Adaptation d'impédance

invite1974f363 · 31/08/2021, 10h12

Bonjour à tous,

Je suis débutant en électronique et je suis en train d'étudier les schémas d'amplification pour hauts-parleurs.
J'ai une question assez générale (je n'ai pas encore dessiné de circuit). Pour amplifier un signal audio, j'avais dans l'idée de commencer par amplifier la tension du signal avec un transistor NPN. Mais, si je connecte la sortie de ce transistor directement sur le haut-parleur faible impédance, la tension de mon signal va, j'imagine, s'écrouler.
Donc, si je veux adapter la sortie de mon ampli à l'entrée de mon haut-parleur pour que ce dernier puisse tirer tout le courant qu'il veut, j'avais pensé à mettre un montage Darlington pour avoir une très grande impédance d'entrée et une impédance de sortie faible.
Première question : cela est-il pertinent?
Deuxième question : j'ai vu sur un vieux bouquin qu'il était possible de réaliser ce genre d'adaptation en utilisant un transformateur. Je ne parviens pas à comprendre les avantages et inconvénients de chacune de ces solutions.
Enfin, existe-t-il des transformateurs genre CMS tout prêts pour ce genre d'applications?

Merci beaucoup!

**Patrick_91** · 31/08/2021, 11h24

Bonjour,
Pour un amplificateur BF sortant sur haut parleurs , il n'y a pas d'adaptation d'impédance a faire. Il faut ramener au collecteur (ou a l'émetteur en fonction du montage) l'impédance de charge nécessaire à l'obtention de l'amplitude maximale (sans distorsion .. ou presque) .
Une adaptation d'impédance de sortie du montage à celle des haut parleurs serait improductive car la disspation (pertes en puissance) au niveau de l'élément actif serait égale à la puissance absorbée par les haut parleurs ...
Bilan dégà, un rendement de 50% maxi .... un bon amplii en classe (A)B donne théoriquement seulement pi/4 (78,5%) et donc avec ton adaptation d'impédance , cela divise le rendement par un facteur 2, au moins , soit : moins de 40% ....
De plus dans ce cas la dissipation d'énergie calorifique par l'élément de puissance oblige a surdimensionner inutilement celui ci ....
Le mieux est de ne pas utiliser de transformateur et de calculer le circuit pour la puissance voulue en ajustant la tension d'alimentation et aussi le schéma (push-pull de simple trans ou de darlington ... etc etc )
A plus

**Patrick_91** · 31/08/2021, 11h30

Hello,
Pour compléter, il faut que l'impédance de sortie du montage soit très élevée par rapport à la charge, soit très faible, dans les deux cas celle ci devient négligeable et c'est bon pour le rendement ..
A plus

invite1974f363 · 31/08/2021, 11h33

Bonjour,

Merci pour votre réponse.
Si je comprends bien, l'idéal serait donc de conserver l'idée d'un montage à transistor NPN simple pour amplifier la tension, puis de mettre un darlington pour que le haut-parleur puisse tirer le courant dont il a besoin?
PS : qu'entendez-vous exactement par "ramener l'impédance de charge au collecteur"?

Merci!

A voir en vidéo sur Futura · Aujourd'hui

invite1974f363 · 31/08/2021, 11h35

"il faut que l'impédance de sortie du montage soit très élevée par rapport à la charge"
Je ne comprends pas cette phrase : je pensais que si la sortie de l'ampli est à haute impédance et la charge à faible impédance, la tension allait s'écrouler sur la charge. Pourriez-vous m'éclairer?

Merci!

**Patrick_91** · 31/08/2021, 11h49

Hello,

Sauf qu'un montage a NPN simple devra fonctionner avec un point de repos (imax/2) important, avec capa de liaison vers le haut parleur, le rendement sera de 25%
maxi ....
En le faisant fonctionner en classe B sur une seule alternance , avec un transformateur de sortie cela commencera a etre mieux, avec un transfo torique faut voir.
la mission du transfo, dans ce cas est d'abaisser l'impédance de charge (hp 8 Ohms par exemple) avec un rapport de transformation de 4 ou 5 cela baisse la valeur de la charge entre 16 et 25 , ce qui est couramment utilisé. Les calculs , forcément tiendront compte de la tension d'alimentation du montage .
Bine sur les montages sans transfo seront les plus performants en rendement et bande passante .. .(amplis analogiques)
A plus

**Patrick_91** · 31/08/2021, 12h02

Hello,

"il faut que l'impédance de sortie du montage soit très élevée par rapport à la charge"

tout dépend de la valeur de la charge (HP) et du montage ...
Exemple un ampli a tube, l'impédance de charge présentée par le montage est de forte valeur par exemple 30kOhms , le montage se comporte en générateur de courant, l'idéal serait une impédance infinie ....
Ampli à transistor , monté en générateur de tension (impédance faible) dans ce cas l'idéal serait une impédance interne nulle ....
A plus

**paulfjujo** · 31/08/2021, 12h39

bonjour

Transfo CMS !! pour de la BF ! .. non compatible avec le domaine de fréquence aussi bas.
..mais je n'ai pas tout vu !

