amplis classe A

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amplis classe A

Postby fdracing » Thu Jul 21, 2016 9:57 am

Je suis assez intéressé par l'amplification classe A transistors , mais je me demande si il n'y aurais pas moyen , dès la conception de faire qu'il ne chauffe pas trop , voir pas plus qu'un classe AB , voir D .

en gros , pourquoi un classe A chauffe t'il autant , est ce rédhibitoire :?:

et pour finir , pourquoi les alimentations sont elle disproportionnées ( 0.5 à 1 farad ) au regard de la puissance de sortie :?:


Merci de vos réponses ;)


.
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Re: amplis classe A

Postby francis ibre » Thu Jul 21, 2016 11:59 am

Bonjour Fdracing,

ce qui définit la classe A c'est le fait que les composants (peu importe que ce soit des transistors ou des tubes) restent constamment en conduction, quelle que soit l'amplitude du signal en sortie.

Donc même à la puissance maxi (donc au courant maxi) il faut - en classe A - que les deux branches du push-pull continuent de conduire du courant, contrairement à la classe AB dans laquelle seule une branche travaille dans ces conditions.
Conséquence directe : en classe A chaque branche du push-pull voit son courant modulé entre le courant maxi demandé par la charge, et zéro au minimum, ce qui suppose évidemment que la valeur moyenne du courant sera égale à la moitié du maximum !

Pour un ampli de 50 W sur charge de 8 ohms, le courant maximum dans la charge est facile à déterminer :
- la tension de sortie efficace est U = racine (P R) = racine (50 x 8) = racine (400) = 20 V
- donc la tension de crête sera Uc = Ueff racine(2) = 20 x 1,414 = 28 V... ce qui impose une tension d'alimentation de l'ordre de 32 V minimum avec des transistors...
- et donc le courant crête sera I = U / R = 28 / 8 = 3,5 A

Par conséquent, le courant de "repos" devra être de la moitié de cette valeur, soit 1,75 A... par branche du push-pull...
Il en découle une dissipation de P = U I = 32 x 1,75 = 56 W pour chaque branche du PP... soit 112 W en tout... pour seulement 50 W en sortie !

La seule alternative connue est la classe A quadratique, dans laquelle le courant de repos n'est pas constant, mais évolue en suivant l'amplitude de l'enveloppe du signal.
On arrive ainsi au repos à des courants nettement plus bas qu'en classe A linéaire.


Parlons un peu des alimentations : à une époque pas si lointaine (années 70-90) les pratiques audiophiles suivaient les tendances décrites dans la revue du même nom (et d'autres).
On s'était rendu compte que les condensateurs d'alimentation jouaient un rôle très important dans le rendu sonore, et on a constaté qu'en les gonflant à outrance on obtenait un mieux...
Et pendant longtemps on n'a pas vraiment cherché plus loin !
Techniquement, ces condensateurs constituent des impédances partagées : plusieurs courants différents les traversent.
- tout d'abord le courant pulsé issu des redresseurs
- ensuite le courant modulé (audio) fourni par l'ampli (vers le HP) car ce courant se referme à travers les condos d'alim
- sans oublier qu'en stéréo on a deux canaux, donc deux courants modulés différents, partageant pourtant des condos d'alim communs !

Aujourd'hui on sait qu'en diminuant toutes les impédances partagées (y compris celle d'une simple ligne de masse) on améliore nettement le rendu audible.
Bien sûr, gonfler les condos apporte une diminution de leur impédance partagée, mais il y a plus simple, plus efficace et moins cher : séparer.

Pour qu'une impédance ne soit plus partagée, il suffit de la séparer en deux impédances... ben oui...
On a donc un condo de tête (lissage) qui est traversé par le courant pulsé redressé, et un AUTRE condo en sortie, traversé seulement par le courant modulé audio : plus de partage.
Ces deux condos sont "séparés" par un élément de transfert, une simple R suffit, mais une self fait mieux : on arrive donc à une structure d'alim en PI, forme CLC...
Et on a une autre alim identique, séparée, pour l'autre canal : plus de partage.

