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A première vue c'est déjà bizarre, car avec une tension maximale de 20V, on n'arrive pas à 18W sous 4Ω. Dans le meilleur cas, la puissance devrait être de 10W (20V moins 2V dans les transistors nous fait environ 6.4V effectifs). Mais à me relire, j'ai de plus en plus de soupçons, surtout quand je vous le schéma très simple avec un branchement du haut parleur avec un fil à la masse. Pour arriver à une puissance de 18W, il faudrait un montage BTL (balance tied load) où le haut parleur est commandé via les deux fils. Cela se faisait souvent avec les autoradios qui devaient fournir une puissance élevée avec seulement 14V. Ici pas de commande symmétrique du haut parleur, donc soit les chiffres de la puissance sont erronés, soit il faut descendre à 2Ω pour arriver à une puissance de 18W. Je vais donc tester l'appareil. Tout d'abord, quelle tension d'alimentation? L'ampli est conçu pour une tension maximale de 20V. Or une alimentation standard (transfo, pont de diodes et électrochimique) a une chute de tension de 20% entre la marche à vide en la charge moyenne. Donc 20V - 20% = 16V pour les tests. Si l'ampli est alimenté avec un transfo, il faut une tension en charge de 16V pour éviter que la tension ne monte trop fort en marche à vide. Une autre solution, c'est évidemment d'utiliser un bloc d'alimentation d'ordinateur portable, ils fournissent tous 19V, ce qui est tout simplement parfait pour notre amplificateur. Conclusion: les tests seront effectués avec une alimentation de laboratoire réglée sur 16V et sur 19V.
Le schéma de test est tout simple, il est montré à droite. Le signal à l'entrée est réduit à 10%, ce qui permet de réduire le bruitde fond. Le divisieur de tension fait 12kΩ et 1.2kΩ. Le générateur peut fournir un signal de 10V et le signal est plus correct avec une amplitude de plus de 1Vpp en sortie. Sur les images le signal à l'entrée est en cyan et le signal vers la charge est en jaune. L'amplificateur ne produit pas de déphasage. La première image d'oscilloscope est montrée avec les paramètres suivants:
La seconde image d'oscilloscope est montrée avec les paramètres suivants:
Notez que 7W est une puissance acceptable pour un amplificateur de salon, surtout s'il est construit en version stéréo. La distorsion ne peut pas être réduite avec une contre réaction, car c'est l'amplificateur lui-même qui est limité en amplitude du signal. Le boitier ne devient pas trop chaud, même en fonctionnement à puissance maximale pendant plusieurs minutes. En pratique un tel amplificateur fonctionnera avec une puissance de 1 à 2W et ne chauffera pas du tout. La distorsion est très désagréable dès que la puissance maximale est atteinte, et les distorsions apparaissent brusquement. Les distorsions ne sont pas comme celles d'un amplificateur à lampes où la distorsion augmente graduellement. Alimenté en 12.5V (la tension d'une batterie de voiture), l'amplificateur fournit une tension de 2.7Vrms pour une puissance de 3.4W. Cela correspond à la puissance des anciennes autoradios avec une sortie "normale" avant la période des autoradios "high power". Pour arriver à une sortie par rapport à la masse, le module doit nécessairement avoir un condensateur électrochimique dans le boitier. Le boitier étant assez petit, on de peut pas mettre de condensateur de valeur élevée en sortie. Et le résultat est là: la bande passante commence à 220Hz, les fréquences plus basses sont à peine reproduites. Même à faible puissance il n'y a pas de basses, car elles ne peuvent pas traverser le condensateur. On voit la bande passante (20Hz - 20kHz logaritmique) avec le niveau à -3dB à 220Hz. Les fréquence élevées sont par contre bien reproduites. La mesure a été effectuée à une puissance réduite pour éviter tout clipping qui linéariserait la courbe. Les mesures ont été effectuées avec une résistance de charge de 4Ω. La bande passante est plus élevée avec une résistance de valeur plus élevée, mais alors la puissance disponible sur toute la bande est plus faible. On ne gagne rien à utiliser une résistance de charge de valeur plus élevée. La dernière image d'oscilloscope montre le rendu d'un signal carré de 440Hz. On voit que les fréquences basses sont très mal reproduites. Je n'ai jamais vu un signal aussi moche. J'ai vu une telle forme à 40Hz où c'est normal, mais pas à 440Hz. Mais l'amplificateur est stable et ne produit pas d'oscillations parasites. Tant qu'on reste dans les limites les distorsions sont inférieures à 0.1%. Sur les images d'oscilloscope la distorsion dépasse juste 0.1% mais ce sont des harmoniques à fréquence élevée qui s'entendent très fort, surtout que les fréquence où le clipping apparait le plus rapidement sont les fréquences basses. |
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