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Dernière mise à jour : 02/12/2007
Avertissement
Réalisation
en cours. Les
schémas qui suivent n'ont pas encore été
testés en grandeur nature !
Il peut subsister des erreurs de saisie, fonctionnement non garanti
pour le moment (ni plus tard, vous pensez bien).
Caractéristiques principales
Puissance : 8 x 300 mW
(4 sorties stéréo pour casques 16 ohms ou 32 ohms)
Tension : +9 V
Technologie : Circuits
intégrés spécialisés
Présentation
Cet amplificateur pour casques permet d'attaquer quatre
casques de
façon individuelle, et est doté de quatre amplificateurs
pour casques
distincts. La source sonore appliquée à l'entrée
de chaque
amplificateur provient d'un distributeur de modulation interne,
lui-même alimenté par une source audio unique. En temps
normal, les
quatres amplis sont donc alimentés par la même source
sonore. Un jack à
coupure, situé entre la sortie du distributeur de modulation et
l'entrée des amplis, permet d'utiliser un des amplis casque
avec
une source sonore annexe. On peut donc voir ce montage comme un
distributeur de modulation avec quatre sorties casque, ou comme quatres
amplificateurs casques totalement distincts.
Le synoptique
Le synoptique qui suit permet une vue d'ensemble de l'ampli casque
multiple.
Le
premier étage d'amplification AMP0 assure l'adaptation
d'entrée, sous
une impédance voisine de 47K, et l'alimentation en audio des
quatre
amplificateurs AMP1 à AMP4. Les quatre amplis reçoivent
donc bien la
même source sonore. Si maintenant on insère un jack dans
le connecteur
J2 (entrée In2), l'ampli AMP2 travaille avec une source sonore
différente de celle fournie aux trois autres amplis.
Quel type d'amplificateur utiliser ?
Il
faut dire que l'on a le choix. Topologie AOP + transistors, AOP seuls,
ou amplificateurs intégrés ? J'ai un peu
hésité, mais pas trop
longtemps, finalement. Comme j'ai déjà
réalisé des amplis casque avec
des AOP épaulés de transistors et d'autres avec seulement
des AOP (voir
page Amplificateurs),
je me suis dit qu'il fallait changer un peu, et ai donc opté
pour des
circuits intégrés dédiés amplification
audio. Bien. Mais même arrivé à
ce stade, on a le choix. Maxim, Texas Instrument, National
Semiconducteur, Philips, pour ne citer qu'eux, proposent plusieurs
solutions intégrés, de l'ampli simple (mono) au sextuple
(pour du 5+1).
Mon choix s'est finalement porté sur un circuit qui n'est pas
neuf, et
qui est un TDA2822. Raisons principales ? Boitier DIP et
disponibilité.
Les autres circuits sur lesquels je m'étais penché
(LM4880, TPA6111A2,
MAX9722) sont moins bien distribués en france et quand ils le
sont, ne
sont disponibles qu'en version CMS. Mon choix est très
certainement
discutable, le TDA2822 étant sans aucun doute moins
performant que
les circuits plus récents précités, qui sont
largement utilisés dans
les cartes son PC et équipements audio portables tels que les
balladeurs MP3. Donc dans le cas présent, pas de circuit dernier
cri,
pas de classe D (numérique) pour l'amplification, ni de DirectDrive. Et je
ferai avec, car
ce projet n'a pas vocation à entrer dans la catégorie
haut de gamme. Je suis un petit joueur.
Remarque
: le TDA2822 existe en boitier 8 pattes (TDA2822M) et en boitier 16
pattes (TDA2822). Pour le boitier le plus grand, certaines pattes ne
sont pas utilisées, et d'autres sont reliées à la
masse et permettent
une meilleur dissipation thermique via une zone de cuivre
élargie sur
le circuit imprimé. J'ai choisi le modèle 16 pattes pour
cette raison.
Le schéma
Le schéma qui suit représente une seule voie
stéréo (AMP1, AMP2, AMP3 ou AMP4 visible sur le
synoptique), il s'agit donc d'un circuit à faire en
quatre exemplaire.
Ce que montre le schéma complet qui suit, sur lequel on note
également la présence du circuit d'entrée (AMP0
sur le synoptique). Bon,
évidement, ça semble complexe, surtout si on ne
l'agrandit pas (le schéma précédent fait forcement
moins peur, n'est-ce pas).
Pour
ce qui est du choix des composants articulés autour des TDA2822,
je ne me suis pas fatigué du
tout,
puisque je me suis contenté d'adopter les valeurs
proposées par le
fabriquant
dans sa doc technique (datasheet). Pour l'étage d'entrée
par contre, ce fut un enfer, il a fallu que je ressorte une doc, ayant
un doute sur la façon de procéder.
Etage d'entrée
Utilisation d'un TL082, comportant deux AOP cablés ici en
amplificateur non inverseur. Diable, nos petits TDA2822 apportent
déjà un
gain honorable de 40 dB (gain de 100) et il veut encore en ajouter ?
