Brevet FR2532492A1 — publié le 19840302

"Circuit amplificateur audio " L'invention concerne un circuit amplificateur audio destiné à être alimenté de façon asymétrique et comportant un premier circuit amplificateur muni d'une entrée et d'une sortie, un second circuit amplificateur muni d'une entrée et d'une sortie, de premières bornes de sortie pour relier un premier haut-parleur à la sortie du-premier amplificateur, de secondes bornes de sortie pour relier un second haut-parleur à la sortie du second amplificateur, un condensateur intercalé entre un premier point et la masse, les premières bornes de sortie étant intercalées entre la sortie du premier circuit amplifi- cateur et le premier point et les secondes bornes de sortie étant intercalées entre la sortie du second circuit amplificateur et le premier point, alors que le premier et le second circuits amplifica- teurs ont été conçus pour fournir sur leurs sorties des signaux sen- siblement en opposition de phase. Des circuits amplificateurs audio destinés à être alimentés de façon asymétrique sont utilisés entre autres dans des appareils audio pour voitures, tels que des autoradios Dans des circuits am- plificateurs de ce genre, une tension continue de l'ordre de la moi- tié de la tension d'alimentation est présente sur la sortie du cir- cuit amplificateur Comme il n'est pas désirable qu'un haut-parleur soit parcouru par un courant continu, il est intercalé entre un tel hautparleur et la sortie du circuit amplificateur un condensateur d'arrêt pour séparer en tension continue l'amplificateur et le haut- parleur. Dans un circuit amplificateur audio, on utilise souvent deux circuits amplificateurs munis chacun d'une entrée, d'une sortie et d'un jeu correspondant de bornes de sortie pour le raccordement à un hautparleur correspondant C'est le cas, par exemple, dans des amplificateurs stéréo o, pour chaque canal, on a prévu un ampli- ficateur et un raccordement pour haut-parleur individuels De plus, ce cas se présente si, pour chaque canal stéréo, on utilise deux haut parleurs, par exemple, un à l'avant de la voiture et un à l'ar- rière de la voiture, les volumes du son à produire par ces haut-par- leurs pouvant être réglés, les uns par rapport aux autres, but dans 255 r 2492 -2- lequel est prévu un circuit amplificateur pour chaque haut-parleur. Dans ce cas, pour l'isolation en tension continue, un condensateur est présent entre chaque jeu de bornes de sortie et la sortie d'am- plificateur correspondante, condensateurs qui sont alors du type électrolytique, dont l'encombrement est assez grand. La demande de brevet des Etats-Unis No 3 394 227 préconise un circuit amplificateur audio de ce genre dans lequel on n'a besoin que d'un seul condensateur d'arrêt, qui est intercalé entre un pre- mier point et la masse, les premières bornes de sortie étant interca- lées entre la sortie du premier circuit amplificateur et le premier point alors que les secondes bornes de sortie sont intercalées entre la sortie du second circuit amplificateur et le premier point. De cette manière, la sortie du premier circuit amplifica- teur est reliée à la sortie du second circuit amplificateur à travers le haut-parleur couplé aux premières bornes de sortie et le second hautparleur couplé aux secondes bornes de sortie, alors que le point situé entre les deux haut-parleurs est au même potentiel de tension continue que les deux sorties des circuits amplificateurs, potentiel de tension continue qui est également présent aux bornes du condensa- teur Ainsi, les deux haut-parleurs sont isolés en tension continue par un seul condensateur Le courant de signal traversant le conden- sateur est d'intensité faible du fait que les courants de signal qui traversent les deux haut-parleurs sont sensiblement en opposition de phase Comme le courant de signal traversant-le condensateur est d'intensité notablement plus faible que dans le cas o un condensa- teur individuel est associé à chaque canal, il est possible d'utili- ser un condensateur ayant des dimensions plus faibles que chacun de ces condensateurs individuels, du fait que les dimensions minimales d'un condensateur sont déterminées par le courant ondulé traversant ce condensateur. L'invention vise à améliorer ce circuit amplificateur et à cet effet, le circuit amplificateur audio conforme à l'invention est remarquable en ce que de troisièmes bornes de sortie sont intercalées entre la sortie du premier circuit amplificateur et la sortie du se- cond circuit amplificateur pour permettre d'intercaler un troisième hautparleur entre ces sorties, en ce qu'il comporte un détecteur de tension continue servant à détecter la valeur de la tension continue -3- aux bornes du condensateur et en ce qu'il comporte un circuit d'en- trée commutable présentant, d'une part, un premier état dans lequel un signal d'entrée est appliqué