Question sur les amplis audio

[DAUDET78]

Tu as certainement une erreur sur le 0V du signal de sortie.
En effet, tu as un signal de 15+13=28 volts crête crête. C'est exactement la valeur de mon calcul en #27 : 10,54+18= 28,54V
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[sandrecarpe]

Bonjour,
Sûrement un problème de simu, j'ai réussi à retrouver ça mais je sais plus comment j'ai fais
Toute façon je ne comprends pas comment vous avez calculé ça.

Je suis en train de suivre le cours de www.electronics-tutorials.ws, l'image-ci illustre bien comment obtenir les variations de Ic et donc les variations de la tension de sortie : il faut avoir les variations de Vce (et donc Ib ?). Mais comment les trouver ?

Merci de votre aide

[DAUDET78]

Sûrement un problème de simu,

la simu marche très bien ! C'est l'opérateur qui est mauvais ....

il faut avoir les variations de Vce (et donc Ib ?).

En limite :
- le transistor est ON (Vce=0V)
- le transistor est OFF (Vce=max)

Mais comment les trouver ?

- le transistor est ON (Vce=0V) et tu peux calculer Ic , donc avoir le Ib utilisé (ce qui est de peu d’intérêt )
- le transistor est OFF (Vce=max) et Ic=0

[sandrecarpe]

la simu marche très bien ! C'est l'opérateur qui est mauvais ....

Oui mais fallait pas le dire !

Quand Vce = 0, on a Ic = 16mA, donc U_Re = 28.8V (c'est d'ici que tu as trouvé tes 18.54V ?)
Quand Vce = V⁺-V^-, on a Ic = 0, donc U_Re = 0V

Je suppose que c'est ce 28.8V l'excursion ? Mais combien dans la partie positive et dans la partie négative ?

Merci

[sandrecarpe]

Je crois que j'ai trouvé.
Quand Vce = V⁺-V^-, on a en fait -18V entre le collecteur et la masse
Et quand Vce = 0V, on a 1800*16mA - 18V = 10.8V
Soit presque ce que tu as trouvé

[DAUDET78]

Soit presque ce que tu as trouvé

Tu fais des approximations dans tes calculs ...

Voila une simulation à 1Khz (MicroCap) et un bon opérateur !

[sandrecarpe]

Je crois que j'ai compris maintenant, merci beaucoup Daudet pour ton aide !
Une dernière question (en fait deux) : Si on baisse trop la valeur de la résistance d'émetteur il y a risque d'emballement thermique ? Quels sont les conditions pour qu'il y est emballement thermique ?

Pour la dernière question (en tout cas pour l'instant ) je n'ai pas forcément encore fait de recherche approfondie mais tant qu'on y est je la pose quand même : quelle est l'impédance de sortie idéale pour attaquer l'étage de sortie de l'ampli ? (Oui oui je pense que c'est 0 mais ce n'est pas bien possible)


Merci encore pour vos réponses

[DAUDET78]

Si on baisse trop la valeur de la résistance d'émetteur il y a risque d'emballement thermique ?

Qu'est ce c'est que cette histoire d'emballement thermique ???????

quelle est l'impédance de sortie idéale pour attaquer l'étage de sortie de l'ampli ?

Faut qu'elle soit plus faible que la valeur de l'impédance d'entrée de l'étage de sortie.
En fait, le terme impédance de sortieest inapproprié . Il vaut mieux parler de capacité en courant de l'étage d'entrée à piloter le courant demandé par l'entrée l'étage de sortie

[sandrecarpe]

Bonsoir à tous,
Premièrement je pensais avoir déjà répondu à Daudet mais apparemment non : donc l'emballement thermique n'avait rien à faire dans l'histoire

J'ai eu le temps de pas mal me documenter sur les ampli audios mais je bloque sur un point qui semble être TRES important : la fameuse capacité entre la base et le collecteur du transistor qui forme l'étage d'amplification en tension.

Je me suis alors renseigné sur le "dominant pole compensation".
J'ai compris globalement l'intérêt de ça qui est de réduire le gain aux hautes fréquences pour ne pas créer une contre réaction positive ( ) qui pourrait entrainer des oscillations et la destruction de l'ampli si le déphasage devient supérieur à 180°
L'ensemble transistor + capa (+ peut-être autre chose) forme comme un filtre passe-bas et on peut tracer un graph comme ceux qu'on trouve dans la doc d'un aop (LM358, page 9, figure 5).
Mais comment en arrive-t-on à tracer ce graph ?
Le gain de l'ampli dépend de la fréquence du signal ???
J'ai peut-être pas bien compris ce qu'est ce graph...


