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[Terminé] Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!

  1. jiherve

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    juin 2006
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    gironde
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    Re : Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!

    Bonsoir Tropique
    Tetu mais pas borné je vais faire la manip avec ce que j'ai sous la main, je lui ferait ensuite une petite permanente et alors peut être aurais je mon chemin de Damas et tu y gagneras un disciple fervent.
    La source de courant est elle indispensable?
    Pour le reste jamais je n'irais imaginer que tu puisse bidonner.
    JR


     


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  2. DAUDET78

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    Re : Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!

    Citation Envoyé par gcortex Voir le message
    merci, mais en quoi çà diminue la distorsion ?
    la distorsion de croisement (sans la 220 ohms) est du au fait que, au passage par zéro de la sinusoïde, la sortie de l'ampliOP doit passer, instantanément, de -0,6V à +0,6V. Et ça, il ne peut pas le faire car il est limité par son "slew rate" (vitesse de balayage). En plaçant la 220 ohms, c'est lui qui donne le courant à la charge (dans la zone de -28mV à +28mv) et il n'a donc pas à se dépêcher de passer la zone où les NPN PNP sont hors course.

    Pour info, j'ai fais des simulations avec MicroCap9 (évaluation) et je n'ai même pas vu la distorsion (sans la 220 ohms) avec un signal à 500 Hz (mais je ne suis peut être pas assez bon dans le maniement du simulateur)
    L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là pour le constater !
     

  3. Tropique

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    Re : Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!

    Citation Envoyé par jiherve Voir le message
    Bonsoir Tropique
    Tetu mais pas borné je vais faire la manip avec ce que j'ai sous la main, je lui ferait ensuite une petite permanente et alors peut être aurais je mon chemin de Damas et tu y gagneras un disciple fervent.
    La source de courant est elle indispensable?
    Pour le reste jamais je n'irais imaginer que tu puisse bidonner.
    JR
    La meilleure façon de se convaincre est effectivement de réaliser le truc pratiquement; c'est tellement simple que ça va plus vite que d'en discuter à perte de vue. C'est d'ailleurs ce que je viens de (re)faire, pour avoir des photos "authentiques", et non des écrans de simu.
    La source de courant peut se résumer à une résistance de 1K pour la démonstration, c'est ce que j'ai fait ici. L'IC est un 358, identique au 324.
    Mais commençons par la matérialisation de crossover 2, appelée =crossover2. Le résultat est très similaire à la simu, on voit même un peu mieux les défauts, pas besoin de zoomer. Pas de surprise, donc.
    Voyons le même, mais avec une 220ohm B-E (pour ceux qui doutent, elle se trouve près de l'IC, entre broches 1 et 2). Comme sur la simu, pas d'amélioration fracassante (+220ohm).
    Enfin, le pendant de pureB2, et là les défauts ont disparu, toujours comme dans la simu.
    On ne le voit pas sur la photo, mais l'écran de l'oscillo (analogique) montre un infime artefact, non présent à la simu. C'est dû à la version "pédagogique" du circuit. J'en ai déjà parlé, pour que le fonctionnement soit absolument irréprochable, il y a encore quelques détails à prendre en compte, mais comme promis, je reviendrai en détails sur ces aspects.
    En tous cas, la conclusion provisoire est que le trio théorie/simulation/réalité est cohérent et tient la route.
    A+
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  4. BastienBastien

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    Re : Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!

    Bonsoir,

    Tu as triché ! On ne voit pas la totalité du cordon de la sonde ! Non, je plaisante.

    Je suis impatient de voir un montage complet. Peut être que je réaliserai cet ampli. Perso, je comprends pas grand chose à tout ça...

    D'après tes dires, cette topologie est vraiment nouvelle ? As-tu pensé à envoyer ce montage à Elektor ? Peut être qu'ils seraient intéressés.
     

  5. gcortex

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    Re : Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!

    Daudet,
    voici mon graphe avec R = 8 ohms : Pas de temps mort
    Peux tu en faire un avec ta 220 ohms ?

    Tropique,
    peux tu faire une simul avec un aop de puissance, 2 transistors et la 8 ohms ?
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  6. Tropique

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    Re : Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!

