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Etude amplificateur Audio classe D



  1. #1
    Sangfeust

    Etude amplificateur Audio classe D


    ------

    Bonjour,
    je dois valider un schéma électronique, cependant il concerne un ampli audio, domaine ou je ne connais pas grand chose pourriez vous m'aider à comprendre le fonctionnement du schéma svp?
    J'ai besoins de faire le bilan de la transmission afin de savoir quelle puissance élec je transmet (en dBm).

    Mon étude pour le moment :
    - Je converti en premier lieu les 50mW en dBm : 16.9897dBm.
    - Le TPA2012 est réglé pour un gain de 18dB donc en sortie d'ampli j'ai 18+16.9897 = 34.9897 dBm

    Là déjà j'ai en partie faut puisqu'il y a un pont diviseur (R1 = 1.8k et R2 = 4.7k) mais je ne sais pas comment le faire intervenir dans les calculs sous forme de gain.

    - Je me retrouve à 34.9897 dBm avant le transformateur d'impédance, et je part du principe que le transfo est parfait, donc en sortie de transfo j'ai toujours 34.9897dBm (aux perte près).

    Est ce que je me trompe complètement?
    Merci d'avance pour toute aide.

    Ci dessous le schéma.
    Image1.jpg

    -----

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  3. #2
    DAUDET78

    Re : Etude amplificateur Audio classe D

    Citation Envoyé par Sangfeust Voir le message
    Je me retrouve à 34.9897 dBm
    Moi je dirais 34.98970000000000000000000000 dBm
    tu as regardé la spécification du TPA2012 ?
    J'aime pas le Grec

  4. #3
    polo974

    Re : Etude amplificateur Audio classe D

    Ah non, pas du tout DAUDET78,
    ça fait 34,98970004336018804786261dBm -/+ 0,5 sans tenir compte de l'erreur sur la source.
    Jusqu'ici tout va bien...

  5. #4
    DAUDET78

    Re : Etude amplificateur Audio classe D

    Citation Envoyé par polo974 Voir le message
    -/+ 0,5
    Tu es sûr du -/+ 0,5 ? ça fou tout en l'air ....
    J'aime pas le Grec

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  8. #5
    Sangfeust

    Re : Etude amplificateur Audio classe D

    Bonjour Daudet78, (pour info je me suis beaucoup inspiré de vos message est travaux en electronique!! sur divers site enfin si c'est bien le même daudet78).

    Sinon j'ai bien étudié la doc du TPA2012, et je trouve justement la même valeur.
    Le problème c'est que juste après le TPA j'ai un transformateur d'impédance 150/600 Ohms. Hors après ce transformateur on me demande d'avoir 0dBm sous 600 Ohms!!! (0,776 V)
    Mais je ne vois pas comment c'est possible!! (le transfo est un A262A2E d'oxford Electrical LtD).
    Merci

    EDIT : LoL l'ecart !!

  9. #6
    polo974

    Re : Etude amplificateur Audio classe D

    Allez, on te le dit:
    l'électronicien est un farceur, le dB il en fait n'importe quoi et surtout du 20 log de rapport de tension, et du coup, toute notion de puissance est perdue vu qu'en entrée on est avec une impédance complètement différente de celle en sortie...

    donc tes 50mW sur 20 ohms tu en fais une tension, tu enlèves l'atténuation des ponts diviseurs (tu as même le droit de tenir compte de l'impédance d'entrée du circuit), tu ajoutes le gain en tension de l'ampli, et selon ton impédance tu peux recalculer ta puissance...
    Jusqu'ici tout va bien...

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  11. #7
    Sangfeust

    Re : Etude amplificateur Audio classe D

    ARFFFFFFFFFF...
    Moi qui pensait justement que la puissance en dBm resté fixe !!!! Tout s'écroule.

    Bon si je reprend :
    - En entrée j'ai mes 50mW sous 20 Ohms qui me donne du 1Vrms.
    - Le pont diviseur me fait passer à 0,723Vrms
    - Le TPA indique une impédance d'entrée de 9,8kOhms en entrée, là par contre je ne sais pas trop comment gérer le truc.
    - Puis j'ai un gain de 8V/V avec le TPA, soit 0,723 x 8 = 5,784Vrms.
    - J'en dédui donc des dBm : Mais là j'utilise quelle impedance?? Le TPA sort en 4 ou 8 Ohms, et mon transfo à une impedance d'entrée de 150 Ohms ... Sachant que je passe en 600 Ohmes juste après. le transfo à un rapport de 1/2 me semble.

