Présentation
Ce montage est destiné à amplifier légèrement un signal BF stéréo de niveau ligne, et est doté d'une entrée et d'une sortie asymétriques.
Il conviendra parfaitement pour ajouter ce petit quelque chose qui manque pour attaquer un amplificateur de puissance dans de bonnes conditions. Par exemple pour augmenter un peu le niveau de sortie casque d'un lecteur portable style "MP3" ou "tuner FM". Alimentation simple ou alimentation symétrique (double), au choix.
Schéma version alimentation simple
Rien de bien méchant, hum.
Alimentation simple et masse virtuelle
L'utilisation d'une alimentation simple requiert la présence d'une tension égale à la tension d'alimentation divisée par deux. Cette demi-tension est crée par les résistances R9 et R10 montées en pont diviseur de tension. Cette demi-tension, qui constitue une masse virtuelle, est stabilisée par le condensateur C8 et est amenée sur les entrées non-inverseuse des AOP par les résistances R5 et R6 pour que les signaux BF d'entrée s'y superposent.
Amplification
Les condensateurs C3 et C4 permettent de limiter le gain en continu, puisqu'un condensateur se comporte comme un interrupteur ouvert pour les tensions continues. Le gain est en effet défini par les résistances R1 et R2 pour la voie gauche, et par les résistances R3 et R4 pour la voie droite. Si les condensateurs C3 et C4 ne "conduisent" pas le continu, c'est comme si les résistances R1 et R3 avaient une très grande valeur, puisqu'elles sont "déconnectées". Pour plus de gain (en alternatif, c'est à dire avec des signaux BF), augmentez la valeur des résistances R2 et R4. Pour moins de gain, diminuez leur valeur. Avec les valeurs adoptées ici, le gain est de l'ordre de 15 dB (gain de 5 environ, 12 dB correspondant à un gaind de 4, et 20 dB correspondant à un gain de 10).
Sortie
La sortie BF se fait au travers de condensateurs de liaison, pour éviter de transmettre la demi-tension présente en sortie des AOP. Les résistances R7 et R8 fixent le potentiel de la borne négative des condensateurs de sortie C5 et C6 à un potentiel nul, de sorte que l'on n'ait pas de "clocs" lors de la connexion ou de la déconnexion de la sortie du préampli, et permettent en même temps de réduire la distorsion si l'équipement qui suit est doté de condensateurs de liaison en entrée qui ne sont pas référencés à la masse.
Raccordement de l'entrée du préampli
Ce préampli est prévu à l'origine pour amplifier un signal audio de type ligne, issu par exemple d'une sortie analogique d'une platine CD, lecteur K7 (ça existe encore, ce truc ?) ou autre source du même genre. Pour utiliser ce préampli avec une sortie casque d'une source portable tel un smartphone ou un lecteur multimédia portable, il peut être nécessaire d'ajouter une résistance de quelques dizaines d'ohms en parallèle sur chaque entrée, afin de charger correctement l'ampli casque de sortie, qui en général s'attend à travailler avec un casque d'impédance faible (par exemple 16 ou 32 ohms) et non avec une entrée d'impédance de 10 kO ou plus. Certains amplis casque ne sont pas dérangés et d'autres n'aiment pas. Pas vraiment de risque de griller, mais risque de mauvaise qualité, style sifflements ou distorsion gênante. Si vous n'êtes pas sûr, ajoutez une première résistance de 33 ohms entre l'entrée gauche (avant C1) et la masse, et une seconde entre l'entrée D (avant C2) et la masse.
Schéma version alimentation symétrique (double)
Il s'agit du même schéma que celui présenté ci-avant, mais qui peut paraître plus simple du fait de la disparition de quelques composants.
Masse virtuelle
L'alimentation étant de type symétrique, nous n'avons pas besoin de la masse virtuelle, et les composants qui oeuvraient pour cette fonction n'ont plus de raison d'être.
Condensateurs de liaison en sortie ?