    Avant de continuer, quelques précisions.

    La simulation
    Bien que le matériel que je présente ici semble sortir d'un simulateur, ce n'est en fait pas le cas. J'ai étudié et réalisé des maquettes du circuit bien avant de simuler quoique ce soit.
    Si j'utilise la simulation de façon extensive, c'est pour générer facilement des documents sous forme électronique, que ce soit les schémas ou les oscillogrammes. Bien entendu, cela suppose que simulateur se comporte décemment, sinon il faut en revenir, comme dans le post précédent, aux photos et autres. Ce qui, entre parenthèses, a bien montré que la démarche était valide, puisqu'il y a un accord quasiment parfait entre les deux.
    Personnellement, je suis pas un grand fan de la simulation, mais je vis avec mon temps. Pendant longtemps, j'ai lancé des "coups de sondes", en essayant des démos quand quelque chose de nouveau arrivait sur le marché, et pendant longtemps, c'en est resté là: les programmes déconnaient joyeusement avec des circuits ridiculement simples, ce n'était vraiment pas la peine d'essayer d'approfondir. Jusqu'au jour où LTspice est arrivé. Et là, bien que les premières versions étaient vraiment "light", il y a vraiment eu un changement: par exemple, il devenait possible de simuler un oscillateur simple de façon fiable et rapide.
    A partir de ce moment, ça devenait intéréssant de se plonger dedans de façon sérieuse. Bien utilisé, par quelqu'un qui connait ses limites, un bon simulateur est un outil utile et puissant, qui permet de gagner pas mal de temps.
    De mon expérience, LTspice est d'une fiabilité remarquable: il n'est évidemment pas capable de simuler tout et n'importe quoi, et avec des circuits vicieux et biscornus (dont je suis friand), il est fréquent de le voir s'arrêter sur un message d'erreur, ou refuser de converger, ou faire des itérations à l'infini. Mais quand il converge, on peut être sûr à 99.9% qu'il reflète la réalité. Ce qui ne signifie pas qu'il faut abandonner toute vigilance: je suis malgré tout arrivé une ou deux fois à lui faire sortir une réponse totalement incorrecte, mais quand c'est arrivé, je savais plus ou moins que ça allait foirer, parce que le circuit était vraiment démentiel, et je ne voyais vraiment pas comment il aurait pu sortir quelque chose de valable: c'était un circuit utilisant simultanément du feedback positif et négatif, et il allait nécéssairement y avoir une indétermination dans les équations que seul le bon sens humain aurait pu lever.
    Mais à part des cas limite comme celui là, et pourvu que les modèles utilisés soient valables, LTspice est d'une fiabilité à toute épreuve.

    D'après tes dires, cette topologie est vraiment nouvelle ? As-tu pensé à envoyer ce montage à Elektor ? Peut être qu'ils seraient intéressés.
    A ma connaissance, oui, c'est vraiment nouveau: quand je l'ai inventée, il y a une douzaine d'années, je ne me suis pas souvenu d'avoir vu quelque chose de similaire avant, et depuis, je n'ai rien vu non plus.
    Cela peut sembler curieux qu'en soixante ans de transistor, personne n'ait pensé à quelque chose d'aussi incroyablement simple. Mais il faut dire que c'est particulièrement tordu, vicieux et contre-intuitif: la preuve, c'est que même avec le circuit et ses explications sous les yeux, des forumeurs seniors n'arrivent pas à le digérer. Et le créer, c'est encore tout autre chose: pour aller chercher un truc pareil, il faut vraiment être sacrément tordu, ou sacrément torché, ou de préférence les deux (c'était le cas).
    Il y a probablement encore d'autres "gemmes" du même genre, abandonnées le long du chemin, attendant patiemment que quelqu'un reconnaisse leur valeur.
    Certaines ont été découvertes: je pense par exemple au cross-quad, une topologie assez extraordinaire, mais il doit y en avoir d'autres.

