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Les composants actifs : les amplis opérationnels

L’électronique pour le musicien partie 5

Après les transistors bipolaires, tournons-nous vers un autre composant électronique actif : l'amplificateur opérationnel, plus couramment appelé ampli op.

L’amplificateur opérationnel, souvent appelé ampli op ou AOP (ou op amp en anglais), est un composant actif, utilisé pour l’amplification de signaux audio, entre autres fonctions. Toutefois, et comme son nom l’indique, les amplificateurs opérationnels furent initialement utilisés pour la réalisation d’opérations simples (addition ou soustraction, par exemple) par des circuits électroniques. On ne sera donc pas surpris d’en trouver dans tous les anciens calculateurs analogiques.

À quoi ressemble un amplificateur opérationnel ?

Dans la plupart des circuits audio, vous rencontrerez des AOP qui ressembleront à cela : 

PHOTO 1.JPGUn boîtier gris ou noir, rectangulaire, plus ou moins grand, d’où sort une série de « pattes », ou broches, disposées symétriquement de chaque côté. On dirait un petit insecte…

Au niveau où nous en sommes, deux marquages nous intéressent :

  • le nom du modèle
  • le marquage d’orientation (le petit cercle) qui va nous permettre d’identifier chaque broche en nous référant aux données fournies par le constructeur.

PHOTO 2Une précision utile : comme pour les transistors, de nombreuses formes de boîtier existent, même si nous risquons de souvent rencontrer les mêmes dans les circuits que nous étudierons.

Réprésentation de l'amplificateur opérationnel dans les schémas

Dans un schéma, un ampli op sera généralement symbolisé ainsi : 

PHOTO 3En voici un exemple contextualisé : le schéma de la célèbre pédale de distortion ProCo Rat :

PHOTO 4On voit bien l’ampli opérationnel au centre, un modèle LM308, avec ses broches numérotées de 1 à 8. Au passage, on notera qu’il manque la broche n°5 car elle ne sert à rien sur ce modèle : 

PHOTO 5
NC signifie Not Connected

D’où l’importance, dans l’utilisation d’un AOP de repérer quelle broche fait quoi, comme je le disais avant !

À l'intérieur de l'ampli op

Un AOP est un circuit intégré, c’est-à-dire qu’il s’agit d’un composant formé de plusieurs composants miniaturisés, connectés entre eux en un circuit. En d’autres termes, à l’intérieur de ce petit boîtier rectangulaire, il y a une foule de composants miniaturisés.

Voilà le schéma du circuit présent à l’intérieur de ce même LM308, tel que nous le fournit son constructeur : 

PHOTO 6
Il y en a du monde là dedans !

Si vous avez lu les articles précédents, vous repèrerez sans difficulté des résistances et des transistors bipolaires.

Pour finir, certains AOP sont dit « doubles », ce qui signifie qu’un seul boîtier embarque deux amplis opérationnels. Ce qui donne des choses comme cela :

PHOTO 7Voici un détail du schéma de la célèbre pédale Klon Centaur : on voit bien deux fois le symbole d’un AOP, mais en réalité il s’agit d’un seul composant. Remarquez à côté de chaque symbole le marquage U1A et U1B, signifiant qu’il s’agit de deux sections (A et B) d’un même composant (numéroté U1).

PHOTO 8

Dans le prochain article, nous aborderons la lecture des schémas électroniques. 


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