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Le schmalectrique

Comme le montre lafigure 1, le schma lec-trique est constitu desdeux circuits intgrsPhilips et des compo-sants externes ncessai-res. Chaque TDA1514Apeut travailler en pleineindpendance par rap-port son compre : ilreoit son propre signal(broche 1) quil amplifie

et restitue lenceinte via sa broche 5. Le double inverseur

SW2 doit dans ce cas tre en position STEREO (JS) alorsquen mono ponte il est sur BRIDGE (JB) et le signalest bien sr unique. En stro, le signal du canal droitest appliqu aux bornes RIGHT INPUT et celui du canalgauche aux bornes LEFT INPUT : les enceintes des deuxcanaux, connecter respectivement SPEAKER RIGHT et

L

es circuits int-

grs Philips TDA1514A, utilisspour cet amplificateurHi-Fi 2 x 50 W, tra-vaillent en classe AB

(voir figure 2) : chacundlivre une puissancede presque 50 W sur

une charge (enceinte

acoustique) de 4 ohms

dimpdance. Donc enstro (impdance desenceintes 4 ou 8 ohms)

on utilise deux circuits intgrs. On pourra toutefois ra-

liser un amplificateur mono (de puissance double, maisen nous limitant 8 ohms dimpdance pour viter toutesurcharge) en employant la configuration en pont (voirfigure 5). part ce qui prcde et le contenu de lafigure 5, nous nous rfrerons dsormais essentielle-ment la configuration stro.

EV4004

Un amplificateur

mono ou strode 100 W

CARACTRISTIQUES TECHNIQUES

Puissance sur une charge de 4 ohms 1 kHz ..... 2 x 50 W RMS

Puissance sur une charge de 8 ohms 1 kHz ..... 2 x 40 W RMS Puissance en mono (pont) 8 ohms 1 kHz ..........100 W RMS

Bande passante ................................................. 20 25 000 Hz

Distorsion harmonique ........................................ 90 dB

Distorsion dintermodulation ............................... 86 dB

Sensibilit dentre la puissance maximale ......300 1 000 mVeff

Tension dalimentation ........................................double symtrique 2 x 28 Vcc

Consommation maximale en pont ....................... 3,6 A

Consommation maximale en stro .................... 4 A

Cet amplificateur peut fonctionner en configuration mono (en pont) ou stroen fonction du paramtrage dun inverseur cbl (voir figure 5)

Cet tage amplificateur final BF de puissance pouvant fonctionner

en mono (pont) ou en stro fournit une puissance maximale

100 W RMS. Il est ralisavec deux circuits intgrs Philips.

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SPEAKER LEFT, permettent dcou-ter le son amplifi. Le double inverseurSW2 tant en position STEREO (JS), R3et R4 peuvent jouer leur rle de rseau

de rtroaction. Nous allons expliquerle fonctionnement du circuit tout entier

en nous contentant dune des deuxvoies (droite et gauche sont gales) :

prenons IC1, assimilable un ampli-ficateur oprationnel, dot toutefoisde fonctions supplmentaires telles lemuting (silencieux), le bootstrap

Figure 1 : Schma lectrique de lamplificateur.

Le schma lectrique de lalimen-

tation double symtrique 2 x 28 V4 A ncessaire au fonctionnement

de cet amplificateur nest pas com-pris : on pourra utiliser lalimenta-

tion APS200 avec un transforma-

teur torique (ou autre) de 200 VA

2 x 20 V.

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oAv est lamplification en tension etRe la rsistance entre les broches 5et 9. Comme cette dernire dpenddu fait que le rseau comporte laseule R7 ou R7 avec en parallle R9(JM) ou R11 (JH), grce SW1 onpeut rgler diffrents gains et donc

faire varier la sensibilit de lampli-ficateur (on peut choisir un niveaudentre de 300, 550 ou 1 000 mV,afin que lamplificateur dlivre la puis-sance maximale sur une charge de 4

ohms (enceinte). Voir figure 7.

Voyons maintenant les broches lais-

ses de ctet en particulier celles dumutinget des protections : les 2 et 3donnent sur le rseau C12/R5 conupour fournir pendant la transitoire dali-mentation une impulsion de niveau

logique haut. La section mutingper-

met dinhiber la totalitde lappareil encoupant lalimentation du premier op-rationnel de la chane amplificatrice.Pendant que lamplificateur dentreest ainsi touff, un second opration-nel est activ: son entre non inver-seuse est relie la broche 8 et sonentre inverseuse est commune aveccelle du premier tage amplificateur,de faon en diviser la rtroactionet garantir un gain gal. Le rle decette broche est de permettre lenvoivers ltage final, donc vers les haut-parleurs, dventuelles signalisationsacoustiques de diagnostic : par exem-

ple une note acoustique ou un mes-

sage synthtisavertissant que lam-plificateur est inhib. Ces signalisationsse dsactivent quand le signal appli-qulentre audio (RIGHT INPUT) pro-duit sur la broche 3 (par rapport la 4)un potentiel normal(de 6 7,25 Vselon le constructeur). Si on applique

un potentiel de 2 4,5 V, le circuitintgrpasse en mode mute, alorsquavec 0,9 0 V, on obtient le stan-dby, soit lextinction de ltage final.

