Amplificateurs à tubes
A quoi sert un générateur de balayage
Sweep generator

Nous vous expliqons ici ce qu'est un générateur de balayage, a quoi il sert et comment le brancher.
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Un sweep generator permet d'envoyer un signal de fréquence variable (par exemple de 20 à 20kHz) et d'amplitude constante à un amplificateur pour le tester.

Le sweep generator (ou générateur de balayage) peut être utilisé comme générateur simple à fréquence fixe (par exemple pour déterminer le taux de distortion). Il peut fournir un sinus, un signal en crénaux ou en triangle.

  • Pour tester les amplificateurs on utilise la forme de sinus, les signaux musicaux étant composés de sinus de différentes fréquences.
  • Le signal en crénaux permet de mesurer la stabilité de l'ampli (et permet également de se faire une idée de la bande passante de l'ampli).
  • Le signal en triangle permet d'avoir une idée des déformations de l'ampli, les cotés du triangle doivent être des droites.
La fonction sweep permet de tester rapidement la bande passante d'un ampli. Le signal de fréquence variable est envoyé à l'ampli puis à l'oscilloscope. Le générateur dispose d'une seconde sortie dont le signal (amplitude) varie avec la fréquence du signal envoyé à l'ampli. C'est un signal en dents de scie très basse fréquence. Cette seconde sortie est branchée directement à la seconde entrée de l'oscilloscope, qui est commuté en mode X/Y. Dans ce mode, le générateur de balayage horizontal de l'oscilloscope est débranché et c'est le signal de sweep qui commande directement la déflection horizontale.

On a normalement une progression exponentielle, qui correspond mieux à notre perception. Il y a également plus d'énergie présente dans les basses fréquences. L'amplificateur doit être régle à une puissance relativement basse (par exemple 10 à 25% de la puissance nominale) pour éviter qu'un écrètage n'aplatisse la courbe. On utilise une charge fictive qui correspond à celle des haut parleurs.

On a donc en vertical l'amplitude du signal à la sortie de l'ampli, et en horizontal la fréquence. Les générateurs plus perfectionnés permettent de placer des marqueurs: l'amplitude du signal est augmentée et la fréquence (et le sweep) sont bloqués pendant un court instant. On met par exemple un marqueur à 250Hz, 500Hz, 1kHz, 2kHz, 4kHz et 8kHz. Sur l'oscilloscope analogique, on voit très bien les marques verticales. Avec un oscilloscope numérique qui n'a pas de fonction "digital phosphor" cela réussit nettement moins bien.

La fréquence du sweep est normalement de 10Hz (pour les oscilloscopes analogiques), mais on peut la réduire à 1Hz si on prend une photo de la trace (temps de pose de 1 seconde synchronisé avec le sweep). Les oscilloscopes numériques à temps de rémanence variable permettent d'utiliser une fréquence de sweep de 0.1Hz. Ils enregistrent une seule trace et la mettent automatiquement en mémoire.

La trace qui est montrée est une trace du signal en volts, elle ne correspond pas à l'échelle décibel qui est normalement utilisée en électro-accoustique. "La bande passante de l'ampli va de 20Hz à 20kHz ±3dB".

La première trace (à droite en vert) est celle d'un ampli sans contre réaction: on voit bien l'influence du transfo de sortie qui laisse mieux passer les fréquences élevées. L'amplitude du signal se réduit à partir de 10kHz environ (deux petits condensateurs entre anode et grille limitent la bande passante).

Le second graphique en jaune est celui de l'amplificateur push pull série avec PCL805, la mesure s'est faite à 400mW environ (1/10 de la puissance nominale). Grace à la contre-réaction, la bande passante est étendue (de 50Hz à 20kHz) et l'amplification est constante à toutes les fréquences. Il y a une légère instabilité aux alentours de 15kHz, probablement causé par le déphasage du transfo, qui modifie la contre-réaction pour certaines fréquences.

On trouve actuellement des générateurs de balayage en ligne. IL suffit d'introduire les paramètres voulus et la carte-son de l'ordinateur génère les fréquences voulues. Le fonctionnement en est tout simple et ne necessite pas d'explications complémentaires. Le signal est monophonique et il n'y a pas le sweep sur l'autre canal (mais je me demande si les cartes-sons peuvent reproduire des signaux en dents de scie de si basse fréquence).

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