Ampli Push pull avec transfo ( utilisé dans les premiers postes de radio à transistor)

sinon, sans transfo
un ampli avec transistors complementaires en sortie , et couplage capacitif avec le HP...
en reactualisant les transistors employés.

**penthode** · 31/08/2021, 12h41

et même sans couplage à condo avec une alim symetrique

structure archi courante

invite1974f363 · 31/08/2021, 12h54

Bonjour,

Merci à tous pour vos réponses. Je vais regarder en détails les différentes schémas. Mais y a-t-il un avantage notable à utiliser un transfo?
Penthode, quand vous dites structure sans condo avec une alim symétrique, j'imagine que l'alim symétrique permet de délivrer au HP un signal oscillant autour de zéro, sans offset? Car sans alim symétrique, je comprends que le condensateur sert à virer l'offset qui est nécessaire pour que les différents transistors fonctionnent en alim positive uniquement?

Merci beaucoup

**penthode** · 31/08/2021, 13h55

il n'y a plus d'amplis BF à transfo sauf applis trés spéciales

oui pour le reste

**calculair** · 31/08/2021, 14h22

bonjour,

L'expérience montre que pour les petites puissances, de l'ordre de 1 W avec un transistor de sortie; le transfo permet de mieux adapter l'impédance de charge du transistor.

Pour des puissances supérieures Quelques Watts à plusieurs dizaines de Watts les montages symétriques sont plus adaptés.

Le problème pour les puissances faibles est de fournir une puissance suffisante au HP tout en restant dans les conditions de fonctionnement linéaire du transistor.

Avec une charge de 100 Ohms dans le collecteur et un courant max de 50 mA cela implique une excursion de tension de 100 x 0,05 = 5 V

Cela veut dire que si la tension mini Emetteur /collecteur est de 2 V la tension min du collecteur est de 2 V

La tension de repos 2V + 5 V = 7 V

La tension max 7 V + 5 V = 12 v

La puissance disponible 5 / racine 2 ( tension crête / racine de 2 pour avoir la tension efficace ) = 3,5 V

P = V**2 /R =. 3,5 x 3,5 / 100 = 0,150 W

Pour exciter correctement HP un petit transfo dans ce cas est bien adapté .

Vous verrez on est vite limiter par la tension d'alimentation et le courant disponible.

invite1974f363 · 31/08/2021, 15h34

Bonjour et merci pour les réponses.

Calculair, auriez-vous un petit schéma pour illustrer vos propos? J'en demande beaucoup, je le sais! Mais j'avoue être un peu perdu.
Ensuite, quand vous dites "montage symétrique", il s'agit d'un montage à alimentation symétrique? D'un montage à base de push-pull?
Enfin, finalement, est-ce que l'utilisation d'un darlington à la sortie d'un ampli classe b vous paraît pertinente?
Merci

**Patrick_91** · 31/08/2021, 18h42

Hello,
Un Darlington seul ? ou un push-pull de Darlington complémentaires ? le montage Darlington offre l'avantage de compenser le faible gain du transistor de puissance (sortie).
La classe d'amplification "B" est en général associée a une polarisation constante de façon a ce que la distorsion de raccordement des sinusoidales soit atténuée .. c'est plutôt la classe AB
A plus

**calculair** · 31/08/2021, 19h48

Bonjour;

Je te propose ce petit cours introductif . Comme cela tu sauras mieux ce que tu faits :

https://www.technologuepro.com/cours...-bipolaire.pdf

Envoyé par Jeanrfid

Bonjour et merci pour les réponses.

Calculair, auriez-vous un petit schéma pour illustrer vos propos? J'en demande beaucoup, je le sais! Mais j'avoue être un peu perdu.
Ensuite, quand vous dites "montage symétrique", il s'agit d'un montage à alimentation symétrique? D'un montage à base de push-pull?
Enfin, finalement, est-ce que l'utilisation d'un darlington à la sortie d'un ampli classe b vous paraît pertinente?
Merci

invite1974f363 · 02/09/2021, 10h24

Bonjour et merci pour vos réponses.

Je commence à y voir plus clair! J'ai une question de compréhension toujours : j'ai étudié les schémas d'amplification à base de push-pull mais je comprends qu'un de leurs inconvénients est qu'il faut trouver deux aop avec exactement le même gain pour avoir un signal vraiment "propre". Du coup, est-ce qu'il existe des alternatives à ce genre de montages (émetteur commun suivi d'un push-pull) pour avoir le même genre d'amplification de puissance mais sans les inconvénients cités précédemment?

Merci!

