteindre la polyvalence des NE5532/34. Alors pour s’amuser à faire des montages audio, il existe deux méthodes:
    1°) celle de Francis Ibre, mais là il y a des risques pour que le montage ne fonctionne pas.
    2°) Faire des mesures, des tests en situations réelles, cela exige un minimum de connaissances et de savoir-faire, ce qui ne rentre plus dans le domaine de l’intuitif…

    Commentaire par FRANCIS LIBRE — octobre 8, 2017 @ 4:17


RSS feed for comments on this post.

Laisser un commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion / Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion / Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion / Changer )

Photo Google+

Vous commentez à l'aide de votre compte Google+. Déconnexion / Changer )

Connexion à %s

Propulsé par WordPress.com.