Thème n° 1 : L`amplificateur de puissance audio 25W / 8 Ω
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Thème n° 1 : L`amplificateur de puissance audio 25W / 8 Ω
3IMACS – Thème amplificateur de puissance à transistor 2009-2010 Thème n° 1 : L'amplificateur de puissance audio 25W / 8 Ω Objectifs Théoriques : – Analyser un montage à transistors bipolaire (ici l'intérieur d'un AOP) par les méthodes de polarisation / schéma équivalent dynamique – Etudier les structures puissance classique (push-pull classe B, AB) sous 25W Objectifs pratiques : – Utiliser un simulateur analogique (Spice) afin d'obtenir des courbes de Bode et des courbes temporelles – Utiliser le matériel classique d'instrumentation – Assembler une carte électronique Plannig prévisionnel Séance Travail théorique Travaux pratiques 1 Présentation Thème + questions préliminaires - TD amplificateur différentiel - simulation spice différentiel 2 - TD amplificateur différentiel - TD émetteur commun - simulation spice émetteur commun 3 - fin des TD / Projet 4 projet 5 projet 6 projet 7 projet Presentation_Theme.odt 1/4 3IMACS – Thème amplificateur de puissance à transistor 2009-2010 Schéma complet du montage étudié : Voici le schéma complet que l'on souhaite analyser : Figure 1 : schéma complet de l'amplificateur 25W Il est relativement complexe, nous pouvons tout de suite le simplifier afin d'en mener une étude progressive, pas à pas : Figure 2 : schéma simplifié de l'amplificateur 25W Presentation_Theme.odt 2/4 3IMACS – Thème amplificateur de puissance à transistor 2009-2010 Ce montage peut encore grandement se simplifier, en modélisant l'ensemble du montage à transistor par un amplificateur opérationnel capable de délivrer beaucoup de courant (jusqu'à plusieurs ampères) : Figure 3 : schéma de l'amplificateur 25W avec mise en évidence d'un AOP L'objectif du travail est d'étudier la structure interne de l'AOP, et d'en concevoir une partie avant de le réaliser. Questions préliminaires: On veut que le dispositif soit capable de transmettre 25W à la charge de 8 Ω, l'enceinte (en régime sinusoïdal). 1- Quelle est l'amplitude maximale de la tension et du courant qui circule dans la résistance de charge ? 2- Pourquoi un simple AOP de type TL071 ne convient-il pas ? 3- Justifier le choix de RA et RB, sachant le niveau de e(t) est 770 mVRMS (efficace). Analyse approfondie : On se reportera au TD consacré à l'amplificateur différentiel pour la suite. Quelques conseils : Presentation_Theme.odt 3/4 3IMACS – Thème amplificateur de puissance à transistor 2009-2010 On utilisera à chaque fois les concepts de polarisation / dynamique, ce qui veut dire qu'un signal (tension et courant) sera vu systématiquement comme la somme d'une composante continue et d'une composante alternative. Exemple : Soit la grandeur courant i3, dont la représentation temporelle est la suivante : grandeur complète (y compris la composante continue – mode DC d'un oscilloscope) i3(t) i3 I30 ∆i3 = 2.î3 ∆i3 i3Max t grandeur alternative seule (la composante continue est exclue – mode AC d'un oscilloscope) i3t=I30i3t i3t i3 ∆i3 t Le modèle dynamique du transistor sera le suivant (ultra simplifié, valable en BF) ib B vbe rπ ic = . ib Ic β C I C1 I C0 vce E I b1 I b0 Vbe v u .u T r = be = T = i b I b0 I c0 0,6V Ib Vce sat Sauf indications contraires : uT = 25 mV β = 100 Vcesat = 0,2V Vbe0 = 0,6V (si le transistor est conducteur, c'est à dire non bloqué) Les tensions seront supposées référencées à 0V (sauf indication contraire) Presentation_Theme.odt 4/4 Vce