**penthode** · 02/09/2021, 10h38

les schémas d'amplis , c'est pas ce qui manque !

https://sites.google.com/site/franci...ur/6-9-schemas

invite1974f363 · 02/09/2021, 11h23

Effectivement, mais la plupart de ces schémas font appel à des push-pull. Or, il me semble difficile de trouver deux transistors avec des gains rigoureusement identiques... Donc, si je veux que mon alternance positive et négative soient exactement les même, comment faire? Est-ce qu'utiliser deux transistors intégrés dans un CI suffit à assurer un gain identiques pour les 2? Ou bien faut-il trouver un schéma tout intégré d'ampli de puissance dans un CI?

Merci!

**antek** · 02/09/2021, 11h42

Les transistors se vendaient par deux "appariés", vérifier chez un fournisseur.

**penthode** · 02/09/2021, 11h56

tous ce circuits sont contre réactionnés....

donc les dispersions de transistors sont compensées

sinon aucun ampli ne fonctionnerait !

inutile de te mettre la rate au bourt-couillon...

sinon il existe des circuits d'ampli excellent genre tda 7294

invite1974f363 · 02/09/2021, 13h01

La contre-réaction suffit à compenser les variations de gain d'un transistor à l'autre?

**penthode** · 02/09/2021, 13h31

les amplis à transistors fonctionnent au moins depuis 50 ans
(date du circuit RCA avec ses 2N3055)

ils ne t'ont pas attendu

invite1974f363 · 02/09/2021, 14h18

Bien sûr! Seulement quand je calcule la tension de sortie aux bornes d'une charge en sortie d'un push-pull, je tombe sur Vs = bêta * Rload * ib.
Donc, si je regarde chaque transistor indépendamment, je vois que l'alternance positive dépend du gain du transistor du haut, tandis que l'alternance négative dépend du gain du transistor du bas. Donc, si mes deux gains sont différents parce que les gains des transistors ne sont pas identiques de l'un à l'autre, alors je me dis que l'alternance positive risque d'être légèrement différente de l'alternance négative en amplitude... et ce quelle que soit la contreréaction! non?

**penthode** · 02/09/2021, 15h33

ton calcul est ARCHI faut : revois les bases , notamment le comportement du montage COLLECTEUR COMMUN

qui n'apporte pas de gain en tension !

invite1974f363 · 02/09/2021, 15h59

Ben ouais c'est bien ce que j'avais cru comprendre! Mais j'arrive aux mêmes résultats qu'eux alors, finalement, je me dis que je ne comprends rien.......
Sans titre2.jpg
Sans titre.jpg

Un truc évident doit m'échapper! Sauriez-vous me dire quoi? Car j'ai l'impression de ne plus rien comprendre... Merci!

**Antoane** · 02/09/2021, 16h21

Bonjour,

Envoyé par Jeanrfid

Bien sûr! Seulement quand je calcule la tension de sortie aux bornes d'une charge en sortie d'un push-pull, je tombe sur Vs = bêta * Rload * ib.

La contre-réaction a justement pour but de faire en sorte (de manière plus ou moins directe) que les courants de base ib aient exactement la bonne valeur pour que la tension de sortie soit correcte. Les ib des deux transistors de sortie ne sont pas identiques.
De manière simplifiée, la contre-réaction est un circuit qui compare la tension de sortie et celle d'entrée : si la première est trop petite alors le circuit de contre-réaction va faire augmenter la tension de sortie, en augmentant le Ib (de manière plus ou moins directe) du transistor du haut. Sinon elle fera diminuer Ib.

**Patrick_91** · 02/09/2021, 18h56

Hello,
Le montage push-pull amélioré avec transistors complémentaires du post #25 n'est absolument pas impacté par la différence de gain des deux transistors.
Tout deux sont montés en Emetteur suiveur à gain unité ...
En règle générale les bonnes implémentations électroniques s'affranchissent autant que possible des carractéristiques extrêmes des composants utilisés. Si non, dans le cas d'amplis pour suivre notre exemple , môme en petite série ceux ci ne seraient pas également reproductibles ..
Par ailleurs ce montage, pour revenir au sujet, aura une impédance de source tres faible vis a vis de la charge (un HP 4 ou 6 Ohms).
A plus

invite1974f363 · 03/09/2021, 10h06

Merci pour ces réponses. Je comprends parfaitement tout ça sur le principe, mais je ne comprends plus le calcul, qui dit l'inverse. Si le calcul est faux, sauriez-vous me dire à quel endroit?
Merci d'avance

**penthode** · 03/09/2021, 10h37

moi j'vois un calcul qui donne un gain en tension pour un étage suiveur (collecteur commun)

donc ce calcul est faut , il faut revoir les bases

**Patrick_91** · 03/09/2021, 11h23

Hello,

Oui montage en collecteur commun (suiveur) il n'y a pas de gain, celui ci vaut 1.
Ceci est vrai lorsque chaque transistor a un gain >> 1 bien sur .
A PLUS

Adaptation d'impédance