Electronique > Réalisations > Amplificateur commandé en tension (VCA) 002
Dernière mise à jour : 12/08/2006Présentation
L'amplificateur dont il est question ici permet de réaliser une commande de volume à partir d'une tension continue, tout comme le permet le montage Amplificateur commandé en tension 001. Ce type de montage est aussi connu sous l'appellation de VCA (Voltage Controlled Amplifier). Il est possible de déporter la tension continue de commande sans risque de ronflette ou d'augmentation de la distorsion. Ce schéma est basé sur un montage existant, publié dans la revue Electronique pratique de février 1994, et que j'ai un peu adapté.Le schéma
Ce schéma ne fait pas usage de composant exotique comme le LM13700 ou autre VCA ou ampli à transconductance, et ne devrait pas poser de problème de réalisation.
Réglage du volume
Ce montage repose sur l'emploi de deux transistors montés en différentiel, Q1 et Q2. Ces deux transistors agissent comme "distributeur de courant", le courant fournit par Q3 va se répartir entre les deux transistors Q1 et Q2, proportionnellement à la valeur de la tension appliquée sur la base de Q1, qui elle-même est directement liée à la tension de commande. Si l'on augmente la tension sur la base de Q1, ce dernier devient de plus en plus conducteur, et l'atténuation devient de plus en plus importante : le signal audio présenté à l'entrée du montage va se retrouver de plus en plus affaibli en sortie. A ce titre, il serait plus honnête d'appeler ce montage "Atténuateur commandé" plutôt que "Amplificateur commandé", puisque le gain maximal ne dépassera pas 0 dB. Mais qu'importe, tout n'est toujours question que de référence, et la fonction de réglage de gain est bien là, c'est le principal.Petit inconvénient du système : la plage de variation de l'atténuation, qui s'étalle tout de même sur 90 dB, est obtenue avec une différence de tension de moins d'un volt en entrée de commande : la tension de commande doit en effet être comprise entre 6,9V (pour un volume max en sortie) et 7,5V (pour un volume min en sortie). Cela interdit l'emploi d'un potentiomètre de réglage directement raccordé entre les bornes d'alimentation, et impose l'emploi de résistances talon pour limiter l'étendue du réglage. Mais il s'agit là d'un petit inconvénient largement compensé par l'usage de composants courants.
Potentiomètre de commande
Le potentiomètre de commande est encadré par des résistances talon, afin de présenter une tension dont l'étendue (plage de variation) est faible : entre 6,9V et 7,5V. On peut ainsi utiliser la totalité de la course du potentiomètre pour régler le volume de façon plus agréable (sans les résistances talon, la course utile du potentiomètre aurait été entièrement ratatinée en son centre).
L'usage de petits potentiomètres ajustables en plus des résistances talon permet un ajustage du min et du max avec une grande précision. Sans être obligatoires, ils sont fortement conseillés.
Niveau d'entrée
Ce montage est prévu pour être attaqué par un signal BF de niveau ligne, c'est à dire dont l'amplitude est de quelques centaines de mV ou de quelques volts. Ne dépassez pas 6 volts crête à crête en entrée, afin de ne pas atteindre le seuil d'écrêtage. Si votre source audio dépasse 6V d'amplitude, modifiez la résistance R1 en conséquence. Elle forme un pont diviseur avec la résistance R2 de 100K. Pour atténuer dans un rapport de deux (-6 dB), choisissez pour R1 la valeur de 100K. Pour atténuer dans un rapport de quatre (-12 dB), choisissez pour R1 la valeur de 300K. Pour plus de détail concernant l'atténuation par pont diviseur résistif, merci de vous repporter à la page Atténuateur BF fixe.Etage de sortie
Dans le schéma d'origine, l'étage de sortie est constitué d'un transistor monté en collecteur commun (suiveur de tension), et dont la base est reliée directement sur le point commun Q2 / R8. L'étage différentiel provoquant une inversion de phase du signal entrant, j'ai préféré utiliser un étage inverseur en sortie, afin de restituer sa phase originale au signal audio. C'est la raison d'être de l'AOP U1 de type NE5534, monté en amplificateur inverseur. Son gain, qui est fixé par la valeur des résistances R14 et R15, voire aussi du potentiomètre RV4 si vous décidez de le mettre, est faible, un poil supérieur à 1. Il est inutile d'amplifier le signal BF de façon démesurée, sachant qu'il est sensé avoir une amplitude niveau ligne en entrée. A la limite, on pourra pousser un peu le gain, disons jusqu'à quatre (soit +12dB) au maximum, en augmentant la valeur de R15 à 330K, pour rattrapper une source un peu faiblarde. Mais n'abusez pas des bonnes choses...Alimentation
La polarisation des transistors a été calculée avec une alimentation 12V. On se contentera d'une alimentation simple (non symétrique), telle que celle présenté à la page Alimentation simple 001, et pour laquelle vous devrez utiliser un transfo 230V/12V et un régulateur de type LM7812.Extension pour système 5+1
Plusieurs personnes m'ont écrit pour me demander comment
réaliser un réglage de volume pour une installation 5+1
avec un seul organe de réglage. Ce montage est bien
adapté à cet usage, il suffit de le dupliquer en six
exemplaires, et d'utiliser un potentiomètre de commande unique
pour la commande en tension simultanée de chacun des modules,
chaque entrée de commande étant alors placée en
parallèle avec les autres. Afin de ne pas perturber le
réglage de commande lorsque plusieurs modules sont placés
en parallèle, un AOP
monté en suiveur de tension a été ajouté
pour baisser l'impédance de la section de commande. Un
condensateur de 220 nF est cablé entre le curseur du
potentiomètre de réglage et la masse, vous ne devez pas
implanter dans ce cas précis, les condensateurs C2 de 220nF de
chaque module (ils se retrouveraient tous en parallèles et
présenteraient une charge capacitive trop élevée
pour l'AOP monté en suiveur).
Pour ce type de configuration, je vous suggère fortement de mettre en place le potentiomètre RV4 qui permet d'ajuster avec précision le gain de l'étage de sortie, et que j'ai indiqué comme étant optionnel pour une application standard. Il vous sera ainsi possible d'effectuer un alignement précis de l'ensemble des voies.