en bush-pull au premier et au second circuits amplificateurs, et, d'autre part, un second état dans lequel un signal d'entrée de valeur sensiblement égale est appliqué à l'un et à l'autre circuit amplificateur, le second état étant enclenché si la tension continue présente aux bornes du condensateur-est inférieu- re à une valeur prédéterminée alors que le premier état est enclenché si la tension continue présente aux bornes du condensateur est supé- rieure à cette valeur prédéterminée. Grâce à cette mesure, il est possible de monter, comme alternative, un troisième haut-parleur entre les deux sorties, troi- sième haut-parleur qui peut alors recevoir une puissance plus élevée. Dans ce cas, le condensateur d'arrêt est flottant Le troisième haut- parleur est alors alimenté des deux côtés en opposition de phase et est donc traversé, non pas par un courant continu, mais par un cou- rant alternatif De plus, au moment o le troisième haut-parleur est connecté entre les deux amplificateurs, le dispositif équilibreur est automatiquement mis hors circuit puisque le condensateur n'est plus relié aux sorties des deux amplificateurs et qu'il va porter une ten- sion égale à O V, ce qui est détecté par le détecteur de tension. Lors de son application à un autoradio, cela signifie que le circuit amplificateur audio s'adapte automatiquement, au choix fait par l'uti- lisateur entre l'emploi du premier et du second haut-parleur et l'em- ploi seulement du troisième haut-parleur. La description suivante, en regard du dessin annexé, per- mettra de mieux comprendre comment l'invention est réalisée. La figure 1 représente deux circuits amplificateurs indivi- duels munis chacun d'un condensateur d'arrêt et d'un raccordement pour haut-parleur. La figure 2 illustre le principe d'un circuit amplificateur audio selon ledit brevet des Etats-Unis DI Amérique. La figure 3 représente un mode de réalisation d'un circuit amplificateur conforme à l'invention. La figure 1 représente un premier circuit amplificateur 1 muni d'une entrée 2 et d'une sortie 3 La sortie 3 est reliée à tra- vers un condensateur d'arrêt 4 à une borne de raccordement 5 pour un 3 t 2492 -4- haut-parleur 7 qui, de l'autre côté, peut être relié à une borne de raccordement 6 qui est mise à la masse 9 De plus, le circuit ampli- ficateur audio comporte un second circuit amplificateur 10 muni d'une entrée 11 et d'une sortie 12 La sortie 12 est reliée à travers un condensateur d'arrêt 13 à une borne de raccordement 14 pour un haut- parleur 16 qui, de l'autre côté, est relié à une borne de raccorde- ment 15 qui est mise à la masse Les deux entrées d'amplificateur 2 et 11 sont reliées à des entrées non inverseuses respectivement des amplificateurs 1 et 10 Les amplificateurs 1 et 10 sont alimentés entre la masse 9 et la borne de raccordement 8 par la tension d'ali- mentation positive VB. Un circuit amplificateur audio de ce genre nécessite deux condensateurs 13 et 14 qui, en outre, sont parcourus par autant de courant de signal que le haut-parleur correspondant Cela signifie que le condensateur concerné doit être relativement grand du fait que les dimensions minimales du condensateur sont déterminées par le cou- rant alternatif qui le traverse et que, surtout à des fréquences plus basses, le condensateur concerné absorbe une partie de la tension de sortie de l'amplificateur correspondant. Un circuit amplificateur audio tel que représenté sur la figure 1 est souvent utilisé comme amplificateur stéréo, cas dans lequel chacun des deux circuits amplificateurs amplifie l'un des deux canaux stéréo, alors qu'il est employé aussi là o on veut disposer d'un haut-parleur supplémentaire à réglage individuel du volume sono- re. La figure 2 représente le principe d'un circuit amplifica- teur audio Pour autant que celui-ci corresponde au circuit amplifi- cateur audio de la figure 1, les parties correspondantes sont indi- quées par les mêmes références Par opposition au circuit amplifica- teur audio de la figure 1, les premières bornes de raccordement 5 et 6 pour haut-parleur sont intercalées entre la sortie 3 du circuit amplificateur 1 et un premier point 17, alors que les bornes de rac- cordemant 14 et 15 pour haut-parleur sont intercalées entre la sortie 12 du circuit amplificateur 10 et ce premier point 17 Dans le c Arl cuit de la figure 2, au lieu de monter deux condensateurs d'arrêt l et 13, on a intercalé un seul condensateur d'arrêt 18 entre le pre- mier point 17 et la masse 9 Ainsi on obtient qu'un seul condensateur 253249 t -5-. d'arrêt suffise pour deux circuits amplificateurs De plus, toujours en comparaison du circuit amplificateur audio de la figure 1, l'en- trée inverseuse de l'un des deux circuits amplificateurs, en l'occur- rence le circuit amplificateur 10, est reliée à l'entrée 11 Ceci fait que les signaux sur les sorties 3 et 12 sont en