Toutes ces valeurs tant des diffren-ces de potentiel entre broches 3 et 4,

on comprend comment fonctionne le

rseau C12/R5 : ds la mise sous ten-sion, C12 est charg et applique V(28 V ngatifs) aux broches 2 et 3.Initialement, la tension entre 3 et 4

est nulle (condition de standby aucours de laquelle le TDA1514A ne con-

somme que quelques A). Au fur et mesure que llectrolytique se charge travers R5, la tension atteint le niveau

correspondant au mode mute: lam-

plificateur est aliment mais resteinhibcar la logique interne bloque lesignal arrivant de ltage pramplifica-teur (consommation typique 18 mA).

Quand C12 dpasse 6 V, lampli-ficateur fonctionne normalement : le

Figure 2 : Schma synoptique et caractristiquesdu circuit intgrPhilips TDA1514A.

Il sagit dun amplificateur Hi-Fi monolithique au rendement lev, capable dedlivrer une puissance maxi de 48 W, comme le montre le tableau. Le compo-

sant est compltement protgthermiquement et contre les surcharges. Le

circuit dispose, en outre, de la fonction muteutilise pour viter le bumpdans les enceintes la mise sous tension de lappareil.

parallle avec celui normalement uti-lis pour lentre et non connect:cest pourquoi il est relien fixe lamasse. La rtroaction adopte estdu type parallle-srie et utilise unrseau classique : le signal est rtroac-tionnde la sortie (broche 5) vers len-tre inverseuse (broche 9) au moyendune rsistance, laquelle, selon leparamtrage de SW1, peut tre uni-

que (R7) ou en parallle avec deuxvaleurs possibles (R9 ou R11). Le rap-

port avec R3 donne le gain en tension,

selon la formule :

Av = (Re + R3) / R3

(amorce) et deux protections intgres.Lentre non inverseuse est broche 1et linverseuse broche 9, la 5 tant lasortie vers les haut-parleurs.

Lalimentation prvue (double symtri-que 2 x 28 V) sapplique la broche 6pour la branche positive (+V) et 4 pour

la branche ngative V. La broche 7(bootstrap) est normalement relie

au positif dalimentation, la 3 (com-mande du muting/ standby) nousallons en parler et la 2 soccupe dela double protection. Quant la bro-che 8, cest lentre non inverseusedun second oprationnel mont en

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ELECTRONIQUE magazine - n6421

Figure 3a : Schma dimplantation des composants de lamplificateur (les deuxvoies sont sur la mme platine).

Liste des composants

R1 ........ 22 k

R2 ........ 22 k

R3 ........ 680

R4 ........ 680

R5 ........ 470 k

R6 ........ 470 kR7 ........ 33 k

R8 ........ 33 k

R9 ........ 39 k

R10 ...... 39 k

R11 ...... 15 k

R12 ...... 15 k

R13 ...... 3,3

R14 ...... 3,3

R15 ...... 100

R16 ...... 3,7 k1/2 W

R17 ...... 3,7 k1/2 W

R18 ...... 1 k1 W

R19 ...... 1 k1 W

C1 ........ 220 pF cramiqueC2 ........ 220 pF cramiqueC3 ........ 2,2 nF cramiqueC4 ........ 22 nF cramiqueC5 ........ 22 nF cramiqueC6 ........ 1 F polyester

C7 ........ 1 F polyester

C8 ........ 1 F 50 V lectr.C9 ........ 1 F 50 V lectr.C10 ...... 1 F 50 V lectr.C11 ...... 1 F 50 V lectr.C12 ...... 1 F 50 V lectr.C13 ...... 1 F 50 V lectr.

