23/06/2018-15:04:08
(Modification du message : 05/04/2020-18:47:46 par JM Plantefeve.)
RE: ceci est un Cube...
Le circuit électronique du Cube
L’école suivie avance ce duo conceptuel : une performance suffisante en mesures classiques et l’épure en nombre de composants. L’outil premier fut la simulation Spice avec des modèles d’origine constructeurs pour les transistors.
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L’envie est une faible distorsion d’enveloppe ou mémoire. Distorsion dynamique difficile à mesurer, voire à simuler, mais d’importance à l’écoute musicale. Le compromis consenti est une distorsion harmonique non abyssale à condition que le dégradé valorise l’harmonique 2.
A l’appairage de transistors, on s’aperçoit immédiatement des changements de courants avec la montée en température, on peut même aller à l’emballement avec la technologie bipolaire. Pour limiter cette distorsion thermique (ou mémoire), le choix des transistors s’est fait en technologies et taille de puce, mais sans complexifier le schéma, au contraire.
L’absorption diélectrique aux condensateurs sur signal (là aussi source de distorsion mémoire) est contrée par l’élimination de ce type de condensateur. C’est ainsi que le Cube se retrouve DC coupled. La taille de la carte de circuit imprimé est voulue faible, dans le même principe.
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Le schéma a trois étages et met en œuvre un asservissement en tension de la sortie, avec une impédance de sortie assez faible pour un comportement constant face aux variations de charges sur enceintes d’impédance minimale de 4 ohms. La structure, pour reprendre la littérature, est celle d’un CFA (Current Feedback Amplifier). Cela signifie que l’erreur entre entrée et sortie est d’abord traitée en courant. Le réseau de contre-réaction doit être alors à faible impédance.
Le premier étage est à transistors Fets LSK170A, l’absence de courant de commande (de grille) évite la génération d’une tension d’offset en entrée de circuit. Le Vgs négatif auto-polarise le différentiel mono-transistor (branche positive), l’asymétrique de l’étage conserve la distorsion de rangs pairs. La réjection des bruits d’alimentation est assurée par un même transistor en générateur de courant (branche négative) aussi auto-polarisé, à 1,2mA. Les résistances de source sont des duos série, résistance fixe et ajustable, pour un réglage fin de courant de repos et d’offset. Le gain de cet étage est de +8dB. Le Slew Rate est à 0,6mA/[30pF·10^6]=20V/µs (30pF est la capacité parasite Cbc du MJE253 aval) alors que le Signal Slope d'un sinus de 20kHz à 25V crête est de 3,14V/µs. La distorsion d'intermodulation transitoire est écartée.
Le deuxième étage est symétrique en schéma mais asymétrique en fonctionnement. Le bipolaire PNP de la branche positive est en amplification (émetteur commun, x320, +50dB), le NPN de la branche négative est en générateur de courant (environ 12mA). Par effet Miller au PNP, le pôle de boucle ouverte est à environ 16kHz (1/[2·pi·1kΩ·30pF·320]). La puce 4A a une résistance thermique transitoire stable à l’échelle des transitoires audio.
L’étage de sortie utilise des mosfets «lateral structure» caractérisés par leur coude progressif et leur indifférence thermique à 100mA, le courant de repos pour une classe B linéaire. Ce push-pull est suiveur (drain commun) avec une transconductance de 1A/V (1A/V·8Ω/[1+1A/V·8Ω]= 0,9). La capacité parasite d’entrée de ce push-pull est d’environ 500pF/(1+1A/V·8Ω) = 55pF, le courant très faible d’entrée permet une attaque à haute impédance (environ 12kΩ) directement par le deuxième étage. Pas de thermomètre nécessaire, polarisation simplement résistive, pas d'inertie thermique à la mesure.
Le réseau résistif de contre-réaction (1+1kΩ/68Ω=15,7) réinjecte à -24dB. Le gain de chaîne directe étant de +58dB, le gain de boucle ouverte est de 34dB. Le gain effectif en boucle fermée est de +23,7dB, la bande passante est à 500kHz.