Projet d`électronique P2 n°1 Amplificateur audio de puissance

Benoît Decoux, janvier 2002 1
Projet d’électronique P2 n°1
Amplificateur audio de puissance
Durée : 3 séances
Objectif du Projet
Le but de ce projet est la mise au point d’un amplificateur audio de puissance 1 Watt. Le
montage sera réalisé sur plaquette à souder.
Il devra comporter :
- une sortie (monophonique) pour haut-parleur,
- une sortie pour casque,
ainsi que 2 entrées :
- l’une pour des signaux d’amplitude très faible provenant par exemple d’un microphone ou
d’une platine disque,
- l’autre pour les signaux d’amplitude plus importante provenant d’un lecteur de cassette,
d’un tuner, d’un lecteur de CD, etc. La tension de sortie dans le cas de ces signaux d’amplitude
importante est 600mV efficace (excepté dans le cas du lecteur de CD où l’amplitude peut être
encore plus importante).
Cet amplificateur comportera un étage pré-amplificateur pour le signal de faible amplitude, et
un étage de puissance pour la sortie du pré-amplificateur ou le signal de grande amplitude.
Schéma fonctionnel du projet
Le schéma suivant détaille le nombre de modules amplificateurs utilisés :
Cahier des charges
• Puissance de sortie : 1W (puissance max. des haut-parleurs utilisés, d’impédance 8Ω)
• Bande passante : 20Hz-20kHz
• Tension d’alimentation : 15V
• Sortie casque
• 2 tensions d’entrée : 1mV et 600mV (valeurs efficaces).

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Différentes échéances du projet
• 1ère séance : étude de l’amplification en tension sur plaquette à contacts, soudage de sa version
définitive
• 2e séance : étude de l’amplificateur de courant (push-pull) sur plaquette à contacts, soudage de
sa version définitive
• 3e séance : soudage du montage complet et validation finale
Rapport de projet
D’une dizaine de pages, il devra comporter un travail de synthèse, c’est à dire un résumé des
principales notions abordées dans ce projet.
Les critères de notation de ce rapport seront :
• La clarté : un lecteur ne connaissant pas le projet mais possédant votre niveau de
connaissances en électronique doit être capable de comprendre l’objectif, le choix des
solutions et le fonctionnement du montage.
• L’originalité (des rapports de binômes différents trop similaires entre eux seront sanctionnés).
Composants nécessaires au projet
Les composants nécessaires au projet seront distribués en début de projet (excepté les
résistances et condensateurs, disponibles dans les tiroirs en libre accès).
- 1 plaquette à souder
- 1 haut-parleur 8Ω, 1W
- 1 transistor 2N3055
- 1 transistor 2N2955
- 2 transistors 2N2222
- 2 transistors 2N2907
- 1 circuit TL84 (= 4 AO)
- 1 résistance de 10Ω, 1W
- 1 potentiomètre manuel de 100kΩ
- 1 fiche femelle jack 3,5mm
Remerciements
Merci à :
- Didier Achvar
- Olivier Desbrosse
- Mathieu Eliot
- Eric Lee
- Jean-Luc Paillard
- Joël Pelletier
pour leur aide dans la préparation de ce projet.

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Questions pour le compte-rendu de la 1ère séance
Les questions posées dans ce qui suit sont destinées à vous guider dans la progression du
travail pour vous permettre :
- d’atteindre l’objectif fixé dans les échéances prévues,
- de satisfaire les conditions du cahier des charges,
- d’être à même de faire des choix de montages judicieux en fonction du but recherché.
I) Amplification en tension
Q1. Donner le schéma d’un amplificateur de tension basé sur l’utilisation de 2 montages
amplificateurs inverseurs connectés en cascade. Proposer des valeurs de résistances adéquates
pour à satisfaire le cahier des charges, sachant que l’entrée à faible amplitude sera appliquée sur
l’entrée du 1er étage du pré-amplificateur (en vérifiant bien que le produit gain-bande du TL84 est
respecté à chaque étage, et en s’arrangeant pour que les gains des 2 étages soient à peu près les
mêmes). (3 points)
Q2. Du fait que l’on soit en mode mono-alimentation (pour respecter le cahier des charges), on
utilise le montage suivant, pour le premier étage :
En considérant que l’on peut assimiler les capacités à des court-circuits pour l’alternatif et des
circuits ouverts pour le continu, expliquer le rôle des composants ayant été ajoutés par rapport au
montage bi-alimentation. (2 points)
Q3. Montrer qu’en régime statique (pas de signal alternatif en entrée), ce montage se comporte
comme un suiveur. Quelle est la tension présente alors sur sa sortie ? (2 points)
Q4. Montrer qu’en régime dynamique on obtient bien un amplificateur non-inverseur. (2 points)
Q5. Montrer l’avantage du montage non inverseur mono-alimentation par rapport au montage
inverseur du point de vue de l’impédance d’entrée. (2 points)
Q6. Donner le schéma de l’amplificateur mono-alimentation comportant 2 étages. (2 points)
Q7. Quel est le gain en tension en décibels correspondant à l’amplification maximale du
montage (celle qui est appliquée à l’entrée de faible amplitude) ? (2 points)

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Q8. Sachant que le condensateur de liaison d’entrée forme avec le reste du montage un filtre
passe-haut, et à partir de l’impédance du montage vue à sa droite, quelle doit être sa valeur
minimale ? (2 points)
Q9. Utiliser un raisonnement similaire pour choisir une valeur adéquate pour l’autre condensateur
du montage (condensateur de découplage). (2 points)
Q10. Préciser la polarité des condensateur sachant que le pôle + doit toujours être à un potentiel
supérieur au pôle -. (1 point)

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Projet d’électronique P2 n°2 :
Amplificateur audio de puissance
Séance 2/3
Avertissement
Cette séance comporte de nombreuses questions théoriques. Il est fortement conseillé de les
préparer à l’avance, et surtout de comprendre le sujet, pour pouvoir terminer les questions
expérimentales pendant la séance (et rester dans les délais prévus pour terminer le projet à la 3e
séance). Ce projet fait appel à de nombreuses notions étudiées en cours en ce moment.
Programme de cette 2e séance :
Etude de l’étage de puissance (montage push-pull) et insertion dans le montage complet.
Programme de la 3e séance
• Attention une interrogation écrite portant sur l’utilisation du matériel
d’expérimentation et sur le projet actuel, est prévue pour la 3e et dernière séance de ce
projet.
• Validation du montage complet sur plaquette à souder.
Module à valider
Amplificateur non-inverseur à AO, avec rétroaction de la sortie du push-pull en entrée de l’amplificateur (correspond
à Q18). (3 points)
Questions pour le compte-rendu de la 2e séance
Etude du fonctionnement du push-pull
Dans un premier temps on utilise le montage push-pull ci-dessous. Le rôle des résistances
d’émetteur est de protéger le montage contre l’emballement thermique. Le rôle des résistances de
base est de polariser le transistor.
Q1(p). Câbler ce montage. Appliquer une tension d’entrée ve d’amplitude 1V et de fréquence
1kHz, issue du générateur de fonctions. Appliquer la sortie du montage à la résistance de charge
de 8Ω/1W. Relever la tension présente sur la sortie du montage quand les 2 diodes utilisées dans
le montage sont présentes, puis lorsqu’elles sont court-circuitées par des fils. En déduire le rôle de
ces 2 diodes. (1 point)