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Electronique > Réalisations > Amplificateurs > Ampli BF 001

Dernière mise à jour : 19/05/2007

Caractéristiques principales

Puissance : 10 W
Tension : +12 V à +18 V
Technologie : Circuit intégré TDA2003 (ou TDA2002)

Présentation

Cet ampli, sans grandes prétentions, est simple à réaliser, et fonctionne à l'aide d'une unique source d'alimentation comprise entre +12V et +18V.

Ampli BF 001 - PCB

Il repose sur l'emploi d'un amplificateur intégré de type TDA2003, capable à lui seul de délivrer une puissance de l'ordre de 10W sur une charge (HP) de 2 ohms. Grace à l'emploi de deux circuits intégrés de ce type montés en pont, il est possible de quadrupler la puissance de sortie BF, et passer ainsi à 40W avec une même tension d'alimentation, comme décrit à la page Amplificateur BF 002.

Le schéma

Le schéma suivant, basé sur la note d'application de SGS-Thomson, laisse entrevoir la relative simplicité de cette réalisation. Et c'est principalement ce qui a rendu le TDA2003 aussi populaire (après le TDA2002, un peu moins puissant mais que vous pouvez aussi utiliser ici sans rien changer d'autre dans les composants).

Ampli BF 001

Gain
Le gain est déterminé par le rapport des valeurs des résistances R1 et R2. Ces dernières permettent en effet de prélever une fraction du signal de sortie amplifié, pour le réinjecter à l'entrée inverseuse (borne 2). Dans le cas présent, le rapport est de 100 (220 / 2,2), le gain en tension est quasiment identique à cette valeur. Un signal BF d'amplitude 50mV est donc suffisant pour faire "cracher" 10W au TDA2003.

Cellule RC
Cette cellule, composée de R4 et C7, est destinée à augmenter la stabilité de l'amplificateur dans les hautes fréquences. Cette cellule n'est pas indispensable, elle dépend en fait un peu de la façon dont vous allez cabler les composants. Je vous conseille de la mettre, car elle ne peut que faire du bien. La valeur de R4 peut être comprise entre 39 et 47 ohms. Si vous souhaitez vraiment économiser sur ces composants, prévoyez leur tout de même une petite place sur votre CI, et implantez-les dans le cas où cela s'avère nécessaire.

Sortie
La sortie s'effectue sur la borne 4 du TDA2003, le raccord au haut-parleur passe par un condensateur chimique de forte valeur, ici C3. Ce condensateur évite d'appliquer au HP la tension continue présente en sortie du CI (environ moitié de la tension d'alim), qui serait néfaste à ce dernier. Sa valeur n'est pas très critique, vous pouvez éventuellement utiliser un 470uF ou un 2200uF. Le réseau R3/C4 permet de garantir une charge minimale au TDA2003 pour les fréquences les plus élevées. En effet, un HP présente la particularité de voir son impédance grimper aux fréquences haute du spectre sonore. Ce réseau est donc une sorte de compensation permettant au TDA2003 de voir moins de variation d'impédance sur sa sortie. Si vous ne le mettez pas en place, vous vous exposez à de possibles suroscillations et/ou à de la distorsion.

Alimentation
L'alimentation du TDA2003 s'effectue entre les pattes 3 (masse) et 5 (+V). La semelle métallique du CI est reliée à la masse, et donc à la patte 3.  Le découplage d'alimentation assuré par le couple C5 et C6 est impératif ! Ces condensateurs sont absolument indispensables, et devront dans la mesure du possible être très près du TDA2003, ou être reliés avec un fil ou piste de CI de forte section. Le TDA2003 est en effet capable de délivrer un courant de 3,5A en sortie, ce qui est loin d'être négligeable. La tension d'alimentation de +18V est un maximum à ne pas dépasser. Le circuit supporte certes une tension supérieure (jusqu'à 28V) mais la symétrie en sortie n'est plus assurée, de sorte qu'il est impossible de sortir plus de puissance qu'avec 18V, sans distorsion. Notez que vous pouvez aussi opter pour une tension d'alim plus faible, +12V par exemple, si vos besoins en puissance sont modestes et ne requierent pas les 10W annoncés.