Donc plutôt que de diminuer les impédances partagées, mieux vaut les séparer, afin de ne plus les partager ! ;)

Ainsi, dans un ampli de 30W classe A, au lieu de mettre 1 F de condos d'alim communs, mieux vaut faire 4 circuits CLC distincts (2 pour U+ et deux pour U-) avec "seulement" 47000 ou 100000 µF pour chacun d'eux.
Il faut quand même installer des condos de valeur assez grosse, non pas pour que ça filtre mieux (la structure CLC s'en charge très bien même avec seulement 4700 µF...) mais pour que l'impédance d'alimentation reste très basse (négligeable) jusqu'aux plus basses fréquences.
Or un condo voit son impédance remonter quand la F diminue : un condo de 1000 µF présente environ 3 ohms à 50 Hz et ce n'est plus négligeable comparé aux 8 ohms (ou 4) de la charge !
D'autant que ce condo ne présente plus qu'une Rs de l'ordre de 10 milliohms à 1 kHz, c'est nettement mieux !
Bref, l'alim fonctionne beaucoup mieux à 1 kHz qu'en-dessous de 100 Hz, sauf si le condo est très très gros...

Donc avec 10 000 µF ce sera mieux (0,3 ohm à 50 Hz) et avec 100 000 µF encore mieux (0,03 ohms...).
Au-delà ça ne sert plus à rien parce qu'on sera limité par les résistances des fils, des contacts... Et puis mieux vaut un 33 000 µF TFRS qu'un 100 000 µF basique...

Francis
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Re: amplis classe A

Postby fdracing » Thu Jul 21, 2016 4:07 pm

Merci pour ces explications claires et précises ;)
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Re: amplis classe A

Postby triode82 » Thu Jul 21, 2016 4:20 pm

Bonjour,

Effectivement, très belle explication Francis.
La CLASSE A! :D
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Re: amplis classe A

Postby Alphée » Fri Jul 22, 2016 9:49 am

Merci Francis pour ton exposé lumineux. :idea:
Je me sens devenu intelligent après sa lecture, et je me dis que si j'avais eu des profs de physique et de maths qui avaient expliqué comme ça, je ne serais pas devenu un type au niveau scientifique frisant l'indigence...
A +

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Re: amplis classe A

Postby quebec » Fri Jul 22, 2016 11:00 am

Bonjour à tous .....

Moi aussi , je trouve que Francis fait un bon prof ! ;)

Il sait bien cerner le problème pour pouvoir nous rendre cela clair et simple à comprendre . A +++++++

Mais je me pose certaine intérogation .... pour aller plus loin . Pour séparer la réserve d'énergie des deux canal gauche/droit , j'avais penser de mettre sur chaque branche une diode Schotcky pour empêcher une branche d'aller chercher de l'énergie dans l'autre en mettant l'arrivé de l'alimentation entre les deux . .... est-ce vallable comme idée , monsieur le prof ? :)
Je trouve aussi qu'en mettant un gros MKP pour chaque canal et "backquer" par une grosse réserve d'électrochimique chacune , on isole ( un tant soit peu ) d'alimentation de chaque branche ....... mais je ne suis pas caller en électronique ( électricité ) c'est vrai que c'est encore partager .... il peut aller chercher dans l'autre si rien ne lui en empêche . Car , je crois que pour les fréquences moyennes et élevées un , disons au moins 200 uF ( mais 1000 serait encore mieux ) MKP peut suffire à la tâche et pour la basse les électrochimiques sont là !
A propos de l'alimentation aussi , j'ai remarqué qu'avec une simple banque de réserve en condo , mais GROSSE , les attaques sont plus mordantent , plus franchent qu'avec un CRC ou CLC ..... avec un petit condo en premier , le gros se charge sur lui .... mais peut-il suffire sans rupture de la demande ? ..... je me le demande !
Un autre aspect que je ne comprend pas bien , ou du moins que je trouve que ça ne colle pas bien ..... ou dit autrement , je ne sais pas . Moi , dans mon esprit , le pure classe A c'est celui qui a une alimentation simple voltage , pas deux rails positive et négative ( alimentation symétrique ) , mais dans la litérature on ne le voit pas de la même façon ..... Francis , j'aurais besoin des éclaircisements à ce propos

Michel
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Re: amplis classe A

Postby francis ibre » Fri Jul 22, 2016 12:09 pm

Bonjour Michel,

tu vois la pure classe A seulement en "simple étage", ou pour un ampli de tension.
Mais on peut très bien faire de la pure classe A en push-pull, que ce soit des tubes ou des transistors !
Et avec des transistors en PP pure classe A, on aura besoin de deux alimentations symétriques... enfin, symétriques par rapport à la sortie, donc pas forcément U+/U- égaux.

Par exemple, on a vu des PP de transistors 2N3055 alimentés entre un rail positif et la masse : dans ce cas la sortie du PP est à U/2 et on met un condo de liaison.

Francis
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Re: amplis classe A

Postby quebec » Fri Jul 22, 2016 3:48 pm

Salut Francis

Si on dit Pure Classe A c'est parce qu'il y a un " non pure " Classe A ........... logiquement parlant ... dans ma tête en tout cas !

