Bonne Musique avec les Transistors
Oui, je vous le promets,
avec un ampli
Classe A
Le transistor lorsqu'il fonctionne en "classe A", correctement, présente un taux de distorsion infiniment faible.
Avec quelques composants de bonne qualité et bien vérifiés, il est facile pour l'amateur de fabriquer un ampli classe A à transistors.
Simplement 4 transistors par voie ! un montage à 4 transistors par voie c'est simple à construire.
Et l'on obtient des résultats étonnants. Une définition extrême comme avec des tubes, mais avec toutefois un son moins chaud et plus impersonnel. Et même à puissance moyenne (5W) une prédominance légère de l'harmonique paire, comme les lampes.
MAIS:
l faudra des composants de bonne qualité, et des transistors de sortie appariés.
L'alimentation doit être surdimensionnée.
Les radiateurs seront énormes (grande surface!)
Il n'est plus question de puissance sonore, disons 20 watts maxi par canal. Ce qui est largement suffisant pour écouter dans un salon ou une chambre à coucher.
L'ampli chauffe beaucoup, comme tous les amplis classe A. En hiver, quand dehors il fait -15°C, c'est pratique, cela ajoute du chauffage, rien n'est perdu. En été, quand il fait déjà plus de 30°C utilisez donc un autre ampli "froid"........(par exemple des MosFet en classe B, c'est aussi très bon).
L'ampli est gros, lourd et encombrant.
Je me suis inspiré pour fabriquer cet ampli d'un article paru dans le HAUT PARLEUR N° 1291, ainsi que d'un article paru dans LED à propos du kit LED 2C. (très anciens, j'ai construit en octobre 1990). J'ai fait une synthèse des deux schémas. Le kit LED 2C m'est apparu très bien, mais j'ai préféré fabriquer mon boîtier avec des radiateurs plus conséquents. Et j'ai beaucoup puisé dans l'article du "HP" lui même déjà inspiré d'une publication de la revue Wireless World.
Fabrication.
Généralités:
Les transistors de puissance sont des 2N3055, bien connus. Mais il faudra apparier, c'est à dire avoir un gain le plus identique possible entre les deux transistors de sortie.
Le driver déphaseur est TIP 31C ou 2N5294. gain beta 40.
Le driver BC 327 (le mien car chaque transistor de ce type a un gain varié) a un gain de 280: D'autres transistors PNP de petite puissance conviennent, par exemple:
|
PNP |
Gain |
Volts |
I (mA) |
|
2N3906 |
50…150 |
40 |
200 |
|
2N4037 |
50…250/150 |
60 |
1000 |
|
2N5087 |
150…500/100 |
50 |
100 |
|
BC143 |
40(>20)/300 |
60 |
1000 |
|
BC327 |
100…630/100 |
45 |
800 |
Pour le condensateur de filtrage d'alimentation, il faut au moins 15000 µF 63V. En parallèle ajouter 0.1 µF.
Le transformateur d'alimentation est un torique 2 * 35 V, 220 VA. Le secondaire possède un fusible T de 8A.
Le primaire secteur 220 V possède un fusible T 1,6A.
La particularité des transformateurs toriques est de manifester un très fort appel de courant à l'allumage. |
Chaque ligne alimentant les transistors de puissance possède un fusible T 1,6 A.
La partie régulée de l'alimentation possède également un fusible T de 250 mA.
Dans un ampli classe A le taux de distorsion diminue avec la puissance dissipée (pas de distorsion de croisement, donc moins on donne de puissance moins on a de la distorsion). Dans un ampli classe B la distorsion augmente à faible niveau, ainsi d'ailleurs qu'à forte puissance. Le classe A est donc l'ampli idéal pour l'écoute en chambre ou dans son bureau. Une puissance dissipée moyenne de 1 à 5 W par voie suffit à sonoriser une chambre ou un bureau et 10 watts/voie suffisent à sonoriser un grand salon.
Le transistor PNP BC327 est à faible bruit il amplifie en tension.
La résistance ajustable de 1 Kohm règle courant de repos.
La résistance ajustable de 47 Kohms règle la symétrie du signal. On injecte un signal en dents de scie et si l'écrêtage n'est pas symétrique on ajuste.
J'ai bridé et réglé le courant de repos à 1,1 A. Ainsi l'appareil peut fonctionner en continu, les radiateurs énormes sont à une température de 45°C (pour une température extérieure de 20°C) ce qui est très normal. Dans un ampli classe A il faut toujours régler de façon à éviter l'emballement thermique.
Schéma de principe:
Comme vous voyez ce n'est pas compliqué.
Schéma approchant :
Une douzaine de résistances.
Une dizaine de condensateurs.
4 transistors.
Le vrai schéma :
Tel que je l'ai réalisé : Grand format, cliquer l'image pour agrandir.