Oui, mais rassurez-vous, juste un petit peu. Juste ce qu'il faut pour
s'assurer que l'étage d'entrée reste stable, un gain
inférieur à 3 dans cette configuration de cablage
étant peu conseillé. Le gain est fixé par le
rapport des résistances R110 / R112 et R111 / R113, et avoisine
ici la valeur de 5. Comme nous travaillons ici avec une
alimentation simple, il nous faut créer un point de
référence centrale, entre la masse et le +Valim, pour
laisser libre champs à notre signal audio. On choisit la
moitié de la tension d'alim, qui sert alors de masse
virtuelle.
Cette masse virtuelle correspond au point commun R006 / R007, qui
fournit un petit +4,5 V si la tension d'alim est de +9 V. Ce point est
découplé à la masse via un petit condensateur
chimique de 47 uF, C006. Notez au passage un autre petit
découplage local assuré par le couple R005 / C005 pour
l'alimentation du TL082, qui se trouve ainsi correctement
séparée (isolée) des petites variations de tension
occasionnées par les étage de puissance. Les
entrées positives des deux AOP d'entrée U001:A et U001:B
sont polarisées en continu par la demi-tension d'alim au travers
des résistances R008 et R009, et le signal audio "tourne" ainsi
autour de cette tension. Les condensateur
de
liaison C009 et C010 empêche que cette demi-tension d'alim ne
retourne sur les potentiomètres
d'entrée, afin de limiter l'apparition trop rapide de
crachements. Dans le même esprit, les condensateurs de liaison
C007 et C008 bloquent toute composante continue qui viendrait
éventuellement de la sortie fournissant la source sonore.
Distribution de la source
audio
C'est l'étage d'entrée qui se charge de celà, en
ayant sa sortie directement raccordée sur les quatre
potentiomètres de niveau (RV101, RV201, RV301 et RV401) des
étages amplis. Tout du moins lorsqu'aucun jack à coupure
(J101, J201, J301 et J401) n'est mis à contribution. Vous
noterez l'absence de condensateurs de liaison sur les entrées
jack annexes, certes inutiles quand les jack ne sont pas
employés (il y a déjà les condensateurs C013 et
C014 pour faire le boulot), mais qui auraient pû faire plaisir
à certains quand les jacks sont utilisés. A vous de voir
s'il est judicieux d'en ajouter ou non.
Amplification de puissance
J'ai déjà tout dit : pour
ce qui est du choix des composants articulés autour des TDA2822,
je ne me suis pas fatigué du
tout,
puisque je me suis contenté d'adopter les valeurs
proposées par le
fabriquant
dans sa doc technique (datasheet).
L'alimentation
Une alimentation
secteur simple (non symétrique) est utilisée ici, cette
dernière est dimensionnée
pour alimenter en continu les quatre amplis casques. J'allais oublier :
la tension nécessaire. 6 V au grand minimum, à cause du
circuit d'entrée. 15 V grand maximum, à cause des amplis
de
puissance. Conseillé : 6 V à 9 V. Afin de garantir
une bonne isolation entre chaque ampli, un découplage
d'alimentation
est assuré pour chaque ampli (R001 à R004,
associées à C001 à C004). Les
résistances R001, R002, R003 et R004 sont des modèles 1
W,
qui seront soudées à quelques
millimètres du circuit imprimé (ne pas les plaquer contre
pour
faciliter la dissipation thermique). Les condensateurs C001, C002, C003
et C004 sont des
chimiques dont la tension de service est de 16 V ou 25 V. Comme tous
les
autres chimiques du montage, d'ailleurs.
Attaque de haut-parleurs ?
Oui, on peut mettre des petits haut-parleurs 4 ohms ou 8 ohms sur les
sorties casque. On obtient ici une puissance de l'ordre de 300 mW par
canal, sur une charge de 32 ohms (casque) et avec une alim de 9 V. Sur
HP 4 ohms et avec une alim de 6V, la puissance de sortie peut atteindre
650 mW. Et sur HP 8 ohms et avec une alim de 9 V, la puissance peut
grimper à 1 W. Ce qui permet d'entendre quelque chose,
même sur des HP ayant
un rendement plutôt moyen (mais vous savez, si l'on compare le
rendement des touts petits HP et des gros HP de puissance...). Bref,
vous avez là un petit système 5+1 ou 7+1 (très)
grand public. Attention tout de même, ça risque de faire
un peu juste pour un caisson de basses...
Le circuit imprimé
Au
départ, j'avais pensé faire un système modulaire,
avec une carte
mère et autant de cartes filles que d'amplificateurs
stéréo, afin de
pouvoir par la suite essayer plus facilement d'autres modules
d'amplification. J'ai finalement jugé cela non
nécessaire, et me suis
décidé à dessiner un unique circuit imprimé
pour l'ensemble. Je
conserve cependant une approche de dessin de type "modulaire",
où les
sections d'amplification sont bien séparées, pour
que le
remplacement des circuits utilisés par d'autres, puisse toujours
être
envisagé.
