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Un amplificateur Hi-Fi à tubes.
Un amplificateur audio est un amplificateur
électronique conçu pour amplifier les signaux
audio de faible puissance provenant d'un dispositif de capture
(microphone,
instrument
de musique) ou de stockage (magnétophone,
lecteur CD,
etc.) afin de pouvoir alimenter une enceinte.
Fonctionnement [modifier]
Article détaillé :
Amplificateur
électronique.
Vue de l'intérieur d'un amplificateur Hi-fi intégré
La plupart des amplificateurs fonctionnent « à
gain fixe », c’est-à-dire que le rapport
d'amplification entre le signal d'entrée et le signal de
sortie est constant. Le niveau du signal d'entrée doit
alors être ajusté par un ou plusieurs étages
pré amplificateurs, afin d'éviter la saturation de
l'ampli. Ces étages ont un gain réglable, ils
permettent d'ajuster le niveau du signal avant son
amplification, donc le volume final. On peut trouver un réglage
de gain séparé pour chaque canal d'amplification.
Souvent, on verra une échelle abstraite de 0 à 10
(ou de -∞ à 0 qui indique l'atténuation en
décibels
du signal avant son amplification).
Un amplificateur audio fonctionne toujours sur le même
principe :
Une alimentation est chargée
de fournir des tensions
symétriques
en courant
continu ,
Ces courants sont modulés
à l'image de l'entrée audio, par les pré
amplificateurs éventuels et les étages de
sorties,
Le signal amplifié est envoyé.
L’alimentation
[modifier]
L'alimentation d'un ampli a un seul et unique but :
fournir des tensions stables sous des courants variant
fortement. La valeur de cette tension dépend de la
puissance maximale de l'amplificateur ainsi que l'impédance
de l'enceinte (par exemple : des tensions symétriques
de +-64V pour un ampli pouvant délivrer 500W sous 4Ω).
Pour obtenir ces tensions,
il est possible d'utiliser un transformateur
qui convertit directement la tension secteur vers les tensions
souhaitées (suivi d'un redressement et d'un filtrage) ou
une alimentation
à découpage. Les alimentations à
découpages sont devenues moins chères que les
alimentations à base de transformateur, mais elles
génèrent des parasites
HF qui dégradent
le rendu sonore de l'amplificateur.
Classes d'ampli [modifier]
Article détaillé :
Classes
de fonctionnement d'un amplificateur électronique.
Vue des zones ou le signal est utilisé pour les
différentes classes d'amplificateurs.
Les circuits amplificateurs sont classés dans les
catégories A, B, AB et C pour les amplificateurs
analogiques,
et D ou E pour les amplificateurs à découpage.
Classe A : il utilise 1 seul transistor
(polarisé) ou tube pour amplifier le signal; il est très
fidèle mais utilisé surtout dans le cas
d'amplifications de faibles puissances, nécessitant de
la précision (préamplis, lecteurs CD, etc.). Cet
ampli a tendance à chauffer et consomme même
lorsque son signal d'entrée est nul;
Classe B : il utilise 2 transistors en
« push-pull » : l'un pour traiter
l'alternance positive, l'autre l'alternance négative du
signal. Il a l'avantage de beaucoup moins chauffer. Ces amplis
ont l'avantage de très peu consommer lorsque le signal
d'entrée est nul et l'inconvénient de distordre
le signal à faible intensité;
Classe D : Utilisé surtout lorsque
les éléments actifs de puissance fonctionnent en
régime bloqué ou saturé, son principe de
fonctionnement est différent : les composants
actifs de puissance génèrent un signal
rectangulaire de fréquence élevée par
rapport au signal d’entrée et dont le rapport
cyclique est proportionnel au signal à amplifier
(modulation
de largeur d'impulsion). Un filtre passe-bas placé
en sortie ou la simple inertie de la charge permet de ne
conserver que les composantes spectrales correspondant aux
basses fréquences du signal. En fait, l'ampli classe D
fonctionne un peu comme un hacheur,
en tout ou rien. La valeur de sortie possède donc soit
la valeur maximum, soit 0V. La puissance moyenne représente
le signal audio. Il suffit de mettre un filtre passif passe-bas
pour enlever les hautes fréquences. Le problème
est que la commutation, pour être inaudible, doit se
faire au-dessus de 20 kHz. L'ampli classe D est souvent
utilisé pour les subwoofers car la bande passante est
faible (120 Hz maximum), il est petit et chauffe moins. En
fait, l'efficacité de la classe D est supérieure
à la classe A, B, et AB. La qualité peut-être
excellente, mais cela implique une fréquence de
commutation élevée et un très bon filtre.
Du fait que le composant actif y fonctionne toujours soit à
courant nul, soit à chute de tension minimale, son
échauffement est très réduit, les pertes
d'énergies étant reportées dans les
connexions et dans les filtres, ainsi que son rendement
important, la classe D est un candidat idéal pour les
applications nomades, par exemple les autoradios utilisent
généralement une topologie en classe D;
Classe G : c'est une variante de l'ampli de
classe A : il a 2 alimentations, une avec une faible
tension et un autre avec une plus forte tension. Lorsque les
signaux sont de faibles amplitudes, l'ampli (de classe A) est
connecté à la petite alimentation et lorsque le
signal est fort, l'ampli est connecté à la grosse
alimentation;
[1]
[2],[3].
Les branchements [modifier]
La plupart des amplificateurs fonctionnent avec deux entrées
symétriques mono et saturent entre 3 et 5dBV
(en Jack
6.35 femelle ou en XLR
femelle).
Les entrées, symétriques ou asymétriques,
sont de plusieurs types :
Comparaison des différents connecteurs d'entrées
Connecteur Avantage inconvénient Jack
6.35
XLR femelle
Simplicité de la
connexion
Loquet de sécurité
pour éviter un débranchement intempestif
pas de court-circuit à
la connexion
Robuste
RCA
asymétrique
Les sorties, asymétriques, sont de plusieurs types :
Comparaison des différents connecteurs de sortie
connecteur avantage inconvénient Jack
6.35
permet le branchement par
erreur d'un câble micro
Peut être retiré
trop facilement
Crée un court-circuit temporaire lors de la
connexion
XLR mâle
Simplicité de la
connexion
Loquet de sécurité
pour éviter un débranchement intempestif
pas de court-circuit à
la connexion
Robuste
Permet le branchement par erreur d'un câble micro
Bornier
Évite les erreurs avec
les câbles micro
Généralement, système de fixation à
vis pour éviter un débranchement intempestif
Speakon
femelle
simplicité de la
connexion
loquet de sécurité
+ 1/4 de tour pour éviter un débranchement
intempestif
pas de court-circuit à
la connexion
robuste
peut recevoir jusqu'à 4 fils (1+.1-.2+.2-)