Impédance du HP et puissance de sortie
Vous pouvez utiliser un HP ou une associaiton de HP dont la valeur est comprise entre 2 et 8 ohms. La puissance de 10W indiquée pour 2 ohms (2 HP de 4 ohms placés en parallèle par exemple) diminuera si vous optez pour un HP d'impédance plus élevée (c'est le cas pour tous les amplis BF, à ma connaissance tout du moins).
Avec 2 ohms : 10W
Avec 4 ohms : 6W
Avec 8 ohms : 3W

Vérifications
Lors de la mise sous tension (qui doit suivre une vérification rigoureuse du cablage n'est-ce pas), et sans signal BF à l'entrée, vous pouvez placer votre doigt sur le TDA2003. S'il devient très chaud ou bouillant au bout de quelques secondes, arrêtez tout, car il y a soit une oscillation parasite, soit une erreur de cablage. Si vous n'avez pas placé les composants R4/C7 et R3/C4, c'est le moment de le faire. Si le CI ne chauffe pas, vérifiez si vous le pouvez, le courant consommé au repos (donc toujours sans BF à l'entrée). Il doit être compris entre 40mA et 100mA au grand maximum.

Utilisation comme Booster d'autoradio

Il est possible d'utiliser ce schéma pour réaliser un booster d'autoradio, à condition d'ajouter un pont diviseur résistif en entrée, pour amener le niveau BF présent en sorties amplifiées de l'autoradio (sorties HP), à un niveau acceptable pour l'ampli. Le pont diviseur doit apporter une atténuation d'un rapport de 20 environ. Deux résistances de 220 ohms et de 10 ohms conviendront très bien. Pour un autoradio dont une des deux bornes du HP est reliée à la masse (vérification avec un ohmètre), brancher comme indiqué ci-dessous.

Booster attenuateur 001a

Pour un autoradio dont aucune des deux bornes du HP n'est reliée à la masse (amplificateur en pont, vérification avec un ohmètre), brancher comme indiqué ci-dessous.

Booster attenuateur 001b

Descriptif TDA2003 (ou TDA2002)

Le TDA2003 (ainsi que le TDA2002, un peu moins puissant) se présente sous la forme d'un boitier TO220 doté de cinq pattes : une rangée de deux pattes + une rangée de 3 pattes. Ce type de boitier est appelé "Pentawatt5" (Pentawatt modèle 5 pattes). Il existe deux sortes de TDA2003 : le modèle horizontal (TDA2003H) et le modèle vertical (TDA2003V), voir photos ci-dessous. Ils sont identiques électriquement et fonctionnellement, choisissez simplement celui qui vous convient le mieux en fonction de la disposition des composants et du radiateur. Remarquez sur les photos, que la référence du modèle horizontal est la même que celle du modèle vertical, les deux CI sont appelé TDA2003. Pensez donc à vérifier l'orientation du circuit lors de l'achat... Plier les pattes après coup est possible, mais si on peut l'éviter, cela vaut mieux.

TDA2003H TDA2003V 

TDA2003 - Brochage
Vue de dessus

Numéro broche
 Appellation
 Fonction
 Remarque
1
 Non Inverting Input Entrée non inverseuse -
2
 Inverting Input Entrée inverseuse -
3
 Ground Masse Masse reliée à la semelle métallique du boitier
4
 Output Sortie
 Sortie BF amplifiée
5
 Supply Voltage Alimentation 18V, max 28V (supporte 40V mais pendant 50ms max)


TDA2002
 TDA2003
Alimentation
 8 V à 18 V (max 28 V)
 8 V à 18 V (max 28 V)
Courant max en sortie
 3,5 A (4,5 A en pointes)
 3,5 A (4,5 A en pointes)
Puissance max dissipable
 15 W
 20 W
Puissance de sortie
 8 W / 2 ohms / alim 14,4 V
6,5 W / 4 ohms / alim 16 V
 10 W / 2 ohms / alim 14,4 V
6 W / 4 ohms / alim 14,4 V
Impédance de charge minimale
 1,6 ohm
 1,6 ohm

Vieux circuits imprimés

Mes premiers typons étaient réalisés avec des pastilles et des rubans Mecanorma. Et mes premiers amplis pour voiture à base de TDA2002 ou TDA2003 y sont passés tout naturellement.

Typon Ampli 4 x TDA200x

Je ne m'étais pas embêté pour la distribution d'alim : une pastille directement collée à la patte 5 de chaque TDA200x, pour y relier un fil électrique vers les autres pastilles marquées +++++. Je n'arrive pas à me rappeler ce que j'avais bien pû mettre en série avec l'arrivée +12V. Une self, peut-être bien.

Circuit imprimé... plus récent

Ah, l'informatique...

Ampli BF 001 - PCB

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