A priori, nous ne devrions pas avoir besoin de condensateurs de liaison sur le trajet du signal BF en sortie du préamplificateur, puisque la tension de repos (sans signal audio à l'entrée) est voisin de 0 V en continu (car l'alimentation est symétrique). Je les laisse cependant, à vous de décider si vous voulez ou non les implanter, sachant que la valeur de la tension continue éventuellement présente en sortie dépend étroitement des AOP utilisés, et qu'elle reste assez faible dans tous les cas (l'éventuelle tension d'offset présente en sortie des AOP peut être de quelques millivolts).
Schéma unique pour alim simple ou double
Concaténation des deux schémas précédents :
Alimentation
Comme vu précédement, une alimentation simple ou double est requise pour alimenter ce montage. Vous pouvez vous contenter d'une alimentation simple de +15 V telle que celle décrite à la page Alimentation simple 001, ou d'une alimentation double telle que celle décrite à la page Alimentation symétrique 002. Mais toute autre alimentation simple délivrant une tension continue régulée de valeur comprise entre +12 V et +24 V conviendra très bien (max +30 V). Si alim symétrique, ne pas dépasser +/-15 V (maximum absolu de +/-18 V). Si vous tenez absolument à utiliser une alimentation de valeur plus élevée, vous devrez alors choisir un double AOP qui soit capable de supporter cette tension. Si vous souhaitez intégrer ce montage dans un ampli BF existant et utiliser l'alimentation de l'ampli, merci de vous reporter à la page Ajout d'un préampli BF dans un ampli BF.
Alim plus faible ?
Ce montage vous intéresse, mais pour un usage sur pile et sous une tension comprise entre 5 V et 9 V. Possible ? Non, pas avec le LF353 qui réclame 10 V minimum en alim simple et +5 V et -5 V en alim symétrique. Le LM358 peut le remplacer car il fonctionne dès 4 V, mais avec des performances audio moindres (bande passante et temps de montée plus faibles, entre autres). Les LM833 et TL062 pourraient aussi convenir, ils sont un peu plus adaptés pour un usage audio - mieux en tout cas que le LM358 - et leur alimentation est possible en 5 V (5 V minimum en alim simple et +2,5 V et -2,5 V en alim symétrique).
Circuit imprimé
Réalisé. Pas extraordinaire, mais c'est fait.
Typon aux formats PDF et Bitmap 600 dpi
Câblage à réaliser selon type d'alim choisi
Attention, certains composants ne doivent pas être soudés et d'autres doivent l'être, selon le type d'alim utilisée (simple ou double). Voici ci-dessous ce qu'il faut faire en fonction du type de l'alim utilisée.
Pour alim simple - relier les bornes 1 et 2 de J4 - câbler R9, R10 et C8 - ne pas câbler C9 |
Pour alim double - relier les bornes 2 et 3 de J4 - remplacer R10 par un strap - ne pas câbler R9, ni C8 - câbler C9 |
Prototype
Pas de photo de mon côté, mais photo du préampli réalisé par Matthieu B. qui l'a inséré dans un autoradio pour donner un peu de gain à un smartphone.
Prototype de Matthieu
Réalisé sur plaque à pastilles et relié à l'entrée ligne de l'autoradio par un morceau de câble Ethernet.
Message de Matthieu :
Le montage fonctionne bien quand il est installé en dehors de l'autoradio. Mais si je l'incorpore dans le coffret (fermé) de l'autoradio, des parasites et du souffle se font entendre après une écoute prolongée à fort volume. Le double ampli op que j'utilise (TL062CP) est spécifié pour fonctionner jusqu'à 70 degrés, inutile je crois d'aller chercher plus loin.
Merci pour ce retour intéressant !
Historique
14/12/2014
- Correction coquille dans texte (mélange de références de résistances R8/R9).
09/11/2014
- Ajout photo proto et commentaires de Matthieu B., que je remercie.
11/03/2012
- Ajout précisions concernant l'alimentation du préampli avec une source de tension continue simple de faible valeur (+5 V à +9 V).
- Ajout précisions concernant le raccordement de l'entrée du préampli sur une sortie casque d'un appareil portable.
03/04/2007
- Première mise à disposition