C14 ...... 47 F 63 V lectr.C15 ...... 47 F 63 V lectr.C16 ...... 47 F 63 V lectr.C17 ...... 47 F 63 V lectr.LD1 ...... LED rouge 5 mm

LD2 ...... LED rouge 5 mm

D1 ........ 1N5404

D2 ........ 1N5404

IC1 ....... TDA1514A

IC2 ....... TDA1514A

Divers :

1 ...... bornier 2 ples

2 ...... RCA pour circuit imprim1 ...... dissipateur rth = 1 C/W4 ...... boulons 3 MA

Sauf spcification contraire, toutes lesrsistances sont des 1/4 W 5 %. Figure 3b : Dessin, lchelle 1, du circuit imprimde lamplificateur stro.

blocage de laudio est supprimet lesignal dentre peut tre amplifi. Letout dure environ une seconde et sert

surtout allumer graduellement lap-pareil : la phase de standbyvite lebumpdans les enceintes la misesous tension. Le mutingretarde lam-

plification du signal jusquce que lecircuit soit prt.

Le schma lectrique de la figure 1montre que ce mme rseau de tempo-risation muting/ standbycontrle

la broche 2, correspondant extrieure-ment la protection. Cette dernireest double, elle prend en compte deux

paramtres. Dabord, la protection con-tre les surcharges dtecte le courantconsommpar la sortie et bloque lesfinaux. En cas de court-circuit vers la

masse ou vers le positif dalimenta-tion, ltage de sortie steint pen-dant dix minutes et, ce laps de temps

coul, la section de diagnostic teste(en fournissant une basse tension et

en mesurant la consommation) ltat

de la sortie afin de sassurer que lecourt-circuit ny est plus. Le fonctionne-ment normal revient seulement quand

cette condition est vrifie. Ensuite,la temprature du circuit intgr estsurveille : si elle dpasse 145 C lalogique de contrle coupe lalimenta-

tion de la section de puissance pen-dant une heure ! Pour la restituer avant

lcoulement de ce long dlai (!), ilsuffit de dbrancher lalimentation,dattendre une minute environ et dela rebrancher : si la temprature est

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ELECTRONIQUE magazine - n6422

Figure 4 : Photo dun des prototypes de la platine de lamplificateur stro.

Les deux circuits intgrsTDA1514A sont fixs par de petits

boulons (avec feuilles de mica oude Tflon disolation et pte aux

silicones sur les deux faces) sur

le dissipateur (rail) pouvant faire

office de botier mtallique ou pro-

filconstituant le panneau arrireou les cts du botier mtallique.

De toute faon, ce dissipateur doit

avoir une rth de 1 C/W.

Figure 5 : Connexions pour un fonctionnement stro ou monophonique.

Les connexions de lalimentation(APS200 avec transformateur tori-

que 200 VA 2 x 20 V conseille)sont les mmes en mono et en

stro. Ce qui change, ce sont les

liaisons des entres et des sor-ties : le double inverseur SW2 est

paramtrer comme les dessinslindiquent (en rouge). En stro

les deux entres (droite et gau-

che) sont utilises alors quenmono ponte le signal dentre est

envoysur lentre droite.

Configuration mono ponte

Configuration stro

230 Vac

230 Vac

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Figure 6 : Lalimentation secteur de lamplificateur.

Lalimentation secteur 230 V de lamplificateur doit tre une double symtrique 2 x 28 V et doit pouvoir fournir uncourant de 2 x 4 A au moins. Le transformateur (non reprsent, il est fixen dehors de la platine alimentation)

connecter au bornier bleu (voir figure 5) doit avoir une puissance de 200 VA et un secondaire double 2 x 20 V 2 x 5 A.Le pont redresseur doit tre un 80 V 10 A et les condensateurs lectrolytiques de filtrage doivent tre au moins des

10 000 F de 50 Vts (lalimentation APS200 et le transformateur torique rfrenc200-20+20 vont bien).

descendue en dessous de 145 C, lecircuit intgrreprend son fonctionne-ment normal, sinon la protection se

dclenche nouveau.

Dplaons-nous maintenant vers la sor-tie pour examiner le rseau C14/R13,dont la fonction est de compenser par-

tiellement les variations dimpdancedes enceintes au grdes variations dela frquence du signal amplifi: il sagit

de prvenir dexcessives rotations dephase pouvant occasionner de linsta-bilitet une entre en auto-oscillationde lappareil.

La configuration stro garantit pourchaque canal, avec une alimentation

de 28 Vcc, une puissance de sor tie

de 28 W sur 8 ohms et de plus de

48 W sur 4 ohms. Comme le montre

la figure 6, la consommation la

puissance maximale pouvant attein-

dre 4 A par branche (+V, V), vousdevez prvoir une alimentation dou-ble symtrique dote dun transfor-mateur secteur 230 V / 2 x 20 V de

200 VA. Lalimentation APS200 con-vient parfaitement, mais toute autre

alimentation offrant les mmes pres-tations fera aussi bien laffaire. Laconsommation totale au repos est de

lordre de 100 120 mA.

