Tout sur les amplificateurs audio

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• Fabriquer un amplificateur : Les amplificateurs audio sont présents partout. Il y en a aussi bien dans les salles de concert que dans les chaînes Hi-Fi tout en passant par les enceintes Bluetooth. On leur doit le plaisir des basses qui font trembler le corps mais également celui des sons aigus si agréables à l'écoute... Savez-vous cependant comment fonctionne un ampli ? Quels sont les composants qui permettent de transformer un signal insignifiant en un puissant courant électrique capable d'alimenter de gros haut-parleurs ? Cette vidéo complète vous explique d'une part quelles sont les caractéristiques d'un ampli et quels sont les différents types d'enceintes. Vous découvrirez par la suite le fonctionnement précis dans amplis de classe A, B et même D. Ces informations vous permettront de comprendre la logique de l'électronique et de fabriquer vos propres amplificateurs !

• Extraits :

Au fait, comment ça marche un haut-parleur ? C’est en quelque sorte un moteur électrique qui fonctionne en va et vient. Ils sont composés d’une bobine reliée à une membrane et d’un aimant. Quand un courant électrique circule dans la bobine elle devient plus ou moins magnétique et est parfois attirée par l’aimant, parfois repoussée. Idéalement le mouvement de la bobine et donc celui de la membrane reproduisent à l’identique les variations du signal. En se déplaçant dans l’air la membrane crée des ondes de pressions plus ou moins fortes, autrement dit du son. Les haut-parleurs sont présents partout, il y en a dans les enceintes, dans les téléphones, dans les ordinateurs, les casques, les oreillettes, et plein d’autres appareils de toutes les tailles.

Tout seul un haut-parleur est peu performant, il a du mal à communiquer toute sa puissance à l’air et puis il y un a court-circuit acoustique. Pour faire simple les ondes qu’ils produit devant ou derrière sont opposées et s’annulent. Pour y remédier on peut installer un baffle, c’est-à-dire une plaque qui sépare les deux côtés pour les isoler. Dans ce cas la puissance sonore est bien plus importante mais le baffle doit être très grand, ce n’est pas vraiment pratique ! Heureusement il existe différentes technologies d’enceintes qui permettent de limiter l’encombrement. La plus simple c’est l’enceinte close. L’onde intérieure est piégée donc on n’entend que l’onde extérieure. La technologie la plus répandue est l’enceinte Bass-reflex qui possède un évent. Le son sort de l’évent avec un léger retard ce qui permet d’additionner l’onde précédente avec la nouvelle qui sort du haut-parleur, une façon d’augmenter la puissance sonore sans consommer plus d’énergie.

Pour en revenir aux amplificateurs, on peut facilement les caractériser par deux paramètres. Le premier c’est le gain. Un amplificateur qui a un gain de 10 multiplie par 10 l’amplitude du signal en entrée. On lui donne plus ou moins 2V en entrée, il sort plus ou moins 20V. Alors évidemment tout ça c’est vrai tant que l’amplitude de sortie ne dépasse une valeur maximale. Si vous donnez un signal de 3V à cet ampli et qu’il est alimenté en 20V il ne pourra évidemment pas vous sortir 30V. Le signal de sortie sera coupé en haut et en bas et ça fait quelque chose comme ça… ça s’appelle la saturation. Le deuxième paramètre qui caractérise un ampli c’est sa résistance interne qu’on appelle aussi impédance de sortie. Plus elle est faible plus l’ampli sera capable de délivrer un fort courant de sortie. Le tout, sans chute importante de tension, ou sans surchauffe.

Alors comment fonctionne un ampli de classe D ? Pour comprendre ce qu’il fait de si particulier il faut déjà voir pourquoi est-ce que les amplis de classe A et B ont un si mauvais rendement. Si on essaye de fabriquer une tension alternative, un peu comme une musique, à partir d’une tension continue, on se rend compte qu’une une bonne partie de l’énergie doit être perdue en chaleur. Cette chaleur apparat dans les transistors qui ne sont jamais ni complètement activés ni désactivés. Il faudrait donc trouver un système dans lequel les transistors fonctionnent uniquement en tout ou rien, comme un interrupteur.

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