De plus, la valeur de la capa ne doit pas être choisie n'importe comment puisqu'elle influe sur la bande passante de l'ampli et le slew rate. Donc comment la calculer. Des formules j'en ai vu, mais pas mal de truc m'échappe, je ne sais pas comment les utiliser.
Par exemple, j'ai vu celle-ci dans "Audio power Amplifier Design Handbook" de Douglas Self :

Dominant pole compensation frequency

Quelle valeur choisir pour P1 ? Beta c'est le gain de l'étage seul ? Rc c'est juste Rc ou c'est l'impédance totale de la charge sur le collecteur ?

Donc voilà, je me pose beaucoup de question, c'est assez frustrant de ne pas comprendre ce qu'on me raconte (enfin ce que je lis), donc je viens encore vous demander votre aide

[DAUDET78]

Le gain de l'ampli dépend de la fréquence du signal ???

ben oui ,
Plus on augmente la fréquence de mesure, plus le gain diminue

J'ai peut-être pas bien compris ce qu'est ce graph...

Ce graphe représente donc le gain de l'ampli en boucle ouverte en fonction de la fréquence de mesure . Par contre, pour être complet il faudrait tracer aussi le graphe de la variation de la phase en fonction de la fréquence.
Les deux graphes ensemble forme le diagramme de Bode
https://fr.wikipedia.org/wiki/Diagramme_de_Bode
http://alteralpha.free.fr/DOC/L3/S2/SIGNAUX/BODE.pdf

Pour un ampliOP moderne, le circuit est conçu pour être stable, avec ses compensations internes, pour toutes les valeurs du taux de contreréaction appliqué

Par exemple, j'ai vu celle-ci dans "Audio power Amplifier Design Handbook" de Douglas Self :

Ca doit être expliqué dans le contexte du bouquin

[sandrecarpe]

Merci pour ta réponse

Plus on augmente la fréquence de mesure, plus le gain diminue

Mais comment ça ne peut pas être problématique ? Pour le LM3886 par exemple, on voit que dans la bande passante audible, le gain varie entre environ 50 et 100 dB !

J'ai étudié ça en cours pour les AOP
Les deux graphes ensemble forme le diagramme de Bode

Pour un ampliOP moderne, le circuit est conçu pour être stable, avec ses compensations internes, pour toutes les valeurs du taux de contreréaction appliqué

Sauf que là j'aimerais dimensionné moi-même l'ampliOP, mais je ne comprends pas comment dimensionner cette capacité de compensation car j'ai pas pigé un truc. Pourquoi l'ampli, enfin ici l'étage d'amplification en tension, agit comme un filtre passe-bas ?

Peut-être avez-vous un document, un article qui parle de ce sujet ?

Ca doit être expliqué dans le contexte du bouquin

Je n'ai pas compris la remarque. Cette formule ne s'applique pas dans un cas général?

[DAUDET78]

par exemple, on voit que dans la bande passante audible, le gain varie entre environ 50 et 100 dB !

A la figure 49 ?
Ca rejoint ma réponse

Plus on augmente la fréquence de mesure, plus le gain diminue

Y a aussi marqué Open Loop Frequency Response

On a inventé la contre réaction .... pour que ce ne soit plus problématique !

[sandrecarpe]

Ah oui c'est vrai que c'est en boucle ouverte... Mais ça n'empêche pas que la capa est indispensable non ?
Donc du coup je suis toujours avec mon problème de capa
Comment la dimensionner ?

[DAUDET78]

Ah oui c'est vrai que c'est en boucle ouverte...

ben oui ...

Mais ça n'empêche pas que la capa est indispensable non ?

Pas forcement. Elle permet de modifier le diagramme de Bode pour que l'ampli soit stable avec une contre-réaction. Si il est stable naturellement, tu n'en as pas besoin.

[bobflux]

Il faut respecter le critère de stabilité de Nyquist (gain < 1 quand phase=180°, et avec de la marge), mais la compensation par pôle dominant dont on parle ici n'est pas le seul moyen pour y parvenir. N'importe quel schéma qui arrive à la même fonction de transfert en boucle ouverte aura la même stabilité.

Grosso modo, sans Cdom, on a trop de gain en boucle ouverte. On cherchera donc à le diminuer, mais sans le gaspiller : on peut l'utiliser pour ajouter de la contre-réaction locale pour augmenter les performances du montage. Le classique Cdom autour du transistor VAS créé une contre-réaction locale qui diminue l'impédance de sortie du VAS et lui permet de mieux driver l'étage de sortie.

[sandrecarpe]

ben oui ... Pas forcement. Elle permet de modifier le diagramme de Bode pour que l'ampli soit stable avec une contre-réaction.

Je croyais que ce diagramme de Bode c'était en boucle ouverte

N'importe quel schéma qui arrive à la même fonction de transfert en boucle ouverte aura la même stabilité.