    J'avoue que je n'ai pas pensé à le proposer à Elektor... par contre j'ai envisagé de le breveter. C'est d'ailleurs pour ça que j'ai attendu avant de le dévoiler, mais finalement, je me suis décidé contre cette option.
    Cela peut paraitre bizarre: le circuit est à la fois simple, très distinctif, a une fonction précise et bien définie, et ne ressemble ni de près ni de loin à quelque chose d'existant. Il est donc hautement brevetable, et s'il avait été créé par un ingénieur de chez Sony, Thomson ou autre, il aurait certainement breveté immédiatement.
    Alors, pourquoi ne pas l'avoir breveté? Pour avoir une protection sérieuse et complète au niveau mondial, il faut dépenser beaucoup d'argent et d'énergie, ce n'est vraiment pas une galère dans laquelle il faut s'engager à la légère, et il faut être sur de son coup. Cela ferait un très beau brevet "de prestige", raison pour laquelle une corporation le déposerait si elle le trouvait elle-même, par contre il faudrait des motivations très sérieuses pour que la même corporation l'achète à un particulier comme moi.
    Je suis capable d'une lucidité à toute épreuve, même en ce qui concerne mes propres créations, et celle-ci souffre d'une faiblesse: cette topologie convient bien à des étages simples; si on veut l'adapter à des étages de sortie en darlington ou CFP, on perd toute la simplicité et l'élégance du concept. Or, pour aller économiquement à des puissances de quelques dizaines de watts et au-dessus, de tels étages sont indispensables. Ce qui limite son application aux amplis faible et moyenne puissance. C'est déjà pas mal, mais à mon avis ce n'est pas suffisant, raison pour laquelle je n'ai pas voulu courir le risque.
    En plus, le processus de Tropicalisation a engendré bien d'autres résultats; certains sont intéréssants mais pas brevetables non plus, et seront peut-être décrits ici ultérieurement, mais d'autres sont au moins aussi décoiffants, tout à fait brevetables, et pas limités aux basses puissances. Donc, si je veux breveter quelque chose, ce sera plutot ça.

    Améliorations
    Pour passer du circuit "pédagogique" à quelque chose de plus pratique, on peut envisager un certain nombre d'additions. Une chose assez logique est de rendre le circuit symétrique, en rajoutant un transistor: voir pureBsym.
    La symétrie est quelque chose d'intellectuellement plaisant, et il semblerait que cela doive améliorer les performances. En plus, comme on peut le voir sur les oscillogrammes, aucun des deux transistors n'est jamais bloqué: celui qui est en attente se comporte en source de courant et devrait donc être mieux "préparé" à se mettre à conduire lorsque son tour vient.
    Cependant, le circuit est insensible à tous ces beaux arguments: il n'y a aucune amélioration détectable, que ce soit au niveau de la simu, ou du circuit réel. C'est un peu décevant, mais soit....
    Il y a par contre des améliorations qui elles, se traduisent par des bénéfices. Heureusement.
    C'est ce que nous verrons dans la suite...
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  7. gcortex

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    Re : Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!

    Un cours magistral ...
     

  8. Tropique

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    Autres améliorations

    Voyons quels points peuvent être modifiés, pour donner des améliorations tangibles cette fois.

    Pour détecter les défauts résiduels, on va devoir revenir au fonctionnement en boucle ouverte, et augmenter la fréquence: voir B20K.
    Dans ces conditions, des défauts redeviennent visibles, mais d'où viennent-ils.
    On a vu précédemment (image switch) que les formes d'ondes en amont des transistors de sortie étaient assez violentes: on voyait bien le processus de commutation dure en action. Des résidus de cette commutation se retrouvent en sortie.
    Ce n'est pas inhérent au principe même, mais du aux imperfections des composants. Il y a ici trois phénomènes à l'oeuvre:

    Temps de stockage dans Q3
    Pendant les alternances négatives, Q3 entre en saturation profonde et, quand vient le temps de se désaturer pour les alternances positives, il est incapable de le faire instantanément à cause des charges accumulées dans les jonctions.
    Le phénomène est classique et bien connu en électronique digitale. Il serait possible d'utiliser un transistor pour commutation saturée, comme le 2N2369, plutot que le 2N3904 qui est d'usage général. Une solution plus radicale est de mettre une diode d'anti-saturation entre collecteur et base. Ce qui permet par la même occasion de résoudre le problème suivant:

