Amplificateurs à tubes
Premiers amplificateurs à transistors
Push pull

Les premiers amplificateurs à transistors ont été utilisés dans les radios portatives. Les amplificateurs single ended (comme dans les radios à lampes) n'étaient que peu utilisés car ils avaient un très faible rendement et donc vidaient les piles très rapidement.
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Les premiers transistors présentaient des caractéristiques médiocres et ne pouvaient dissiper qu'une puissance maximale de 100mW, suffisante pour alimenter un écouteur en montage single ended. Pour alimenter un haut-parleur, on utilisait un amplificateur push-pull. Grâce à son fonctionnement en classe AB, sa consommation à puissance réduite était faible, ce qui prolongeait l'autonomie des piles.

Comme pour les tubes électroniques, les amplificateurs push-pull pouvaient être utilisés en série et en parallèle.

Push pull parallèle

Le montage push-pull parallèle était le plus courant, aussi bien pour les amplificateurs à tubes que pour les transistors. Dans les amplificateurs à transistors, on n'utilisait pas de déphaseur transistorisé, mais un transformateur inter-étage, comme dans les tout premiers amplificateurs de forte puissance à lampes. Il fallait utiliser deux transformateurs, ce qui, comme pour les amplificateurs à tubes, nuisait à la qualité sonore. Cependant, ces premiers postes de radio portatifs ne captaient que la bande AM, et la qualité sonore limitée ne posait pas de problème majeur.

Le premier circuit représente l'amplificateur audio typique d'un portatif, avec un OC71 en préamplificateur, un autre OC71 en étage de pilotage et deux OC72 en étage de sortie. Un OC72 pouvait dissiper jusqu'à 125mW, contre 12W pour un EL84 utilisé dans les postes de radio à lampes. Les transformateurs étaient de petite taille car la puissance délivrée était limitée.

Il était possible de connecter un casque à l'étage de pilotage (commuté par SK3). La bande passante était également limitée: le petit haut-parleur ne pouvait pas reproduire les basses fréquences et, en raison de la modulation d'amplitude, la bande passante était limitée à 4,5kHz.



On pouvait se passer du transformateur de sortie en utilisant un haut-parleur spécial à prise centrale. À l'époque, le fabricant produisait lui-même tous les composants nécessaires (à l'exception des transistors et de quelques pièces spécifiques), si bien que fabriquer son propre haut-parleur pour une radio ne posait aucun problème.

Ce haut-parleur devait cependant présenter une impédance adaptée afin d'avoir le meilleur transfer de puissance (ici, deux fois 130Ω). Avec une impédance correcte, on pouvait délivrer une puissance suffisante, en l'occurrence 300mW avec une distorsion supérieure à 10%.



Un haut parleur avec trois fils de branchement était plus cher qu'un haut parleur normal. Déjà à cette époque on recherchait les solutions les moins chères...

Push pull série

La solution était ici aussi le push pull série. La solution envisagée avec des transistors correspondait parfaitement au circuit de principe avec des lampes, mais l'ampli à lampes pouvait se passer du transformateur intermédiaire.





On constate clairement que les deux transistors sont montés en série pour l'alimentation. Au lieu de relier le haut-parleur à la masse via un condensateur électrolytique, il est ici connecté à la moitié de la tension d'alimentation: le circuit théorique à lampes correspond parfaitement au circuit pratique à transistors.

Ce circuit à transistors fonctionne bien et offre généralement une meilleure qualité sonore qu'un amplificateur push-pull à deux transformateurs. Ce circuit est si performant qu'il a continué d'être utilisé même lorsque les radios ont pu recevoir la bande FM.



La radio de gauche est un exemple typique de cette époque: elle capte les bandes AM et FM (antenne ferrite et fouet). On ne distingue qu'un seul transformateur, le transformateur intermédiaire.

Le haut-parleur possède une impédance adaptée de 50Ω et, avec une tension d'alimentation de 9V, il délivre une puissance maximale de 200mW. Ses caractéristiques sont précisément adaptées à la puissance que l'amplificateur peut fournir.

Les transistors ne sont plus les anciens transistors au germanium dans un boîtier métallique, mais des transistors au silicium dans un boîtier plastique.

Par la suite, la fabrication de transistors complémentaires est devenue possible, rendant le transformateur intermédiaire superflu. L'amplificateur à transistors, tel que nous le connaissons aujourd'hui, est un montage push-pull série: le transistor de puissance NPN est connecté à l'alimentation positive et le transistor PNP à l'alimentation négative.

Plus d'informations:
Les premiers amplificateurs à transistors et
les premières radios totalement transistorisées.

Pendant le passage des amplificateurs à lampes aux amplificateurs totalement transistorisés

A l'époque où les radios portatives (à transistors) sont apparues sur le marché, on dépendait encore des lampes pour obtenir une puissance élevée (c'est-à-dire supérieure à un watt). Les amplificateurs à lampes commerciaux étaient généralement des amplificateurs push-pull parallèles à haut rendement.

Cependant, certains fabricants ont opté pour l'amplificateur push-pull série, qui délivrait une puissance moindre, mais offrait une meilleure qualité audio. Généralement, aucun transformateur de sortie n'était nécessaire, on utilisait plutôt des haut-parleurs de 800Ω (comme ceux des téléviseurs et radios haut de gamme).

C'est toujours le cas des amplificateurs à lampes aujourd'hui:

  • Les amplificateurs push-pull parallèles sont les amplificateurs standards capables de délivrer une puissance de sortie relativement élevée (10 à 100W),

  • Les amplificateurs push-pull série qui délivrent une puissance de sortie plus faible (3 à 10W) mais sont plus faciles à fabriquer (pas de transformateur de sortie push-pull coûteux, mais un transformateur d'adaptation de 100V).

  • Et puis il y a les amplificateurs single ended qui sont beaucoup trop chers, ne peuvent fournir qu'une faible puissance de sortie (généralement pas plus de quelques watts) et produisent beaucoup de distorsion harmonique.

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