Un Classe A par définition c'est un amplification du signal par un seul composant , phase positive et négatlve ... comme en amplification de tension ..... comme Les SE , c'est un seul élément qui traite le signal en entier étage final ou avant . Pour moi , c'est possible que ça soit seulement pour moi :D Le pas pure classe A c'est ... logiquement si on compare , c'est celui qui traite pas le signal en entier par un seul composant ( pour un étage ) soit avec alimentation sysmétrique avec transistor complémentaire ( pas facile ) ou un PP en alimentation simple . ..... Il me semble que c'est plus logique ainsi ! .... non !

Mais c'est peut-être simplement une vue de l'esprit de ma part ..... :?

Et la diode pour empècher qu'un coté aille chercher de l'énergie sur l'autre coté .... c'est tu viable ou il y a un inconvéniant ?

Merci , Michel

=====================================================

Pour ce qui est de la chaleur dégager du classe A ....

fdracing wrote:
en gros , pourquoi un classe A chauffe t'il autant , est ce rédhibitoire :?:

.


C'est comme a dit Francis mais vue sous un autre angle .

En Classe A le point de repos , sur la ligne de charge , est , par principe , en plein milieu de cette ligne .... le "swing" reste sysmétrique ( +/- ) le plus possible , tandis qu'en Classe AB ou encore plus vrai en B , ce point de repos est plus bas . Sur ce graphique on trouve à gauche le courant et en bas le voltage . Donc plus que le point de repos est haut plus il tire du courant même au repos . Maintenant pour la chaleur c'est dû a la quantité de courant qui passe dans le transistor ( mais pour les tubes , ils sont déjà chaux ! ... un plus pour eux ) et en plus , étant donner que V ou U = R I et P ( puissance ) = V I .... donc P = R I au carré et par le fait même une valeur au carré augmente d'autant plus rapidement que le point de repos est haut sur l'abscisse .

C'est la même chose qu'expliquer par Francis mais vue différemment ..... pour ceux qui sont plus visuel ;)
Last edited by quebec on Sat Jul 23, 2016 10:10 am, edited 1 time in total.
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Re: amplis classe A

Postby banzai68 » Fri Jul 22, 2016 9:04 pm

fdracing wrote:Je suis assez intéressé par l'amplification classe A transistors , mais je me demande si il n'y aurais pas moyen , dès la conception de faire qu'il ne chauffe pas trop , voir pas plus qu'un classe AB , voir D .


bonsoir

les excellentes explications de Francis sont toujours aussi précises !

pour ce qui est de la dissipation calorifique, il en va de même; il suffit d'utiliser un radiateur suffisant pour les transistors et de ventiler pour les totor ou les tubes c'est aussi simple que ça... sauf que ça coûte ! donc bcp de fabriquant renoncent pour garder des prix commerciaux attractifs.et tant qu'on est dans les valeurs de dissipations, pourquoi se préoccuper de la température dégagée...nos points de vue à nous d'utilisateurs sont bien évidement différents.
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Re: amplis classe A

Postby francis ibre » Sun Jul 24, 2016 9:38 am

Bonjour à tous,

d'un point de vue technique, il y a la classe A et la classe B.
Il n'y a pas de "pure" classe A sauf commercialement, pour la distinguer d'une certaine classe AB, terme inventé de toutes pièces pour faire croire qu'on obtient à la fois les avantages de la classe A (linéarité)et ceux de la classe B (rendement).

Mais un ampli ne fonctionne jamais en classe AB : il fonctionne SOIT en classe A, SOIT en classe B...
Plus exactement, il fonctionne en classe A jusqu'à une certaine puissance, puis en classe B au-delà.


quebec wrote: Un Classe A par définition c'est un amplification du signal par un seul composant...


Ah non, ce n'est pas la définition !
La classe A se définit seulement par le fait que le ou LES composant(s) restent en conduction constamment (donc sans jamais se bloquer).

On peut donc avoir en effet un transistor unique, ampli de tension ou ampli de puissance simple-étage...
Mais il existe aussi des montages de deux éléments en parallèle, ou en push-pull, ou même en SRPP, et qui ont donc deux ou plusieurs composants, travaillant ensemble en classe A.


Diode de "séparation" : oui, ça fonctionne, quand un canal pompe sur son condo et le décharge, l'autre condo (de l'autre canal) ne pourra pas fournir (sa diode est bloquée), par conséquent cet autre canal ne subira pas de fluctuation de tension.

Francis
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