Cliquer pour agrandir
Pratique:
Voici la platine d'un élément d'ampli (1 voie). J'ai gravé à
l'anglaise (avec une mini fraise boule genre Maxicraft) et
j'ai disposé les composants directement sur les pistes. Cette
manière de faire est la plus facile que je connaisse. Ensuite
on pulvérise un vernis ad'hoc pour isoler. (qualité compatible
soudure)
Il va de soi que les habitués concevront et graveront un circuit imprimé classique.
Le condensateur d'entrée est blindé avec de la tôle étamée. La ligne d'arrivée est blindée.
Les fils qui vont au transistors de puissance passent derrière la platine pour rejoindre le radiateur. La plaque de circuit imprimé est en double face ce qui fait un blindage total par la couche de cuivre arrière reliée à la masse.
Tous les écrous reçoivent une goutte de vernis à ongle, pour éviter le déblocage....J'ai oublié de signaler cet emprunt à mon épouse. Chutt ! Prière de ne pas "cafarder".
Ici vous remarquez (à droite contre un condensateur chimique
bleu marine) le potentiomètre bobiné de 330 ohms qui sert
à régler l'intensité de repos.
Vue d'un côté. Les radiateurs (1 voie). En classe A les
radiateurs sont surdimensionnés. Le collecteur des transistors
est enduit de graisse silicone blanche pour faciliter la
dissipation. Vous pouvez les masquer avec une petite
cage grillagée peinte en noir. C'est plus
esthétique.
Vue de dessus, l'alimentation est séparée par un espace
important des platines amplificatrices, pour éviter toute
influence. (champs magnétiques, encore que les transfos
toriques ne rayonnent pas, c'est ce que j'ai lu).
Vue par l'arrière.
Pour faire la caisse J'ai utilisé des plaques d'aluminium épaisses, de la cornière d'aluminium et des "fers plats" d'aluminium.
Ce qui ne doit jamais être démonté est riveté avec des rivets Pop. Tout le chassis est la masse et à la terre du secteur.
Outillage:
Voltemètre, ampèremètre (continu), générateur BF, oscilloscope, perceuse, étau, limes.
Composants:
Tous les composants sont courants.
Sauf peut-être les énormes radiateurs. On peut trouver dans des surplus ou dans de vieilles alimentions informatiques qui délivraient du 5 volts sous forte intensité.
MISE SOUS TENSION ET REGLAGES
On enlève les fusibles de chaque canal.
On place un fusible dans son portefusible après avoir chargé la sortie correspondante de l'amplificateur classe A avec une résistance de 8 ohms (puissance environ 30 watts !).
Vérifier la tension entre le (+) du condensateur de sortie vers le HP et la masse, elle doit être égale à la moitié de la tension d'alimentation. Si non, agir sur les ajustables 47 Kohms suivant le canal mis sous tension.
Insérer un ampèremètre dans le circuit et régler le courant de repos à 1 ampère avec l'ajustable de 1 Kohms suivant le canal. On reprend ces deux mêmes réglages (tension et courant) sur le deuxième canal. On peut alors vérifier le fonctionnement de l'amplificateur classe A en injectant un signal sinusoïdal à 1 kHz au niveau des prises CINCH et en connectant un oscilloscope aux bornes de la charge.
Si l'écrêtage n'est pas symétrique, on peut retoucher les ajustables 47 Khoms.
Avec un courant de repos de 1,5 ampère par canal les résultats sont puissance max. à 1 kHz: 2 X 21 W efficaces (sur charge de 8 ohms). J'ai réglé à 1,1 A ayant assez de puissance et pour diminuer l'échauffement.
Principe de la symétrie :
On injecte à l’entrée de l’ampli un signal en dents de scies (c’est avec les dents de scie que les défauts se remarquent le plus facilement) allant progressivement jusqu’à 0,75 volts d’amplitude, crête à crête.
On regarde à l’oscillo la forme du signal de sortie dans une charge résistive de 8 ohms (impédance habituelle par ex.). Cette charge composée de résistances de puissance, doit pouvoir supporter la puissance de l’ampli.
On commence toujours par un signal à 1 Khz, puis facultativement on peut essayer d’autres fréquences.
Que doit-on voir ?
Le signal de sortie doit être le même que le signal d’entrée, sauf pour son amplitude.
Il doit être symétrique, c’est dire identique en dessus et en dessous de l’abscisse. Cas : A.
A un certain moment le signal s’écrête car la puissance de l’ampli est dépassée.
Cet écrêtage doit toujours être symétrique. Cas : B.
Si l’écrêtage est dissymétrique il faut corriger le défaut. Cas C.
Bonne chance !
Documents annexes :
Pour réaliser cet ampli je me suis inspiré de 2 sources :
Un article du Haut Parleur de Janvier 1971 Cliquer
Un article de la revue LED (date ignorée)
FIN MAJ 13 Juin 2015 (Mobile Friendly) Mis à jour le 7 Décembre 2015.