Topic Spécial DFA16

2. Push-pull symétrique à sortie par les émetteurs

http://www.se2i.fr/doc_audio/dfa16_push3.jpg

Figure 10 Q1 et Q2 sont promus drivers de deux transistors de puissance Q3 et Q4
toujours pas d'amplification en tension mais un ampli en courant d'environ 1000/1
on devrait ajouter 2 diodes en série avec D1 et D2 pour compenser la tension de Q3 et Q4
mais pour l'instant c'est une démo

3. Push-pull symétrique inversé à sortie par les collecteurs

http://www.se2i.fr/doc_audio/dfa16_push4.jpg

Figure 12 idem à 10 mais inversion des étages de puissance
Pour le reste mêmes remarques que en Fig. 11 (sauf qu'on ne garde que D1 et D2)

4. Push-pull Asymétrique à sortie par l'émetteur de Q4 et le collecteur de Q3

http://www.se2i.fr/doc_audio/dfa16_push5.jpg

Pourquoi un push-pull asymétrique ?

3 raisons:

1.  sur les très fortes puissances un NPN est moins cher qu'un PNP, surtout si on doit en mettre  30 ou 40   dans un ampli (exemple Bose) et c'est pire en MosFet
2. on ne trouve pas de PNP complémentaires à partir de certaines puissances
3. en MosFet à partir de 250W pas de Pmos (ou très chers) alors que en Nmos on va jusque 750W (les IGBT montent jusque 1300W à ce jour (en commutation) attention le prix)

Etape suivante un AMPLI casque de 2 Watts classe A (soit 4 Volts RMS sous 8 ohms)

C'est amplement suffisant pour 1 casque, car même sur un casque 80 à 600 ohms on reste en classe A

Comme promis le schéma d'un ampli 2W classe A 

http://www.se2i.fr/doc_audio/dfa16_ampli_casque1.jpg

comme vous le constatez j'ai préféré utiliser un petit ampli OP
j'ai choisi le OP275GP de ANALOG DEVICES

actuellement l'un des ampli OP offrant le plus faible souffle du marché, seulement 6nV/V²Hz pour un temps de montée de 22V / µS et une faible distorsion = à 0.0006%, spécialement fait pour l'audio, à mes yeux l'un des meilleurs du marché sinon le meilleur.

maintenant on va calculer les valeurs des composants

d'abord définir la puissance et l'impédance souhaitées
pour un casque on veut 2W
pour l'impédance on veut 8 ohms
sachant que sur un casque de 60 à 600 ohms on restera en classe A, le contraire n'étant pas vrai (par exemple => calculer pour 200 ohms on ne serait plus en classe A sur 8 ohms)

 rappel des différentes formules de calcul de puissance

 en fonction de la tension et de l'impédance

http://www.se2i.fr/doc_audio/puissance_uz.jpg

en fonction du courant et de l'impédance

en fonction de la tension et du courant

http://www.se2i.fr/doc_audio/puissance_ui.jpg

pour simplifier le texte j'utiliserai le V majuscule pour dire Racine carrée et CR pour courant de repos puisque nous connaissons la puissance et l'impédance il faut déterminer la tension CQFD
donc on inverse la première formule (P=U²/Z) ce qui nous donnera racine de P*Z
vous l'aviez compris

soit V de 2 * 8 = V de 16 = 4 Volts RMS

pour 4V RMS l'alimentation doit faire 4 * 2V2 soit 4 * 2.828 = 11.31V auxquels il faut ajouter les pertes du montage (tension de polarisation des transistors etc..)

j'ai choisi d'alimenter la carte par + et – 12V soit 24 Volts
compte tenu des pertes l'appareil pourra sortir environ 7.5 Watts à fond sur une enceinte 8 ohms

mais comme on limite la classe A à 2 Watts la puissance supplémentaire sera en classe B

rappelez vous, je disais plus haut que on pouvait parfaitement travailler en classe A avec un push-pull classique, tout réside dans le courant de repos du push-pull

voici comment définir le courant de repos

http://www.se2i.fr/doc_audio/puissance_cr.jpg

comme vous voyez le CR = ½ V de 2 * puissance/impédance
ce qui nous donne ½ V2*2/8 = soit ½ V 4/8 = ½ V 0.5 = ½ 0.707 A = 0.353 A = 353 mA