    Commutation transistor/diode
    Lors du passage d'une alternance à l'autre, le rôle de Q3 passe de transistor à diode. Avec un transistor parfait, le passage se ferait sans à-coup, mais avec les composants réels, ce n'est pas le cas: la jonction B-E a une résistance parasite, qui est pratiquement éliminée lorsque son fonctionnement est assisté par l'effet transistor. Elle réapparait quand la jonction B-E est livrée à elle même. Avec la diode d'anti-saturation, Q3 peut toujours fonctionner en transistor, et il n'y a pas d'hiatus lors du basculement d'un mode à l'autre.

    Amplitude de la commutation
    Sur le collecteur de Q3, l'amplitude de la commutation était de 3Vbe environ. Avec la DAS, cette amplitude tombe à 2.5Vbe environ. Une telle valeur est inutilement élevée, et provoque le passage de résidus dans la sortie à cause de couplages capacitifs. De plus, le slew-rate sur le collecteur est élevé, mais pas infini, et si l'amplitude est élevée, le temps de commutation augmente en proportion. En réduisant l'amplitude, on va donc pouvoir encore réduire le temps de commutation, ce qui va diminuer l'énergie des artefacts présents en sortie.
    Un moyen simple de réduire l'amplitude est d'empiler des diodes dans le collecteur de Q3: voir circuit complet dans B20Kfull.
    Avec deux diodes, la tension inter-bases pendant l'alternance négative est de 900mV environ; pour commencer à faire conduire sérieusement Q1 et Q2, il faut 1200mV environ, ce qui laisse 300mV de marge, 150mV par transistor. A 2mV/°C, cela permet un delta T° de 75°C entre les transistors de puissance et les composants de base. Cela peut paraitre confortable, mais si Q1 et Q2 sont faiblement dimensionnés, cela pourrait s'avérer insuffisant.
    Il ne faut pas oublier que sans résistances d'émetteur, un dépassement, même très bref, de la T° critique sera suffisant pour déclencher un emballement thermique très brutal. Il suffit que la durée de "l'événement" soit du même ordre que la constante de temps thermique du transistor, càd quelques ms.
    Il faut donc également tenir compte de la dissipation dynamique dans Q1 et Q2.
    Si on veut une totale sécurité en toutes circonstances, on peut opter pour une seule diode, avec comme prix à payer une faible dégradation des performances.
    Pour un compromis optimal entre qualité et sécurité, on peut remplacer une des diodes par une schottky.

    Forts de ces améliorations, revenons à 1KHz pour voir s'il y a un impact: voir B1Kfull.
    On constate une petite amélioration de la distorsion. Ce n'est pas très spectaculaire, mais c'est normal: on n'a fait que du peaufinage dans la région du passage à 0, et l'essentiel de la distorsion est causé par des non-linéarités des transistors. C'est néanmoins important, car si l'AOP peut facilement corriger les "gros" défauts de la fonction de transfert, il est incapable de s'attaquer aux défauts rapides du croisement.

    Tant qu'on y est est, profitons de l'état actuel du simulateur pour vérifier une suggestion: une résistance de 8ohm insérée entre bases et émetteurs.
    Voir résultat sur 8ohm.
    A priori, le résultat, bien que pas fameux, ne semble pas non plus trop désastreux.
    En réalité, cette approche souffre de nombreux défauts:
    Il y a d'abord la variation d'impédance de sortie autour du passage à 0: elle est comprise entre 8ohm et quelques dizaines ou centaines de milliohms, soit typiquement un rapport de 1 à 30. Un designer audio commence à se faire du souci s'il constate l'impédance de sortie en boucle ouverte varie de plus de quelques %. Ici, on est à 3000%.
    Il y a ensuite la variation de gain causée par cette variation d'impédance; elle est ici de 1 à 2, et encore plus si la charge est un haut-parleur réel.
    Mais l'inconvénient le plus grave est aussi le moins évident: en examinant le signal de sortie, on constate qu'il est visiblement distordu, mais que les discontinuités présentes p.ex. dans crossover1 ont disparu. En réalité, c'est une illusion, et pour s'en convaincre il suffit de faire une autre simulation: 8ohm bis.
    Elle est similaire à crossover1, mais la forme d'onde de sortie du cas précédent a été synthétisée par l'addition d'un signal "propre", venant directement de Vin et du signal distordu, similaire à crossover1.
    Cette manip "démonte" le mécanisme de correction réalisé par la résistance de 8 ohm: elle se contente de "diluer" d'environ 50% le contenu spectral indésirable, ce qui permettra de gagner environ 6dB, ce qui est bien peu eu égard aux inconvénients.
    Ce qui montre que l'examen d'un signal dans le domaine temporel exclusivement est parfois trompeur.
    Enfin, la logique elle-même de cette solution est plutot discutable: à partir du moment où il faut un ampli de puissance comme driver, pourquoi ne pas simplement prendre directement un ampli de la puissance correcte?
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  9. Tropique

