La classe TD d’un amplificateur audio correspond à un amplificateur dont l’alimentation s’ajuste à la demande de l’ampli audio lui-même. La désignation « classe TD » est spécifique à Labgruppen. Sur les amplis Labgruppen, un signal carré PWM sert à moduler la tension d’alimentation de l’ampli audio qui est un bon vieux classe AB classique.
Schéma de principe de l’ampli classe TD de Lab gruppen
Voici le schéma issu du manuel de l’ampli FP6400 V02 :
Le signal d’entrée passe d’abord par le préampli U1, puis par le contrôle de volume VR1, puis l’ampli U2. Un optocoupleur U5 permet d’ajuster le gain de U2 pour limiter la saturation. U2 joue le rôle de limiteur audio qui, avec le filtre passe bas (40kHz de fréquence de coupure) U3 limite la vitesse de balayage (slew rate) du signal allant à l’ampli de puissance A20TDL. Cela évite la distorsion d’intermodulation liées aux hautes fréquences qui pourraient arriver à l’entrée de cet ampli de puissance.
L’ampli audio de puissance A20TDL fonctionne comme un ampli audio ordinaire de classe AB, avec une seule différence : les collecteurs des transistors de sortie sont alimentés par une alimentation à découpage (A20TDH). La tension à la base des transistors Q26 et Q31 (sur A20TDL) est atténuée par le pont diviseur de résistances R36, R37 et R38 pour aller au limiteur ajustable U4 sur l’étage d’entrée, puis enfin à l’entrée de l’alimentation à découpage A20TDH. Le limiteur U4 est réglé par les commutateurs S1 et S2. Le limiteur a pour rôle de limiter la tension de sortie de l’ampli de puissance. La sensibilité des vumètres est aussi modifiée par l’action de S1 et S2 en face avant.
Les amplis op U11 et U12 visibles sur l’alimentation A20TDH garantissent que le signal de sortie sur les bornes CP4 et CP8 soient une copie du signal d’entrée (qui est sur CP12). Pour cela, U11 et U12 créent la tension de contrôle adaptée aux modulateurs de largeur d’impulsions (PWM) U13 et U14. U13 et U14 comparent cette tension avec un signal triangulaire de 614 kHz et fournissent donc chacun un signal de rapport cyclique variable à Q1 et Q2 respectivement. C1 et L1 (pour Q1) et C2 et Q2 (pour Q2) filtrent la tension issue de chaque transistor (filtrage comme un Buck, abaisseur « step down »).
Le gain entre la tension des bases des transistors de l’ampli A20TDL et la sortie de l’alimentation à découpage A20TDH est égal à 1. VR2 (resp. VR3) permettent d’ajouter une composante continue (offset DC) à l’entrée de U11 (resp. U12). Cela permet d’obtenir :
– tension continue de +7.5 V par rapport à la sortie de l’ampli de puissance pour CP4
– tension continue de -7.5 V par rapport à la sortie de l’ampli de puissance pour CP8
Autrement dit, la tension collecteur-émetteur des transistors de puissance (Q26 et Q31) de l’ampli A20TDL est toujours de 7.5 V quand ils sont passants.
Avantages de la classe TD
Les transistors de puissance de l’ampli de classe TD ne voient que 7.5 V à leurs bornes (Vce) et leur dissipation est très réduite par rapport à un ampli classe B qui a des tensions d’alimentation constantes.
On peut donc réduire le nombre de transistors de puissance.
Ampli Lab Gruppen FP6400 : la classe TD, c’est la classe !
Références : labgruppen fp6400 v02 amplifier service manual accessible sur le site schematicsunlimited
Il me semble que la grosse difficultée du circuit réside dans la commande des transistors Q26 & Q31, car ces deux commandes doivent séparer le signal audio en deux parties précises un peu à la façon de l’amplificateur Blomley. Fig 5 page 59 merci de confirmer ou discuter mon intuision…https://keith-snook.info/wireless-world-articles/Wireless-World-1971/New%20Approach%20to%20class-B%20Amplifier%20Design%20by%20P%20Blomley.pdf
Bonjour Gilles, il y a bien une similitude entre le schéma de Blomley et la classe TD de Labgruppen, mais dans la classe TD de Labgruppen, on ne cherche pas à créer avec une précision extrême quelque chose de fidèle pour le collecteur de Q26 et Q31. Le but est simplement de suivre la tension de sortie pour qu’il y ait toujours environ Vce = 7,5 V aux bornes de ces transistors. Le but est ici de limiter l’échauffement et la zone de seconde cassure (limitant la puissance à dissiper lorsque Vce est plus grand, au delà d’un seuil donné dans les datasheets). Cordialement
Bonjour, U3 est un sous ensemble électronique qui est un filtre passe bas à 40kHz. Ce n’est pas un simple ampli op lent. Le but de ce filtre est de bloquer des parasites hautes fréquences (résiduels de l’ailm à découpage par exemple). Cordialement
Bonjour !
Merci pour cette nouvelle présentation. Juste par curiosité, le circuit d’U3 est un filtre ou bien seulement volontairement un aop lent ? (slewing)
Damien