jeudi 7 avril 2011 8h00_10h00

Poursuite du travail de recherche et de comparaison sur différents modèles d'amplificateurs de baladeurs [ prix, performances, taille, conditions d'utilisation, esthétique ] ainsi que différents modèles de circuit intégrés amplificateurs de puissance [ prix, performances, taille, conditions d'utilisation ] entrepris la semaine passé.

On s'intéressera en particulier aux modèles présents sur les schémas de principe rpoposés en classe, soit TDA 2822, TDA 7052, et NE 555. On pourra aussi chercher des renseignements sur le LM 386.

Les élements suivants sont donnés à titre indicatif pour mieux connaître la réalité des amplificateurs de puissance et opérationnels :

La finalité d'un amplificateur est la commande d'un actionneur (haut-parleur, moteur, résistance, …) sans déformation du signal appliqué en entrée. Lors de l'étude, il faut souvent faire un compromis entre la recherche de la qualité de la reproduction et les considérations économiques (coût, rendement).
L’amplificateur de puissance est le dernier étage de la chaîne amplificatrice. Il permet de fournir une puissance beaucoup plus grande que celle délivrée par le signal de commande, tout en conservant sa forme au signal.
 

Critères de sélection d'une classe d'amplificateur
De nombreux critères peuvent être pris en compte lors de la sélection d'un amplificateur. Les points importants étant :
− la puissance de sortie.
− Le rendement.
− La puissance maximale que peut dissiper l'élément actif.
− Le gain (en tension, en puissance).
− La distorsion.
− La fréquence maximale de travail.

Amplificateurs de puissance Classe A
Les amplificateurs de classe A sont les amplificateurs linéaires les plus fidèles, c'est-à-dire présentant le taux de distorsion harmonique le plus faible, même en l'absence de réaction négative. Leur rendement est toutefois tellement faible que leur usage est généralement limité aux amplificateurs de très faible puissance ou encore aux amplificateurs haute-fidélité haut de gamme de puissance moyenne.
Amplificateurs de puissance Classe B
Les amplificateurs classe B (et surtout leur variante de classe AB) sont de loin les amplificateurs les plus utilisés. Quand on leurs associe une boucle de réaction négative, leur distorsion tombe à un niveau extrêmement faible. Leur rendement est très bon et ils peuvent aisément fournir des puissances de sortie élevées.
Amplificateurs de puissance Classe C
Les amplificateurs de classe C sont des amplificateurs non-linéaires à très haut rendement. Ils ne sont toutefois utilisables que dans les amplificateurs HF (émetteur radio) avec des porteuses non modulées en amplitude. Ils génèrent un nombre considérable d'harmoniques qui doivent être filtrées à la sortie à l'aide de circuits accordés appropriés.
Ce type d'amplificateur ne s'emploie que pour des applications particulières, parmi lesquelles on peut citer les amplificateurs HF accordés (pour signaux non-modulés en amplitude), les multiplicateurs de fréquence, etc.
Amplificateurs de puissance Classe D
Les amplificateurs classe D ont le rendement le plus élevé de tous les amplificateurs linéaires, mais ils présentent un taux de distorsion harmonique légèrement supérieur aux amplificateurs de la classe B ou AB. Ils sont utilisés par exemple dans les amplificateurs d'autoradio.

Un amplificateur audio est un amplificateur électronique conçu pour amplifier les signaux audio de faible puissance provenant d'un dispositif de capture (microphone, instrument de musique) ou de stockage (magnétophone, lecteur CD, etc.) afin de pouvoir alimenter une enceinte. La plupart des amplificateurs fonctionnent « à gain fixe », c’est-à-dire que le rapport d'amplification entre le signal d'entrée et le signal de sortie est constant. Le niveau du signal d'entrée doit alors être ajusté par un ou plusieurs étages préamplificateurs, afin d'éviter la saturation de l'ampli.
Un amplificateur audio fonctionne toujours sur le même principe :

une alimentation est chargée de fournir des tensions symétriques en courant continu ;
ces courants sont modulés à l'image de l'entrée audio, par les préamplificateurs éventuels et les étages de sorties ;
le signal amplifié est envoyé.

L'amplificateur opérationnel est un circuit intégré qui permet d'amplifier (de multiplier ou de diviser) une tension, de faire d'autres opérations mathématiques sur des tensions (addition, soustraction, dérivation, intégration).
Il peut comparer deux tensions et se placer, selon leur valeur relative, dans 2 états uniques et bien distincts (état haut ou état bas).
Il peut aussi adapter des résistances pour les besoins d'un circuit électrique.

Un amplificateur opérationnel (aussi dénommé ampli-op ou ampli op, ou AOP, operational amplifier en anglais) est un amplificateur différentiel : c'est un amplificateur électronique qui amplifie une différence de potentiel électrique présente à ses entrées. Il a été initialement conçu pour effectuer des opérations mathématiques dans les calculateurs analogiques : il permettait de modéliser les opérations mathématiques de base comme l'addition, la soustraction, l'intégration, la dérivation  et d'autres. Par la suite, l'amplificateur opérationnel est utilisé dans bien d'autres applications comme la commande de moteurs, la régulation de tension, les sources de courants ou encore les oscillateurs.

Afin de résoudre les difficultés liées à la dérive thermique des caractéristiques du transistor qui gène considérablement l'amplification de signaux continus et, dans une moindre mesure, de signaux périodiques, on a imaginé un dispositif différentiel appelé amplificateur opérationnel (car dans un premier temps il a été surtout utilisé pour les calculateurs analogiques, donc pour faire des opérations).
Ce dispositif se présente comme une boîte noire à l'intérieur de laquelle il y a au moins 9 transistors (et souvent beaucoup plus) plusieurs diodes et une dizaine de résistances. Il comporte plusieurs étages d'amplification. Sa principale caractéristique est d'être un double amplificateur (à deux entrées) ce qu'on appelle aussi un amplificateur différentiel.

Le μA741, fabriqué depuis 1968, est devenu un standard car il disposait en interne d'une capacité de compensation le rendant simple à utiliser. Il est devenu omniprésent en électronique. Plusieurs fabricants produisent une version améliorée de cet AOP, reconnaissable grâce au « 741 » présent dans leur dénomination. Depuis, des circuits plus performants ont été développés, certains basés sur des JFET (fin des années 1970), ou sur des MOSFET  (début des années 1980 ; acronyme anglais de Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor - qui se traduit par transistor à effet de champ à structure métal-oxyde-semi-conducteur). La plupart de ces AOP modernes peuvent se substituer à un μA741, dans un circuit de conception ancienne, afin d'en améliorer les performances.

Ces recherches sont rassemblées sous forme de tableau dans un document texte OpenOffice_Writer qui sera enregistré soit sur le bureau de la session sous la forme “ prénom_170311 ” soit sous la forme dans le répertoire réseau I:\public\3ème_5.

Ce travail sera mis en commun lors d'une prochaine séance.

Ne pas se précipiter sur la première occurrence !

Ne recopier que les développements compréhensibles.

Recourir aux illustrations.

Présenter son travail en adaptant les images et photos au texte.

Mettre des titres.

Utiliser les tableaux.

Ne pas hésiter à demander conseil.