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    Des amplificateurs complets

    Avant d'entrer dans les descriptions, quelques mots de mise en garde:

    La topologie proposée permet de résoudre de façon efficace certains problèmes bien définis.
    Elle élimine tout ce qui est compensation thermique, résistances d'émetteur, courant de repos, réglages et difficultés associées.
    Elle permet de "raccorder" des transistors complémentaires de façon automatique, optimale, sans ajouter d'artefact supplémentaire lié à leur association.
    Et puis c'est tout.
    C'est déjà pas mal, c'est une grosse épine hors du pied du constructeur potentiel, mais ça ne règle aucun autre problème.
    Si on a un ampli pourri, ce n'est pas le fait d'améliorer cet aspect qui changera grand chose: il est très improbable que toutes les merdouilles de l'ampli se concentrent uniquement à cet endroit, et pour avoir quelque chose qui fonctionne vraiment bien, tous les aspects doivent être soignés.
    Il ne faut donc pas mettre de faux espoirs sur cette topologie: ce n'est pas la pierre philosophale des audiophiles, qui peut changer le zinc en or.

    Version 1
    Elle est directement dérivée des circuits pédagogiques: un gain en tension est obtenu grâce à R6/R7, et la source de courant de 10mA est développée.
    L'AOP sert de driver, et c'est lui qui assure le gain en tension. Les tensions d'alimentations sont donc limitées à une quinzaine de volts, et le courant de sortie sera limité par la sortance de l'AOP et le Beta de Q1/Q2.
    Pour ceux-ci, je recommande des types ayant un bon gain à courant élevé: des BD435/436 -16 ou -25 conviennent bien pour ces applications.
    La puissance de sortie de cette version est d'une dizaine de watts. La distorsion est correcte, et il n'y a pas la moindre trace de croisement.
    Avec 4ohm en sortie, on pourrait en principe aller jusqu'à 20W, mais il faudrait des transistors à gain plus élevé, indice -40 p.ex.
    On peut aussi employer un autre AOP: j'ai utilisé exclusivement des 324, par pure perversité et pour faire fuire les audiophiles, mais avec des modèles spécialisés, genre NE5534 ou similaire, le courant de sortie disponible est plus élevé: il suffit d'adapter R4.
    Les tensions d'alimentation peuvent être fortement réduites sans inconvénient, si on veut un modèle pour casque p.ex.
    Avec un 324, la réponse en fréquence est de 40KHz à -1dB. Pas terrible, mais suffisant.
    Si on veut mieux, on peut mettre un meilleur AOP: exemple avec le LT1813, version1i. La distorsion a copieusement diminué, et la réponse en fréquence s'étend maintenant à 7.2MHz (petit signaux): voir freqV1i.

    Version 2
    On peut aussi adopter une autre démarche, et "greffer" le circuit sur des amplis classiques.
    Voici un exemple, basé sur une topologie populaire des années '60 '70. La distorsion, de 0.3%, est normale pour un tel circuit dans lequel peu de gain de boucle est disponible. Mais cela n'implique pas qu'il ait un son désagréable.... mais c'est un terrain sur lequel je ne m'aventure pas.
    Par rapport aux vrais modèles d'origine, j'ai inclu une liaison directe, mais dans la pratique ça risque de ne pas être d'une stabilité exemplaire, et il serait sans doute bon d'incorporer un condensateur de sortie. Dans cette implémentation, la puissance est de 20W, mais ici on n'est plus limité en courant ou en tension par un AOP. On peut donc sans problème aller plus haut.
    La réponse à -1dB s'étend à 1.5MHz.