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ELECTRONIQUE magazine - n 6424

Figure 8 : Le dissipateur formant botier mtallique et la face avant.

Le dissipateur est un rail tudipour contenir la platine de lamplificateur (les circuits intgrs sont boulonns au fond,sans oublier les micas isolants) et un couvercle fait office de face avant.

La ralisation pratique

La platine visible figure 4 contient lesdeux canaux stro. Il faut tout dabordse procurer ou raliser le circuit imprimdont le dessin lchelle 1 est donnfigure 3b. Montez alors les quelquescomposants dans un certain ordre (du

plus bas profil vers le plus haut) en vousaidant des figures 3a et 4 et de la listedes composants. Les deux circuits int-grs (un par canal) sont fixer undissipateur, dont la rsistance thermi-que rth sera gale 1 C/W, laidede petits boulons : noubliez pas diso-

ler leurs semelles laide de feuilles demica ou de Tflon spcifiques et de lesenduire sur les deux faces avec de la

pte blanche aux silicones.

Pensez raliser les deux strapsfilaires dinterconnexion ( raliseravec du fil de cuivre rigide de 1 mm).SW1 et SW2, peuvent tre remplacspar de simples cavaliers (la placedes inverseurs). Si vous optez pour

le double inverseur, choisissez-en un

pour circuit imprim position cen-trale et broches droites et enfilez-le

dans les trous JH-JM, faites de mmepour JB et JS, mais avec un inverseur

normal, sans position centrale. Len-tre audio se fait par prise socle RCAcinchpour circuit imprim(une parcanal) et celle de lalimentation (trois

fils : +V /0/ V) par fast-onmlessouder (la sortie de votre alimen-tation se fera par fast-onfemellessertir sur les fils). Les deux porte-fusibles pour circuit imprimaccep-tent des fusibles 5 x 20 mm.

Ensuite assemblez votre amplifica-teur (le choix de la configuration est effectuer laide de la figure 5).Comme le montrent la figure 8 et laphoto de dbut darticle, la platinepeut tre fixe (au moyen dentretoi-ses) lintrieur dun rail (profildalu-minium anodisnoir) faisant office

la fois de dissipateur et de botiermtallique. Le couvercle de ce bo-tier constitue alors une face avant sur

laquelle monter les inverseurs, etc.

Mais bien dautres solutions sontgalement envisageables comme laplus classique : au fond dun botiermtallique de type rackfixez la pla-tine amplificateur dont les circuitsintgrs sont boulonner sur un dis-sipateur profil constituant le pan-neau arrire (ou lun des cts) ;toujours sur le fond fixez le transfor-

mateur (torique ou autre) et la platinealimentation dont le pont redresseur

sera boulonnsur le dissipateur dupanneau arrire (ou sur le dissipateurconstituant lautre ctdu botier etidentique au prcdent).

Vous pouvez alors procder aux essaisen reliant une paire denceintes lasortie (impdance minimale 4 ohms)et en entre une source (par exempleles sorties dun lecteur de CD) capa-ble de fournir au moins 300 mV RMS

(SW1 en position ferm sur L) : allu-mez lamplificateur et mettez le lec-teur sur PLAY (vous devez entendre la

musique dans les enceintes). Aucun

rglage nest prvoir (offsetet cou-rant de repos sont rgls automati-quement et de manire optimale parles circuits internes des TDA1514A).

Assurez-vous tout de mme que les

enceintes peuvent supporter les 2 x50 W RMS que vous risquez de leur

faire encaisser lors des essais ou

mme en utilisation normale.

Commentconstruire ce montage ?

Tout le matriel ncessaire pour cons-truire cet amplificateur Hi-Fi EV4004(ainsi que lalimentation APS200 et letransformateur torique 2 x 20 V 200 VA)

est disponible chez nos annonceurs

distribuant la marque VELLEMAN. Voirles publicits dans la revue.

Les typons des circuits imprims sontsur www.electronique-magazine.com/

ci.asp.

Figure 7 : Paramtrer la sensibilit.

Sensibilit Gain en Paramtrage Paramtrage (mVeff.) tension SW1a SW1b

300 49 fermsur L fermsur L 550 26 fermsur M fermsur M

1000 15 fermsur H fermsur H

(les points L, M et H sont visibles sur le schma lectrique de la figure 1)

Pour adapter le fonctionnement aux

diverses impdances de charge etaux diffrentes sources audio, il

est possible de paramtrer lampli-

ficateur pour quil ait une sensibi-litde 300 mV, 550 mV ou 1 Veff.

Le tableau dfinit le paramtragede SW1 correspondant ces

valeurs (attention, les deux canaux

doivent tre paramtrs de la

mme faon).