    Question annexe : Le transfo ne modifies pas les dBm, juste la tension?!

  12. #8
    Sangfeust

    Re : Etude amplificateur Audio classe D

    Bon en calculant,
    je trouve en sortie de transformateur d'impedance : 0.223W !!!
    Alors qu'il me faut théoriquement 1 mW puisque 0dBm sous 600Ohms !!

  13. #9
    Sangfeust

    Re : Etude amplificateur Audio classe D

    Question subsidiaire :
    Comment puis déterminer ce qui sort de l'ampli, car il est prévu pour du 4 ou 8 Ohms. Hors mon primaire au transfo est de 150 Ohms.
    Donc comment puis je savoir ce qui sort de mon Ampli, car avec mes calcul je trouve un truc genre 4.18 W, ce qui est IMPOSSIBLE Sinon grillé l'ampli.

    Donc je ne dois pas prendre en compte le bon gain, ou bien je l'utilise mal.

    Détails de mes calculs :
    Je trouve 5,784V en sortie d'ampli, avec une impedance de 150 Ohms du au transfo : -> je trouve 0.223W
    Si je calcul avec l'impedance de sortie standard (8 Ohms) je trouve 4.18W!

    Avec le transfo je trouve une tension de 11.57V (5,78 en entrée) ce qui donne bien 0.223W sous 600 Ohms !!!

    j'y comprend plus rien dans mes calculs.
    Dernière modification par Sangfeust ; 14/02/2012 à 15h10.

  14. #10
    Tropique

    Re : Etude amplificateur Audio classe D

    Citation Envoyé par Sangfeust Voir le message
    Est ce que je me trompe complètement?
    Je le crains
    j'y comprend plus rien dans mes calculs.
    Ça ne m'étonne pas.
    On ne calcule pas une chaine audio comme un bilan RF ou optique, et la première chose à faire est de laisser tomber les dBm, et même peut-être les dB tout court: quand on sait ce qu'on fait, ça peut servir, mais dans le cas contraire, c'est un bon moyen d'embrouiller les choses.

    Il faut calculer en niveaux de tension, à priori sans tenir compte de l'impédance, sauf pour la puissance de sortie finale, et exprimer les gains en "X"(fois).
    Ça va tout de suite clarifier les choses.

    Après, on peut se poser des questions plus existentielles: utiliser un ampli en classe D pour attaquer une impédance de 150ohm en 5V semble bizarre.
    Avec ces paramètres, cela consommera plus qu'un ampli linéaire, et ça va ramener des quantités effarantes de cochonneries HF. Pourquoi ce choix?

    L'utilisation de transfo est peut-être justifiée (à confirmer), mais pour la bande audio, le modèle sélectionné est limité à 2.5mW à 50Hz, ce qui parait très limité.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  15. #11
    Sangfeust

    Re : Etude amplificateur Audio classe D

    Bonsoir Tropique,
    Alors sache que je dois justement vérifier la cohérence de cette architecture.
    Pour ce qui est du calcul de la chaine audio, je n'y connais quasiment rien...

    Justement par rapport au niveau de tension que j'ai calculé, est que j'ai tout faut??

    Pour le transformateur d'impedance, il se trouve que le primaire a une impedance de 150 Ohms, et de 600 Ohms en sortie. C'est d'ailleurs un des points qui me choque puisque le TPA est prévu pour du 8 Ohms (ou 4).

    Peux tu m'expliquer la méthodologie par un exemple pour le calcul de la chaine audio stp?
    Ou alors un lien vers un site pouvant m'aiguiller.

    Surtout que je dois vite finir pour lancer une production...
    Merci.
    Dernière modification par Sangfeust ; 14/02/2012 à 18h17.

  16. #12
    Tropique

    Re : Etude amplificateur Audio classe D

    Citation Envoyé par Sangfeust Voir le message
    Peux tu m'expliquer la méthodologie par un exemple pour le calcul de la chaine audio stp?
    Ou alors un lien vers un site pouvant m'aiguiller.
    Un forum n'est pas le lieu pour discuter de généralités, mais sert à résoudre des problèmes ponctuels et précis.
    En bref, il faut voir quel niveau on a en sortie de la chaine; pour un ampli de puissance, ce sera généralement la limite d'écrêtage basée sur les tensions d'alim.
    On voit quel niveau on a en entrée.
    On divise les deux, et on a le gain global que l'on répartit au mieux, ou en fonction de choses imposées (blocs de gain fixe...).
    On voit s'il est nécéssaire d'avoir de la marge et on majore en conséquence, et on s'assure qu'il n'y a pas de variations intermédiaires de niveau qui pourraient conduire certaines parties à saturer (ici le transfo par exemple).
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

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  18. #13
    Sangfeust

    Re : Etude amplificateur Audio classe D

    Arf, tant pis pour le générique.