la puissance développée par les transistors de puissance Q4 et Q6 = 2 I*U = 8.5 Watts
j'ai choisi des MJE340 et MJE350 qui font 20W à 25°C, bien entendu il faut les monter sur un petit refroidisseur, car à 60°C ils ne sortent plus que 12W et à 100°C 8W

pour 353 mA on définit les valeurs de R1 et R2 à 1 ohm ce qui nous donne 0.353²*1 = 0.1245 W
R1 = R2 = 1 ohms / 0.25W c'est suffisant

On définit les diodes D1 et D2 = 1N4148 dont la tension est stable à partir de 1mA
La résistance R10 ayant 12V - 2*0.7V dans les 2 diodes soit 10.6 V ce qui nous donne la valeur de
R10 = 10 Kohms pour 1.06 mA 

Pour gérer les transistors de puissance (qui ont un gain moyen de 100) à 353mA un courant de 5mA suffit
donc on définit la valeur de R4 qui à les 1.4 V des 2 diodes D1, D2 – ta tension de polarisation du transistor Q1 (0.65V ~) soit 0.75V/0.005A = 150 ohms

Pour Q1 et Q2 à 5mA j'ai pris des transistors BC337 (600mW) très courants et pas chers
Pour la résistance de contre réaction R5 j'ai choisi, compte tenu de la très grande impédance de l'ampli OP, une valeur de 100 Kohms et pour un gain en tension de 10 soit 7.75 V pour 0dBu en entrée cela nous donne R6 à 10 Kohms

L'ampli OP ayant un temps de montée très rapide je limite la capa C1 à 22pF suffisant pour éviter que l'ensemble rentre en résonance, donc ce petit ampli monte à +de 100 KHz -3dB

Le plus dur => le CR
Nous devons avoir 353mA de CR, ce qui nous donne 353mV dans 1 ohm
Donc 0.353 V en R1 + 0.353 V en R2 + 0.65 V (à 353 mA) de polarisation base/émetteur de Q4 + 0.65 V idem pour Q6 = 2.006V entre la base de Q4 et la base de Q6

Donc 2.006V entre collecteur et émetteur de Q2 CQFD
Etant donné que nous avons un courant de 5 mA circulant dans Q2 on garde un très petit courant dans son circuit de polarisation et réglage

j'ai défini ce courant à environ 0.65 mA (base/émetteur de Q2) ce qui pour 0.65V sur R8 nous donne 1 Kohm

donc 2.006 V / 0.65 mA cela nous donne un total de 3.17 Kohms pour R8 + P1 + R9 (le calcul avec des mA nous donne directement des Kohms), - le 1 Kohms de R8 cela nous laisse 2.17 Kohms pour P1 + R9 (en vrai on ne fait pas le calcul comme ça mais tout le monde peut suivre)

le trimer P1 de 1 Kohm étant monté en rhéostat, en définissant R9 à 1.5 Kohms cela nous permet d'avoir 1.5 Kohms lorsque que P1 est fermé et 2.5 Kohms lorsque P1 est ouvert
cela nous permet de régler le CR entre 163 mA et 487 mA
cela nous permets aussi de nous affranchir des tolérances de composants

le condensateur C4 aurait pu être éliminé étant donné que le point milieu est à 0V avec la précision donnée par l'ampli OP, mais vu le prix de certains casques (plus de 300€) je le laisse par sécurité

j'ai défini 1000 µF pour C4 ce qui nous donne une impédance de 4 ohms à 40 Hz, on peut pas dire qu'on perd beaucoup dans les graves, surtout si le casque fait 60 ohms et plus, mais certains puristes …..