A la fin je prévois de travailler en boucle fermé, alors qu'en sera t-il de la stabilité ? Un ampli est plus stable en boucle ouverte ou en boucle fermé ?

Merci pour vos réponse

[DAUDET78]

Je croyais que ce diagramme de Bode c'était en boucle ouverte

Oui, pour avoir des infos sur ce qui se passera en boucle fermé

A la fin je prévois de travailler en boucle fermé, alors qu'en sera t-il de la stabilité ?

Voir le diagramme de Bode

Un ampli est plus stable en boucle ouverte ou en boucle fermé ?

On n'utilise jamais un ampli en boucle ouverte ( sauf parfois si on utilise un ampli à tubes)

[sandrecarpe]

D'accord, et que tire t-on comme info à partir du diagramme de Bode ?
Sachant qu'en boucle fermé on impose le gain, que représente la fréquence associé à ce gain sur le diagramme de Bode ? La bande passante ?

[DAUDET78]

D'accord, et que tire t-on comme info à partir du diagramme de Bode ?

Déjà expliqué :

Il faut respecter le critère de stabilité de Nyquist (gain < 1 quand phase=180°, et avec de la marge), mais la compensation par pôle dominant dont on parle ici n'est pas le seul moyen pour y parvenir. N'importe quel schéma qui arrive à la même fonction de transfert en boucle ouverte aura la même stabilité.

Sachant qu'en boucle fermé on impose le gain, que représente la fréquence associé à ce gain sur le diagramme de Bode ? La bande passante ?

C'est plus facile de raisonner intuitivement sur un graphe, surtout que tu as l'air brouillé avec les formules

Pour le LM3886 par exemple, on voit que dans la bande passante audible, le gain varie entre environ 50 et 100 dB !

Tu regardes la fig 49

Si tu as un gain en boucle fermée de 40 dB, l'ampli aura un gain de 40dB tant que le gain en boucle ouverte est plus grand que le gain désiré en boucle fermée

Donc sur le graphe 49 , tu traces un trait horizontale à 40dB
Et quand le trait arrive au voisinage de 50Khz ? et bien c'est le gain en boucle ouverte qui prime

[sandrecarpe]

Bonsoir à tous,
Après avoir réglé un problème, en voici un autre^^

Pour polariser les 2 transistors (ou plus) formant le push pull de sortie de l'ampli, on peut mettre deux diodes entre leur base, car deux diodes c'est 2*Vbe. Ou alors on peut caler un multiplicateur de Vbe.

Mais après quelques simulations (basée sur un schéma d'électronique pratique), il semblerait qu'il ne suffit pas d'avoir un multiplicateur de Vbe égale à deux fois Vbe pour avoir une sortie nulle au repos. Les paramètres étant tellement imbriqués et dépendant les uns avec les autres, je me perds un peu dans l'ordre dans lequel il faut faire les choses et à quel paramètre il faut vraiment porter importance.

Dans pas mal de schéma d'ampli où y a un multiplicateur de Vbe, il a un potard associé à ce montage, et qui me semble, sert à ajuster la tension de sortie de l'ampli à 0V au repos. Est-ce que j'ai tord ?
Si c'est bien ça, dans l'étage émetteur commun, on se fiche d'avoir d'avoir puisqu'on règle la tension de sortie avec le potard ?
Mais dans ce cas il faut veiller aussi à ce que la tension aux bornes du multiplicateur de Vbe reste supérieur à 2*Vbe pour polariser nos transistors ?

Donc dans la logique de mon histoire, dans le cas d'une polarisation par diodes, il faut alors bien vérifier que parce qu'il n'y a pas d'autre moyen d'ajuster la tension de sortie


Merci de m'éclairé

[bobflux]

La polarisation d'un étage de sortie en classe AB est un exercice subtil et délicat...

Appelons :
- Re les résistances d'émetteur
- Vbb la tension entre les bases des transistors push pull, et Vbe leur... Vbe.
- Ibias le courant de repos

Vbe diminue de 2mV/°C. Lorsque les transistors de sortie chauffent, Vbe diminue, donc à Vbb égal, Ibias augmente, donc ils chauffent encore plus... Si les conditions sont réunies, on a emballement thermique et destruction des transistors.

On a comme solutions :

- Dans un circuit intégré, mettre des diodes ou transistors comme capteurs de température, très près des transos de sortie, pour que leur température soit identique, et donc que la tension de polarisation Vbb suive en temps réel.

- Dans un ampli fait à la main, on va ajouter des résistances d'émetteur pour calmer l'emballement thermique, et générer Vbb avec un "Vbe multiplier" basé sur un transistor utilisé comme capteur de T° et collé sur le même dissipateur que les transistors de puissance.

Le potar règle le coefficient du multiplicateur de Vbe et donc le courant de repos de l'ampli. Il n'a aucune influence sur la tension de sortie...