Préamplificateurs

Un préamplificateur peut jouer plusieurs rôles. Le premier est d'amener le signal de la source à un niveau acceptable pour l'amplificateur de puissance; d'où le nom de préamplificateur. Les préamplificateurs modernes sont largement composés d'amplificateurs opérationnels ou de circuits les imitant.

Le deuxième rôle est d'ajuster le son selon le désire de l'usager. On connaît les contrôles du volume, des graves, des aiguës, de la balance et de la correction physiologique.

Le troisième rôle, qui commence à disparaître, est l'égalisation RIAA. C'est un standard d'enregistrement établi afin de minimiser l'espace pris par les sillons et les bruits de frottement d'un disque de vinyle.

14.1 Contrôle de tonalité

14.1.1 Simple

Ce contrôle, appelé "TONE", agit seulement sur les hautes fréquences. On choisit un potentiomètre P1 à progression logarithmique (ou audio) généralement dix fois plus élevé en valeur que Z sortie. C1 est déterminé par la valeur de la fréquence de coupure, qui est d'ordinaire 1kHz, lorsque le potentiomètre est ajusté à 0 W. Ce contrôle est dit passif car il ne contient aucun élément semi-conducteur actif tels des transistors ou des amplificateurs opérationnels.

14.1.2 Gyrateur d'impédance

Voici un contrôle de tonalité de type actif. Le principe de base est d'influencer la boucle de contre-réaction avec des composantes réactives et un potentiomètre.

Dans le montage de la Figure 14-2:

R1 = R2

L'augmentation:

Av = 20 x log (R2 / R3 + 1) (graves)

Av = 20 x log (R2 / R4 + 1) (aiguës)

La coupure:

Av = 20 x log (R3 / (R3 + R1)) (graves)

Av = 20 x log (R4 / (R4 + R1)) (aiguës)

Figure 14-3: Contrôle usuel de la tonalité.

C = 1 / (2 x p x fch x R4)

L = R3 / (2 x p x fcb)

L'utilisation d'une bobine est souvent impossible à cause de la dimension physique de celle-ci. On doit simuler électroniquement la bobine avec un circuit qu'on nomme un gyrateur d'impédance.

14.1.3 Cas du gyrateur #1:

R₃ = R_E

L = R_E x R_G x C_G

R_G = 100 x R_E

14.1.4 Cas du gyrateur #2

R₃ = R₁ + R₂

L = R₁ x R₃ x C_G

R₁ = R₂

14.1.5 Le modèle Baxandal

Ce modèle est courant parce qu'il ne met en oeuvre qu'un seul amplificateur opérationnel afin de pouvoir contrôler les graves comme les aiguës. En effet, il ne se trouve pas le besoin de faire l'usage d'un gyrateur. Il est donc plus économique à produire.

fcb = 1 / (2 x p x R₁ x C₁)

fch = 1 / (2 x p x R₂ x C₂)

Le montage Baxandal est inverseur.

14.1.6 Égalisation RIAA

La courbe RIAA est une modification apportée au signal enregistré sur le disque afin d'aller à l'encontre de deux problèmes:

1) Le chevauchement des sillons aux basses fréquences;

2) La présence de bruits de frottements, la plupart étant dans les hautes fréquences.

Ces problèmes viennent de l'utilisation de circuits magnétiques pour graver le disque. Le déplacement du burin graveur est élevé aux basses fréquences et faible aux hautes fréquences. Les signaux graves prennent alors plus de place sur le disque et les signaux aiguës se perdent dans le bruit. Afin de compenser, on diminue à l'enregistrement les fréquences graves et on augmente les fréquence aiguës. Lors de la lecture d'un disque, le préamplificateur aura donc comme travail d'amplifier de nouveau les graves et d'atténuer les aiguës. Ainsi, il faut que le préamplificateur obéisse à la courbe de la Figure 14-6.

La Figure 14-7 montre un décodeur RIAA classique.

R₁ et C₂ éliminent les hautes fréquences indésirables au dessus de 21kHz.

R₂ détermine Z entrée.

R₃ et R₅ donnent le gain de 42dB à basse fréquence.

C₃, lorsque sa réactance vaut R3 (56k), on obtient la fréquence de coupure de 50Hz.

R₄ limite la baisse du gain à 22dB.

Quand X_C4 vaut 56k // 6,8k on obtient la fréquence de coupure à 2,1kHz.

Z entrée vaut 50k.

Figure 14-7

14.2 Exercice

# 1 - Examiner le circuit de contrôle de tonalité suivant.

a) Que valent, en décibels, le gain minimum et maximum de ce contrôle de tonalité?

b) Quelle valeur de résistance et de bobine en série représente le gyrateur d'impédance?

c) Que vaut fcb?

d) Que vaut fch?