    A suivre
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  10. BastienBastien

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    Re : Des amplificateurs complets

    Bonsoir Tropique,

    Je comprends pas grand chose à tout ce que tu dis et même si j' j'ai compris que tu es un fin électronicien, j'ai beaucoup de mal à croire que tu puisses sortir 20W avec une telle BP (1,5 MHz à -1 dB !!!). Quel est le produit Gain-Bande de ton ampli ? Je dois mal intérpréter les phrases :

    "Dans cette implémentation, la puissance est de 20W, mais ici on n'est plus limité en courant ou en tension par un AOP. On peut donc sans problème aller plus haut. La réponse à -1dB s'étend à 1.5MHz."


    S'agit-il d'un poisson de fin avril ?
     

  11. Tropique

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    Re : Des amplificateurs complets

    Citation Envoyé par BastienBastien Voir le message
    Bonsoir Tropique,

    Je comprends pas grand chose à tout ce que tu dis et même si j' j'ai compris que tu es un fin électronicien, j'ai beaucoup de mal à croire que tu puisses sortir 20W avec une telle BP (1,5 MHz à -1 dB !!!). Quel est le produit Gain-Bande de ton ampli ? Je dois mal intérpréter les phrases :

    "Dans cette implémentation, la puissance est de 20W, mais ici on n'est plus limité en courant ou en tension par un AOP. On peut donc sans problème aller plus haut. La réponse à -1dB s'étend à 1.5MHz."


    S'agit-il d'un poisson de fin avril ?
    Il s'agit de la réponse en petits signaux. La bande en puissance sera limitée par le slew-rate (que je n'ai pas mesuré), et sera beaucoup plus limitée.
    D'ailleurs, pour des applications audio, il serait malsain de garder à l'ampli toute cette bande: c'est aller au-devant des problèmes. Si on a besoin d'un AOP de puissance, c'est différent.
    D'ailleurs je vais donner quelques consignes pour l'utilisation des schémas "bruts" dans des applications audio:

    Avant d'aller plus loin, quelques remarques concernant les divers schémas d'amplis: ce sont des schémas "nus" des prototypes prêts à être testés et mesurés.
    Pour les utiliser dans des amplis audio "réels", il faut les équiper de quelques accessoires standard. Voir "access".

    -Un filtre passe-bas d'entrée, qui va éliminer la pollution RF, atténuer les décharges statiques et éviter que des couplages indésirables dans le cablage externe ne causent des oscillations
    -Des découplages d'alim et d'IC normaux
    -Un réseau de Zobel en sortie, réseau RC + self amortie par résistance, pour permettre de travailler sur des charges réactives
    -Des diodes entre la sortie et les rails d'alim, pour éviter que des "load dumping" ne causent des problèmes
    -Il faut choisir la résistance de contre-réaction pour fixer le gain en fonction de la sensibilité d'entrée souhaitée. Tous mes protos sont standardisés à un gain de 11, qui ne convient pas nécéssairement
    -Il faut choisir des transistors de sortie dont le gain est suffisant pour pouvoir fournir un courant de crête au moins égal à 2 ou 2.5X le courant de crête sur la charge résistive nominale, avec le courant de base délivré par les drivers. Les enceintes sont des charges complexes, la musique a une forme d'onde complexe, et la combinaison des deux conduit à des courants de crête bien plus élevés que sur une résistance pure. Par exemple, pour la version 2 (discrète), il faudrait des transistors dont le gain ne soit pas inférieur à 50 ou 60. On peut soit choisir un type dont les caractéristiques garantissent cette valeur, soit vérifier soi-même le gain, soit choisir des transistors classés en groupes de gain par le fabricant. Chez certains ça se matérialise par des points de couleur différente, ou des chiffres, ou des lettres, ou des chiffres romains.
    Si on ne trouve pas de transistors ayant un gain suffisant, il faut augmenter le courant dans les drivers.
    -Les drivers doivent être correctement refroidis: dans la version 2, ils dissipent 1.8W en permanence, il faut donc les équiper d'un clip de refroidissement généreux
    -Les schémas sont dessinés avec deux diodes dans le collecteur du transistor de controle de bases. Pour la sécurité, il est préférable de se limiter à une, la perte de qualité sera infime. Si malgré tout on choisit d'en mettre deux, il faudra au moins les placer près du radiateur et mettre des fusibles de 1.25A rapides dans le collecteur de chaque transistor de sortie.
    -Si on ne souhaite pas de couplage DC (pour des applications audio, c'est à éviter), il faudra mettre un condensateur de liaison à l'entrée s'il n'y est pas déjà; il faudra également mettre un condensateur en série avec la masse, dans le pied du diviseur de contre-réaction. Cela permet d'éviter de multiplier l'offset DC par le gain de l'ampli.