la résistance R3 de 4.7 Kohms sert en polarisation de Q2 et charge de l'ampli OP, cela fonctionne sans, mais il est préférable de la laisser et je l'ai définie à la moitié du courant circulant dans Q1 et Q2 soit environ 12V/2.5 mA = 4K7

la résistance R7 de 1 Kohms est la pour charger le push-pull => si vous débranchez le casque cela permet de ne pas avoir de claqk sur celui-ci au moment de le rebrancher

les condos C2 et C3 de 0.1µ/63V (63V parce que c'est le plus standard et le moins cher donc) sont en découplage alim et doivent être placés sur le ci au plus prés des pattes 4 et 8 de l'ampli OP, mais vous le savez

ci-dessous le schéma de la partie ampli canal droit avec ses valeurs

http://www.se2i.fr/doc_audio/dfa16_ampli_casque2.jpg

pour monter en puissance je ne donnerai pas tous ces détails de calculs
l'essentiel est de comprendre grosso modo qu'on calcule quand même un peu

quand l'un d'entre vous pourra poursuivre le sujet j'aurai gagné

mais la je suis chargé (fin de mois, facturation, payes ect...)

 tu t'en sors DFA?

Bonjour a tous, après une petite surcharge et une absence je continue

ci-dessous le correcteur Baxandal

http://www.se2i.fr/doc_audio/Baxand_1.jpg

pour le correcteur Baxandal j'ai utilisé les amplis op OP275 pour les raisons déjà évoquées plus haut (surtout le très faible souffle)

les couples R2/C6 et R3/C7 déterminent la fréquence de coupure à partir de laquelle on commence à corriger les graves, cette fréquence est un peu en dessous de 1000 Hz

les couples R4/C5 et R5/C5 déterminent la fréquence de coupure à partir de laquelle on commence à corriger les aigus, cette fréquence est un peu au dessus de 1000 Hz

la correction est de type active grâce au 2éme ampli op IC1B qui a un gain général de 1 lorsque les potentiomètres P1 (aigus) et P2 (graves) sont au milieu du réglage (mode Flat)

les potentiomètres P1 de 50 Kohms et P2 de 100 Kohms sont à courbe linéaire
le 3éme ampli op IC2A est en adaptateur avec un gain de R10/R9 soit un gain de 3
la sortie chargée par C12 attaque l'ampli de puissance
on prévoit une commutation possible en mode Flat en bipassant l'ampli IC1B avant correction

ci-dessous le pré-ampli correcteur RIAA

http://www.se2i.fr/doc_audio/Riaa_1.jpg

il existe une multitude de schémas de pré-ampli RIAA, mais le schéma et les valeurs que je vous donne ci-dessus ont fait l'objet de pas mal d'heures de travail et patience, avec des relevés et des comparatifs de cellules vinyle et valeurs de filtres suffisamment évocateurs pour que je me permette de dire qu'il est excellent, sans aucune prétention
ces valeurs sont bien adaptées à l'ampli OP27, mais le circuit imprimé doit être soigné à ce niveau

pour ce correcteur j'utilise un ampli op OP27 de ANALOG DEVICES pour IC1 à très faible souffle également
on aurait pu utiliser un OP275 (qui est double) comme précédemment, mais étant donné le très faible signal des cellules pour vinyle il est préférable d'avoir 2 circuits indépendants pour minimiser la diaphonie entre canal gauche et canal droit

il va de soi que les composants y compris les résistances, surtout R5, doivent être d'excellente qualité et très faible souffle, le gain de l'ensemble étant très important
les condensateurs du filtre RIAA, C1 et C2, seront soit en mica argenté ou de type PMR64
les condensateurs C1A et C2A sont seulement implantés sur le circuit imprimé, ils ne sont pas câblés, sauf si on veut ajuster avec une très grande précision la valeur de C1 et C2

R2 adapte l'impédance d'entrée de la cellule à 47 Kohms (typique)
l'ampli étant alimenté en + et – 12V R5 de 820 Kohms apporte le 0V à l'ampli et centre sa sortie à 0V

les condensateurs C3 et C6 de 0.47µF peuvent être en CK05 ou MKT (PMR64 étant préférable)
le condensateur C7 de 22 µF dans le circuit de contre réaction doit avoir une faible fuite pour ne pas influencer le filtre, on choisi du tantale
les condensateurs C4 et C5 en découplage, montés sur le ci au plus prés de IC1, peuvent être en MKT ou BR7

ci-dessous rappel des normes sur la courbe RIAA:

http://www.se2i.fr/doc_audio/Riaa_norme.jpg