Amplificateur de puissance 56w audio hautes performances

Le LM3876 de chez 'National Semiconductor' est un amplificateur de puissance audio hautes performances capable de délivrer 56W de puissance moyenne continue dans une charge de 8  avec 0,1% de Distorsion Harmonique Totale plus le Bruit (THD+N) sur une plage de fréquences de 20 Hz à 20 kHz.

Description du montage
le schéma de principe.

Les performances du LM3876, utilisant un circuit de protection instantanée contre les pics de température (SPIKe: 'Self Peak Instantaneous Temperature Protection Circuitry'), le positionnent au-dessus de la classe des amplificateurs discrets et hybrides en lui procurant une plage de fonctionnement en toute sécurité de façon inhérente et dynamique (SOA: 'Safe Operating Area'). La protection SPIKe signifie que la structure interne du composant est mise à l'abri en sortie contre toute surtension, surcharge, incluant les courts-circuits des alimentations et les pics de température. Le LM3876 maintient un excellent rapport signal sur bruit, supérieur à 95 dB minimum, avec un niveau de bruit très faible de 2,0 µV. Il inclut aussi un circuit de mise en 'sourdine'. Décrivons maintenant l'utilité de ces divers composants que l'on trouve sur le schéma de principe. P1 agit en tant que contrôle du volume sonore en ajustant le niveau de tension en entrée de l'amplificateur, proportionnellement à son réglage. R1 limite le courant sur l'entrée non inverseuse de l'amplificateur qui possède une faible impédance d'entrée. R3 est la résistance sur l'entrée inverseuse de l'amplificateur qui contribue au gain en alternatif en association avec R2. C4 est la capacité de contre-réaction qui assure un gain égal à 1 en continu. R5 est la résistance de mise en 'sourdine' de l'amplificateur, qui permet à sa broche 8 de fournir un courant de 0,5 mA lorsque la fonction 'sourdine' est hors fonction (interrupteur fermé). R5 est calculée avec la formule: R5 <= (|V-| - 2,6V)/I8 , avec I8 >= 0,5 mA (se référer à la courbe d'atténuation de la fonction 'sourdine' selon le courant sur la broche 8, dans les caractéristiques du LM3876).
C6 est la capacité qui assure une grande constante de temps pour la mise en fonction et hors fonction de la 'sourdine'. L1 produit une forte impédance aux hautes fréquences: ainsi R4 peut découpler une charge hautement capacitive, réduit aussi le facteur Q du circuit résonnant série dû à la charge capacitive. Cette inductance assure également une faible impédance aux fréquences basses pour court-circuiter R4 et ainsi laisser passer les signaux audio vers la charge. C2 et C5 filtrent les alimentations de l'amplificateur. C1 et C3 assurent un filtrage supplémentaire des alimentations à l'entrée de la carte. Enfin, S1 met en 'sourdine' la musique entrant dans l'amplificateur lorsque cet interrupteur est ouvert.
Parlons à présent d'un point très important: le choix du radiateur pour refroidir l'amplificateur. L'objectif principal pour un amplificateur audio est de garder la température de son boîtier à une valeur permettant à son circuit interne de protection thermique de fonctionner sous des conditions normales. Ainsi, le radiateur doit être choisi de manière à dissiper la puissance maximale de l'amplificateur pour des tensions d'alimentation et un taux de charge donnés. Avec des impulsions de forte puissance d'une durée supérieure à 100 ms, la température du boîtier de l'amplificateur augmenterait de façon dramatique sans l'emploi d'un radiateur de refroidissement. Pour le choix du radiateur en fonction de l'application audio désirée par l'utilisateur, il faut se référer à la courbe des caractéristiques du LM3876 représentant la puissance maximale dissipée en fonction de la tension d'alimentation, ainsi que celles représentant la puissance dissipée en fonction de la puissance de sortie. L'utilisateur se référera ensuite au tableau des mêmes caractéristiques représentant la résistance thermique maximale du dissipateur en fonction de la température ambiante. Afin de ne pas encombrer cet article de formules pour les calculs détaillés des différentes résistances thermiques entrant en ligne de compte, le lecteur pourra se référer à des articles précédents ou à des livres traitant de ce sujet. Comme règle de base, il faut se rappeler que plus la résistance thermique du radiateur est faible et plus ce radiateur a un pouvoir dissipateur de puissance élevé.
Réalisation pratique
Tracé du circuit imprimé
Implantation des composants
Le câblage du circuit ne présente pas de difficulté majeure. On commencera par les composants les plus bas pour finir par le potentiomètre et l'amplificateur. Ce dernier ne peut être monté à l'envers car il n'a pas le même nombre de broches sur chacune de ses deux rangées. L'utilisateur terminera par le choix du radiateur pour le LM3876 en fonction de son application visée et des tensions d'alimentation du montage qui peuvent aller de  12V à  40 V.

Publie sue Magazine Electronique Pratique N°212 - Mares 1997

1 commentaire:

Rodrigue AKILIMALI a dit…

J'aimerais savoir si cet amplificateur est plus perfome que le TDA7379 ou TDA7377

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