De nombreux circuits intégrés remplissant le rôle de potentiomètres ont fait leur apparition sur le marché depuis quelques temps déjà. Outre le fait que leur prix soit sensiblement équivalent à celui d'un bon potentiomètre classique, ils ont l'avantage de ne présenter aucune usure, quel que soit le nombre de manipulations auxquelles ils sont soumis.
Le montage que nous vous proposons de réaliser est un exemple d'application de ces circuits intégrés, bien que le montage par lui-même soit tout à fait utilitaire puisqu'il s'agit d'un préamplificateur HI-FI. Sa bande passante s'étale entre 20 Hz et 30 kHz. Les applications de ce dernier seront donc nombreuses. Tel qu'il est conçu, le réglage du volume ne pourra se faire que manuellement, mais rien ne s'oppose à ce que l'on utilise une télécommande H.F. basée sur l'emploi des très connus modules MIPOT. Nous avons, par exemple, proposé dernièrement à nos lecteurs, la réalisation d'une télécommande à 4 voies simultanées et sorties sur relais électromécaniques. Ce montage conviendra fort bien pour la commande du préamplificateur. D'autre part, la commande du circuit intégré peut être réalisée à l'aide de signaux logiques aux normes TTL. On pourrait donc également imaginer un montage numérique automatique permettant soit d'augmenter, soit de baisser le niveau sonore en fonction d'événements extérieurs.
Le circuit intégré X9514W
Le circuit intégré X9514W, potentiomètre logarithmique de 10 k , est fabriqué par la société XICOR. C'est un circuit contrôlé par l'action sur des bouton-poussoirs. Il est composé de 31 éléments résistifs disposés en série, dont chaque jonction est accessible, comme sur un potentiomètre classique, par le curseur. La figure ci-contre donne le schéma interne du X9514W. La figure ci-dessous représente son brochage ainsi que la dénomination et la fonction de chacune de ses broches que nous allons maintenant voir dans le détail:
VH et VL (broches 3 et 6) : ce sont les extrémités du réseau de 31 résistances qui correspondent aux bornes extrêmes d'un potentiomètre mécanique. Les tensions minimales et maximales admissibles par le réseau sont -5 V et +5 V, ce qui permet de couvrir la majorité des cas de figure. PU (broche 1) : c'est l'entrée utilisée afin d'incrémenter la valeur de la résistance comprise entre VL et Vw (curseur). Cette entrée est munie d'un système anti-rebonds qui permet de ne pas prendre en compte tout signal d'une durée typique inférieure à 40 ms. Elle est maintenue à un niveau haut au moyen d'une résistance de rappel interne. Sa mise à la masse, que ce soit par action sur un bouton-poussoir ou par l'application d'un niveau logique bas positionne le curseur à la position suivante.
PD (broche 2) : cette entrée fonctionne de la même manière que l'entrée PU, sauf que sa mise à la masse décrémente la valeur de la résistance. Un appui d'une durée maximale de 375 ms sur l'un des bouton-poussoirs (incrémentation ou décrémentation), permet au curseur d'avancer d'un pas. Si l'appui est permanent, le curseur, au bout d'une durée de 375 ms, avancera d'un pas toutes les 75 ms maximum.
ASE (broche 7) : c'est l'entrée permettant le stockage automatique de la position du curseur. Deux configurations peuvent être envisagées: 1. si la broche est connectée à la masse, la mémorisation est automatique lorsque le circuit est mis hors tension. La position du curseur est stockée dans une EEPROM. Lors de la prochaine mise sous tension, le contenu de la mémoire est examiné et le compteur est configuré à l'aide de la dernière valeur stockée; 2. si la broche est maintenue au niveau haut à l'aide d'une résistance de 20 k , la mémorisation n'est pas automatique et elle devra être effectuée par la mise au niveau bas à l'aide d'un bouton-poussoir ou d'un signal TTL.
