247 GE5 LG lab 3 ampli audio v4 du 19 f v 2014

1 Introduction Dans ce laboratoire, on montera et on testera un amplificateur audio qui sera utilisé tout au long de la session. 1. 1 Objectifs : re un amplificateur audio Construi caractérisation de l’ampli Apprendre à déterminer les impédances d’entrée et de sortie 1. 2 Matériel requis p g 1 LMC6484 1 paire de haut-parle stéréo à fiche 3. 5 m 1 connecteur récepta au magasin 1 câble audio 3. 5 mm jack à 3. 5 mm jack ue d’écouteurs QIN RI 8) disponible 1 lecteur de MP3 ou la sortie audio de fordi ou équivalent 1 transistor TIP31 1 transistor TIPB2 1 résistance 47 0 résistance 1 kC] 1 résistance de 5. kC] 2 condensateur électrolytique aluminium de 470 uF 25V 1. 3 Connecteur audio 3. 5 mm On utilisera le connecteur suivant (no. de pièce QINRI 8) pour connecter la sortie de l’amplificateur au haut-parleur ainsi que l’entrée audio à l’amplificateur. haut-parleurs est : 1. 4. 3 Pour utiliser un seul haut-parleur Pour utiliser un seul haut-parleur, connectez-vous entre le tip T et la sleeve S pour l’haut-parleur de gauche, ou, entre le ring R et la sleeve S pour l’haut-parleur de droite. 1. 4. 4 Ground pour les haut-parleurs Utiliser la sleeve S comme ground pour les 2 haut-parleurs. Théorie Voir Trussart p. 652 chapitre 20. 3 3 Caractérisation des haut-parleurs 3. 1 Tension requise pour un volume raisonnable Nous testerons les signaux requis pour obtenir un signal audio de volume raisonnable dans les haut-parleurs avec un signal sinusoidal provenant du générateur de fonctions : 1. Connectez les haut-parleurs au connecteur, côté OUT, comme suit 2. Connectez le générateur de fonctions au tip T et à la sleeve S du côté OUT. 3. Connectez également l’oscilloscope au tip T et à la sleeve S du ôté OUT. 4.

Réglez le générateur de 2 r obtenir une sinusoidale de mesurer la tension crête à roscilloscope, débranchez les haut- parleurs. Notez la tension crête obtenue sans haut-parleur V2. On sait que Pimpédance de sortie du générateur est de 50 Ohms. On devrait donc être capable de calculer l’impédance de notre haut-parleur à 1 kHz puisque l’on connait la tension à vide, V2, et la tension lorsque le haut-parleur est connecté V1 : Le circuit équivalent est le suivant : 6. Calculez l’impédance du haut-parleur : Z haut-parleur = 7.

On veut un amplificateur qui est capable de fournir la tension crête V1 au haut-parleur. Celui-ci doit donc être capable de fournlr V1 volt crête, ce qui ne devrait pas être difficile. Par contre, notre amplificateur doit également être capable de fournir le courant crête dans le haut-parleur correspondant à cette tension. Calculer le courant crête requis Il . 4 Caractérisation de la sortie audio de votre lecteur de musique 1. Connectez un câble audio 3. 5 mm mâle-mâle entre la sortie audio de l’ordinateur et le nnecteur (no. e pièce 3 Peut-être pas fort. Montez le volume au maximum. 4. Connectez l’oscilloscope entre T et S du côté IN. Mesurez la valeur crête du signal. En moyenne, quel est la tension crête V3 fournie par votre sortie audio lorsque les haut-parleurs sont branchés : 5. Débranchez les haut-parleurs. Quel est la tension crête moyenne V4 fournie par la sortie audio à vide (sans charge)? 4. 1 Impédance de sortie de votre lecteur audio On connait maintenant l’impédance du haut-parleur tel que déterminé dans Pexpérience précédente.

On devrait donc être capable de calculer l’impédance de sortie du lecteur audio, Za, ? 1 kHz puisque l’on connait la tension à vide, V4, et la tension lorsque le haut-parleur est connecté V3: On connait V4, V3 et Zh. On peut donc trouver Za. 6. D’après les mesures précédentes, calculer l’impédance de sortie du lecteur audio. 4 canal mono, sera 1. La tension à l’entrée de l’ampli, Ve, est diminuée à cause du diviseur de tension produit par l’impédance de sortie du lecteur audio, Za, et, Pimpédance d’entrée de l’ampli, Ze vecva 2.

De même, la tension fournie au haut-parleur, Vh, est diminuée à cause du diviseur de tension produit par l’impédance de sortie e l’ampli, zs, et l’impédance du haut-parleur, Zh : Vh O vs Vh z vs * (Zh / (Zh + zs)) 3. pour minimiser les pertes précédentes, on s’arrange pour que Zentrée >> Zsortie, donc pour que Ze >> Za, et, Zh >> zs, ou, Zs Zh. 4. pour bien caractériser notre système, il faut donc connaitre: a. Za = Z sortie du lecteur audio b. Zh = Z du haut-parleur C’est ce que l’on a mesuré précédemment. On peut donc maintenant déterminer les caractéristiques que doit avoir notre ampli audio. 5. Caractéristiques requises de l’am li audio D’après les mesures précé ampli audio doit donc S our deux canaux (stéréo), avec 2 amplis, sera : 6 LMC6484 On utilisera comme ampli-op un LMC6484 dont les principales caractéristiques sont : rail to rail à l’entrée rail to rail à la sortie (Vcc – Vee) max : 15 V. Alimenté entre +15V et gnd, ou, entre +7. SV et -7. 5V. Courant de sortie : 10 mA min Zentrée : très élevé : > 10 TC] (lentrée — 20 fA) zsortie : -o o 6. 1 Courant de sortie insuffisant La seule caractéristique qui cause problème est la capacité de courant de sortie de 10 mA du LMC6484. 0 mA dans un haut- parleur de 8 0 implique que l’on ne pourra avoir que 80 mV crête ans le haut parleur avant que l’ampli ne sature en courant. 6. 2 Essai avec ampli LMC6484 seulement (optionnel) Vous pouvez essayer d’utiliser le LMC6484, seul, comme ampli audio : 1. N’oubliez pas d’alimente avec +/-5 V seulement. bonne intensité. Notez que l’on alimente l’ampli avec seulement +/- SV pour ne pas sauter les haut-parleurs. 7. 1 Points à surveiller L’op amp doit être capable de fournir le courant pour les transistors (Isortie / hFE des transistors) Dissipation des transistors ? Vcc et Vee ? Gain?

Plage de tension de fonctionnement de l’ampli op en fonction de Vcc et Vee? 7. 2 Montage 1. Monter le circuit précédent. Effectuer le montage dans le circuit comme suit. On ne fera qu’un seul ampli mono, le canal gauche. Soignez votre montage car on utilisera cet ampli tout au long de la session. 7. 3 Mesures avec sinus de 1 kHz 2. Connecter à l’entrée de l’ampli, le générateur de fonction avec une sinus de 1 kHz. 3. Quelle est la tension crête maximum Vcrête max que Pon peut fournir au haut-parleur avec ce circuit? V crête max = 4. Est-ce que les transisto 4. Est-ce que les transistors chauffent alors?