    Néanmoins, ces calculs sont ils correct :
    En entrée :
    Pe = 50mW sous Re = 20 Ohms -> 1,00 Vrms {Ue = Racine(Pe * Re)}

    Le pont diviseur :
    Ud = Ue * R2 / (R1 + R2) -> Ud = 1 * 4700 / (1800 + 4700) = 0.723

    Le Gain du TPA2012 est de 8V/V soit une tension en sortie d'ampli de U = 0.723 * 8 = 5,785 Vrms
    (typiquement là c'est faut d'un point de vue pratique).

    Puis en sortie de transfo : U = 5.785 * racine(600/150) = 11,569 Vrms et donc une puissance de 0.223W.

    Néanmoisn j'ai faut quelques part mais je ne sais pas où.

  19. #14
    Tropique

    Re : Etude amplificateur Audio classe D

    Tu fais les choses à l''envers, si tu veux 0dBm/600 ohms en sortie il faut partir de là.

    En fait puisque tu as déjà 20x la puissance nécéssaire en entrée, il ne faut pas un ampli mais un atténuateur, combiné au transfo ad hoc pour avoir le bon niveau et la bonne impédance en sortie.

    Accessoirement, je me demande comment tu ferais pour avoir 5.7Vrms en sortie avec une alim de 5V....

    Si tu tiens absolument à mettre des amplis, ceux ci sont bien mieux adaptés, ils sont propres, consomment une misère, et sont des AOPs, donc flexibles pour le gain.
    Ils viennent du même faiseur que ton TPA:
    http://www.ti.com/lit/gpn/lme49726
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  20. #15
    Sangfeust

    Re : Etude amplificateur Audio classe D

    Citation Envoyé par Tropique Voir le message
    En fait puisque tu as déjà 20x la puissance nécéssaire en entrée, il ne faut pas un ampli mais un atténuateur, combiné au transfo ad hoc pour avoir le bon niveau et la bonne impédance en sortie.
    Cela répond en grande partie à ma question, car je n'ai pas fait ce design, mais je dois le vérifier afin de voir s'il n'y a pas d'erreur.
    Hors pour moi il y en a, mais il me manque la justification PHYSIQUE. Néanmoins je pense aussi qu'il faut un atténuateur et non un amplificateur.

    Citation Envoyé par Tropique Voir le message
    Accessoirement, je me demande comment tu ferais pour avoir 5.7Vrms en sortie avec une alim de 5V....
    Ben oui justement moi non plus je me demande ou je foire ...

    La chaine c'est : alc655 puis le schéma en premier lien avec le TPA2012D2 puis le A262A2E.
    Hors avec cette chaine je pense qu'il est impossible d'avoir les 600Ohms 0dBm...

    Je garde en tout cas ta solution pour l'étudier.

  21. #16
    polo974

    Re : Etude amplificateur Audio classe D

    Je me demande d'ailleurs si en entrée, c'est pas 50mV...

    Enfin pour l'impédance d'entrée (au capas de liaison près), il faut la mettre en // avec la 4.7k pour calculer le pont diviseur.
    Jusqu'ici tout va bien...

  22. #17
    Sangfeust

    Re : Etude amplificateur Audio classe D

    Merci polo974 pour le calcul en parallèle, j'ignorait ce détail.

    Pour les valeurs d'entrée je joint la fiche technique de ce qui sort du ALC655.

    Cela amène une question, comment faire évoluer la valeur de sortie en fonction de l'impédance? Puisque toute les datasheet donne une puissance en fonction d'une impédance, peut on calculer les valeurs de tension et courant MAX en fonction de l'impédance théorique et adapté la puissance finale en fonction de l'impédance.
    Exemple :
    50mW sous 20 Ohms.
    U = Racine(P * R) donc on trouve 1Vrms soit 0,05A.
    Si on met 100 Ohms (valeurs au hasards) qu'est ce qui change? La puissance reste identique ou bien est la tension qui reste identique?

    Merci.
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