Mesure de la bande passante avec un multimetre avec un balayage des fréquences (sweep)

• Avec un générateur et un multimètre.
  On utilise un signal sinusoidal et on fait des mesures à différentes fréquences rapprochées

• Avec un générateur et un oscilloscope.
  On génère un signal en créneaux et on calcule la bande passante. Deux mesures sont suffisantes.

• Avec un générateur sweep et un oscilloscope à mémoire.
  Le générateur balaie les fréquences et l'oscilloscope numérique à mémoire montre le signal aux différentes fréquences. cette page montre également l'influence de la contre réaction sur le signal (sweep et signaux carrés).

La bande passante d'un ampli

Actuellement on utilise une réduction de 1dB de l'amplitude (ce qui correspond à une réduction de la puissance de 25%), mais cette mesure ne nous concerne pas, elle est utilisée pour les amplificateurs à transistors.

La mesure est effectuée avec une charge fictive pour ne pas endommager les haut parleurs et avoir une mesure qui soit indépendante de l'impédance et du comportement dynamique du haut parleur aux différentes fréquences.

On utilise de préférence une puissance de 25 à 50% de la puissance nominale de l'ampli aux fréquences moyennes (400 - 1000Hz). A puissance plus élevée on a une réduction inhérente des signaux plus forts (aux fréquences moyennes) ce qui donne un résultat plus positif pour les fréquences extrèmes. A puissance trop basse l'amplificateur a tendance à mieux rendre les fréquences extrèmes. Pour la mesure de la bande de puissance on utilise généralement une puissance de 50% aux fréquences moyennes.

Les fréquences moyennes sont les fréquences que l'ampli peut le mieux reproduire. Les fréquences extrèmes sont limitées par les composant utilisés (condensateurs de couplage, transfo de sortie, contre réaction,...) mais dans certains cas le concepteur a sciemment limité la bande passante pour avoir un son plus agréable (Bose, cela ne vous dit rien?). Dans certains amplificateurs de faible puissance on limite les fréquences basses pour éviter que l'ampli ne tente de les amplifier, ce qui "coûte" beaucoup de puissance. On peut également être tenté de limiter les fréquences élevées pour rendre l'ampli plus stable sans avoir à utiliser de circuits de stabilisation complexes.

Nous avons besoin de quelle bande passante?

Les amplificateurs à transistors pouvent reproduire des fréquences plus basses de 5 à 10Hz, mais il est inutile d'aller plus bas car on pompe de la puissance dans le haut parleur qu'il ne peut pas reproduire. Quand il y a une composante continue à l'entrée de l'ampli, il ne faut pas qu'elle se retrouve en sortie. Un amplificateur doit toujours avoir un condensateur à l'entrée pour bloquer une composante continue. Les amplificateurs à lampes ont une fréquence minimale plus élevée car le transfo de sortie ne peut pas reproduire les fréquences les plus basses. Une fréquence basse de 20Hz est idéale pour un ampli à lampes.

Les amplificateurs à transistors peuvent également monter plus haut en fréquence que les amplificateurs à lampes. 20kHz est une valeur minimale. Les amplificateurs à lampes et à transistors devraient pouvoir reproduire une fréquence de 50kHz. La mesure doit se faire à puissance réduite car il y a peu d'énergie dans ces fréquences élevées.

Les amplificateurs ne doivent pas dépasser la fréquence de 50kHz. Il y a ici le risque que l'ampli capte des parasites radio et les transmette aux haut parleurs. On n'entend pas ces fréquences, mais elles peuvent rapidement griller un tweeter. Ces fréquence inaudibles peuvent produire de l'intermodulation (mélange de différentes fréquences) qui va dégrader le signal sonore d'origine. Certains produits de l'intermodulation sont en effet des fréquences audibles.

Mon expérience m'a montré qu'il faut que l'ampli monte au moins jusqu'à 20kHz (et même plus), même si on n'entend plus ces fréquences (commemoi). Avec l'expérience on se rend vite compte si un ampli est limité en fréquences. Un signal non limité a plus de "punch", les transitoires sont mieux définies, le son est vivant.

Certains amplificateurs à lampes sont limités dans les fréquence élevées pour stabiliser l'ampli. Cette instabilité est souvent causée par un circuit de contre réaction mal conçu. Les puristes trouvent que les "amplificateurs naturels" (sans contre réaction) sonnent mieux: c'est parce que la bande passante est moins limitée. Mais je peux vous dire qu'un ampli avec une contre réaction réduite sonne bien mieux qu'un ampli naturel. Construire une contre réaction et eviter que l'ampli ne devienne instable, c'est la moitié du temps de construction de l'ampli. Mais les puristes n'ont pas les connaissances pour réaliser une contre réction optimale, et choisissent la moins bonne solution: pas de contre réaction du tout.