    A bientot, pour des versions un peu plus "lourdes"....
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  12. Tropique

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    Re : Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!

    Voici encore un exemple (classicB):
    C'est typiquement le style d'architecture utilisée actuellement, sans aucune fioriture particulière. La seule originalité est le controle de la classe B.
    Les performances sont correctes, et la bande (petits signaux) est de 5MHz environ. En puissance, on est plus proche de 20KHz, ce qui est assez normal avec les 3055 dont la Fh21e vaut environ 15KHz. En les "secouant" plus violemment on pourrait aller plus haut, mais si on veut un slew-rate et une bande de puissance exceptionnelles, il vaut mieux utiliser des transistors plus performants. Les 3055 sont bon marché, robustes, et permettent de "prouver le concept", mais ce sont des patates...
    Ne pas oublier, que ici aussi, toutes les remarques faites précédemment restent d'application.

    Enfin, voici quelque chose de nettement moins banal que tout ce qui précède: B-assist.
    C'est fondamentalement la même base que le circuit précédent, mais cette fois il y a une originalité: l'ampli principal est "assisté" par un ampli op, qui utilise le résidu entre les bases de l'ampli différentiel pour créer un signal de correction de deuxième rang qui parfait le travail.
    Autre originalité, le signal de correction est injecté en transformant le différentiel en "trifférentiel", avec un transistor de plus, ce qui permet entre autres de conserver le chemin principal du signal, sans avoir à passer par l'AOP.
    Cette méthode de feedforward permet de conserver les qualités dynamiques de l'ampli principal, tout en bénéficiant de la précision de l'AOP.
    Tout cela permet d'obtenir des performances inhabituelles pour un ampli simple, construit avec des composants "tout-venant": la distorsion est de l'ordre du millième de %, et la bande est de 1.25MHz.

    Attention, ce circuit est nettement plus "chatouilleux" que les autres: il y a d'ailleurs un certain nombre de compensations explicites, rendues nécéssaires par les deux boucles de contre-réaction qui agissent concuremment.
    Si on emploie des composants plus rapides pour l'AOP et les transistors de sortie, il risque d'y avoir un certain travail à faire pour arriver à une stabilité acceptable.
    Images attachées
    Dernière modification par gienas ; 22/04/2008 à 16h31. Motif: Rétabli la PJ classicB.jpg
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
     

  13. Tropique

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    Re : Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!

    Un bref mot concernant le post précédent: dans B-assist, si la tension d'alim dépasse 15V, il faut prévoir une alim séparée, avec des zeners p.ex., pour l'ampli op.
    Pour des essais, le 324 est normalement capable de supporter 40V, mais ce serait imprudent de compter dessus pour un montage définitif.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
     

  14. Tropique

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    Re : Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!