Notre montage étant stéréophonique, il suffira de se reporter au schéma de l'une des voies. L'entrée s'effectue sur un connecteur RCA. L'impédance est fixée à 47 k environ. La résistance de 1 k , ainsi que la résistance de masse de 47 k pourraient voir leur valeur changer si un signal de haut niveau était appliqué à l'entrée du préamplificateur. Un signal issu d'un lecteur C.D. atteint par exemple 2V RMS. Dans ce cas, on pourrait choisir une valeur de 22 k pour les deux composants. Il ne faudra pas oublier que le X9514W n'admet pas un signal dont l'amplitude est supérieure à 10 Vcrête à crête.
Le signal est appliquée à l'entrée non inverseuse d'un amplificateur opérationnel configuré en suiveur de tension ou buffer. Celui-ci est un amplificateur double de type OP2604A contenu dans un seul boîtier, qui présente d'excellentes caractéristiques dans le domaine des basses fréquences. On pourrait éventuellement utiliser le NE5532 si l'on ne pouvait se procurer le premier type de circuit. La sortie du buffer attaque directement l'entrée VH du potentiomètre électronique X9514W. L'entrée VL est, quant à elle, connectée à la masse puisque le potentiomètre est utilisé en potentiomètre de volume. Les entrées PU (augmentation), PD (diminution) et ASE (mémorisation) sont connectées à des bouton-poussoirs. Le curseur (sortie VW) est relié à l'entrée non inverseuse d'un second amplificateur opérationnel, de même type que le premier. Cette fois, l'amplificateur est monté en amplificateur non inverseur dont le gain est fixé par les deux résistances insérées entre sortie et entrée inverseuse (contre-réaction) et entrée inverseuse et masse. En considérant l'étage représenté dans la partie supérieure du schéma, la formule donnant le facteur d'amplification est: Gv = (R18/R20) + 1 Avec les valeurs retenues ici, le gain sera approximativement de 3. Il pourra d'ailleurs être modifié à la demande par le changement de la valeur de la résistance R20. La liaison de sortie est capacitive. Le condensateur pourra avoir une valeur comprise entre 4,7 µF et 10 µF et devra être de type non polarisé. Les amplificateurs opérationnels sont alimentés sous une tension symétrique de + et - 20V à l'aide de cellules de filtrage très efficaces, constituées d'une résistance de 10 et de condensateurs de 1000 µF et 100 nF. Nous avons signalé plus haut que les amplificateurs opérationnels OP2604A pourront être remplacés par des NE5532. Ces derniers n'admettent pas une tension d'alimentation supérieure à + et - 18V . C'est pourquoi celle-ci a été prévue réglable. Nous avons utilisé des régulateurs de tension ajustables de type LM317 et LM337. Les diodes insérées entre entrée et sortie de ces régulateurs servent à leur protection lors de la mise hors tension du préamplificateur. En effet, les capacités chimiques des cellules de filtrage des amplificateurs opérationnels emmagasinent une énergie qu'ils restituent lorsque l'alimentation est coupée. Les régulateurs se voient alors appliquer une tension sur leur sortie, tension qui pourrait entraîner leur détérioration sans la présence des diodes qui écoulent cette tension vers leurs entrées. L'alimentation des X9514W est assurée par un régulateur 7805 connecté sur la sortie de l'alimentation positive. Une diode LED indique, par son illumination, la mise sous tension du préamplificateur.
Réalisation pratique 
Signalons tout d'abord qu'il n'a pas été prévu d'implanter le transformateur d'alimentation sur la platine pour des raisons d'encombrement. Les sorties de celui-ci seront connectées au circuit par l'intermédiaire d'un bornier à vis à trois points. Il sera obligatoire de prévoir un fusible dans son primaire. On implantera les différents composants dans l'ordre suivant: les straps et les résistances, les condensateurs de petite valeur, les supports de circuit intégré, les connecteurs RCA qui seront des modèles pour circuit imprimé, les résistances ajustables qui seront des modèles multitours, les régulateurs de tension (qu'il sera inutile de munir de dissipateurs thermiques), le pont redresseur et les diodes, les capacités chimiques et non polarisées, et on terminera le câblage par le bornier à vis et la LED.
Publie sue Magazine Electronique Pratique N°212 - Mares 1997
Aucun commentaire:
Enregistrer un commentaire