    Pour conclure:

    La topologie proposée apporte une solution à un problème qui tourmente les concepteurs d'amplis depuis des dizaines d'années.
    C'est une solution radicale: elle est simple, complète et idéale, et peut avantageusement se substituer aux solutions classiques à base de diodes, ou de multiplicateur de Vbe, ou de thermistance.
    Mais, elle est limitée pratiquement aux étages simples: avec des darlingtons, il est pratiquement indispensable d'incorporer des résistances base-émetteur de stabilisation, et ces résistances interfèrent avec le fonctionnement du circuit: le transistor de controle ne "sait" plus quels sont les courants qui passent réellement dans les transistors controlés et n'est plus capable de prendre des décisions correctes.
    Se passer de résistances de stabilisation serait très délicat. On peut envisager des solutions batardes, avec des résistances de plus fortes valeurs, et des résistances de compensation sur le transistor de controle, mais on devient tributaire du gain exact des transistors, gain dont la dispersion est importante. Pour arriver au même niveau d'adaptabilité que dans le cas simple, il est nécéssaire de complexifier considérablement le circuit, qui perd alors une grande partie de ses avantages et de son intérêt.
    Il y a une dizaine d'année que je réfléchis au problème, mais j'ai été incapable de trouver une solution satisfaisante. Peut-être quelqu'un aura-t-il l'illumination salvatrice? Je l'espère.

    Même avec cette (grosse) limitation, ça reste un petit circuit bien utile. Personnellement je l'utilise surtout pour de faibles puissance, typiquement à quelques centaines de mA de sortie, pour booster la sortie d'un AOP p.ex.
    Quand on veut le faire proprement de manière traditionnelle, il faut deux diodes, deux résistances de polarisation et deux résistances d'émetteur. Comme on ne souhaite généralement pas qu'il y ait un réglage, on doit prendre des résistances d'émetteur suffisamment élevées pour éviter tout risque d'emballement. Il en résulte une dégradation de l'impédance de sortie, surtout près du zéro. Avec ce circuit, rien de tout cela, et dans sa forme la plus simple, il ne nécéssite qu'une résistance de polar et un transistor. C'est donc nettement avantageux.

    Je n'ai pas tellement investigué l'aspect plus forte puissance/haute qualité: j'ai concentré mes (vains) efforts à l'adaptation à des darlington ou composite.
    Les circuits que j'ai proposés sont donc essentiellement des circuits d'évaluation, représentatifs de quelques dizaines de prototypes divers que j'ai réalisés. Dans leur grande grande majorité, ces circuits n'ont connu à leur entrée que des signaux sinus, carrés ou triangle, et à leur sortie une résistance de puissance. Ils ne sont donc pas très fouillés ou aboutis, et peuvent certainement être améliorés. Ils peuvent être considérés comme une bonne base de départ pour ceux qui désirent expérimenter.
    En théorie, à moyens égaux, cette topologie doit pouvoir se classer entre la classe A et la classe AB sur le plan de la qualité pure. Cela dit, pour arriver au niveau d'un bon ampli classique dans le genre du concept "Blameless" de Douglas Self, il faudrait sérieusement "faire ses devoirs", et soigner tous les aspects, pas seulement celui-là.
    Une possibilité serait de reprendre une solution prouvée, genre blameless, en augmentant fortement le courant dans le VAS pour attaquer directement les transistors de sortie. Cela impliquerait de dissiper une dizaine de watts dans chaque predriver, mais ce serait quand même encore bien moins que de la classe A. Avis aux amateurs.
    A bientôt, pour d'autres aventures...
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
     

  15. BastienBastien

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    décembre 2007
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    Je me déplace peu dans l'Univers.
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    1 491

    Re : Des amplificateurs complets

    Bonjour Tropique,

    Citation Envoyé par Tropique Voir le message
    Il s'agit de la réponse en petits signaux. La bande en puissance sera limitée par le slew-rate (que je n'ai pas mesuré), et sera beaucoup plus limitée.
    Pardon. J'aurais dû m'en douter. C'est le fait que la BP et "20W" étaient aussi proches dans le texte qui m'a induit en erreur.

    Sinon, à part ça, je suppose que tu lis Elektor ? Est-ce que tu as vu l'article sur l'amplificateur à correction d'erreur paX (Avril et Mai 2008) ? D'après ce qu'ils en disent, il est aussi révolutionnaire.

    Pardon de poser une question qui est sans doute idiote, mais qu'en penses-tu ? Est-ce que l'un des deux est "meilleur" ? Ou alors, peut être que les deux ne sont pas fait pour jouer pas sur le même terrain ?

    Merci.
     


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