opposition de phase Si, pour le reste, ces tensions de signal sont sensiblement égales, les deux courants de signal se compensent dans le condensa- teur 18 et le courant de signal traversant le condensateur 18 est sensiblement égal à zéro Cela présente l'avantage que dans ce cas, le courant alternatif traversant le condensateur 18 est à peu près égal à zéro et qu'il ne se produit pas de perte de puissance due à l'impédance du condensateur à des fréquences plus basses Etant donné en outre que le condensateur 18 est -traversé par un courant de signal d'intensité plus faible, on peut choisir pour ce condensateur, qui dans la pratique, est du type électrolytique, un condensateur de di- mensions plus faibles Un autre avantage de cette commande en opposi tion de phase est que les courants d'alimentation dans la source d'a- limentation commune VB, qui sont en phase avec les courants de signal de sortie, sont en opposition de phase dans les étages de sortie des amplificateurs 1 et 10, ce qui fait que dans le cas de ladite appli- cation à une autoradio, la bobine qui est intercalée dans la ligne d'alimentation dans le but de supprimer les parasites, se trouve moins chargée. Le circuit de la figure 2 fonctionne de façon optimale si les mêmes signaux sont appliqués aux entrées 2 et 11 Toutefois, le circuit peut être utilisé aussi lorsque des signaux stéréo sont ap- pliqués aux amplificateurs 1 et 10 Si les entrées 2 et Il reçoivent des signaux identiques, mais équilibrés en ce qui concerne leur in- tensité, il s'applique que toujours, bien que dans une mesure plus faible, les signaux de sortie des amplificateurs 10 et 1 sont sensi- blement en opposition de phase et se compensent sensiblement dans le condensateur 18. La figure 3 représente un mode de réalisation préférentiel d'un circuit amplificateur audio conforme à l'invention Celui-ci comporte un premier circuit amplificateur 1 muni d'une entrée 2 et d'une sortie 3 Au moyen de résistances 20, 21 et 22 et de condensa- teurs 23, 24 et 25, le circuit amplificateur est réglé de façon 253-492 -6- usuelle en ce qui concerne son amplification et sa caractéristique de fréquence De plus, le circuit amplificateur audio comporte un second circuit amplificateur 10 muni d'une entrée inverseuse 11 Le réglage de ce circuit amplificateur quant à son amplification età sa caracté- ristique de fréquence s'effectue également de manière usuelle au moyen de résistances 26, 27 et 28 et de condensateurs 30, 31, 32 et 33, l'amplification étant réglée de façon qu'elle soit égale à l'am- plification du circuit amplificateur 1 Tout comme dans le circuit de la figure 2, la sortie du circuit amplificateur 1 est reliée à la borne de raccordement 5 à laquelle peut être couplé un haut-parleur 7 qui, de l'autre côté, peut être couplé à une borne ad hoc 6 La sor- tie 12 du circuit amplificateur 10 est reliée à la borne de raccorde- ment 14 à laquelle peut être couplée un haut-parleur 16, qui, de l'autrecôté, est raccordé à une borne ad hoc 15, qui est reliée au premier point 17 A travers un condensateur 18, ce premier point 17 est mis à la masse De plus, les sorties 3 et 12 sont reliées aux bornes de raccordement 34 et 35 entre lesquelles peut être connecté un haut-parleur 36. De plus, le circuit de la figure 3 comporte un dispositif équilibreur muni d'une entrée 37 et de sortie 38 et 39 Entre l'en- trée 37 et la sortie 38 est intercalée une résistance 40, alors qu'entre l'entrée 37 et la sortie 39 est disposée une résistance 41. Entre les sorties 38 et 39 est intercalé un potentiométre 42 dont le curseur est mis à la masse à travers un condensateur 43 et le trajet collecteur-émetteur d'un transistor 44 Si le transistor 44 est con- ducteur, le montage série du condensateur 43 et du transistor 44 sert de connexion de masse pour le curseur du potentiomètre 42 Si le cur- seur du potentiomètre 42 se trouve du côté de la sortie 38, le signal sur la sortie 38 est égal à zéro et le signal sur la sortie 39 est maximal Si le curseur du potentiomètre 42 se trouve de l'autre côté, c'est-à-dire du côté de la sortie 39, le signal sur la sortie 39 est égal à zéro alors que le signal sur la sortie 38 est maximal De cet- te façon, le réglage du potentiomètre 42 permet d'obtenir un équili- brage entre la sortie 38 et la sortie 39 La sortie 38 est reliée à travers un condensateur d'arrêt 45 à l'entrée 2 du circuit amplifica- teur 1, alors que la sortie 39 du dispositif équilibreur 40 est re- liée à travers un condensateur d'arrêt 46 à la base d'un transistor 2539 49 2 -7- 47 qui forme avec le transistor 48 un commutateur de signal Si le transistor 47 est conducteur, la sortie 39 est reliée à travers le condensateur 46 et la jonction de base-émetteur du transistor 47 à l'entrée 11 du circuit amplificateur 10 La base du transistor 48 est reliée à la sortie 38 du dispositif équilibreur, de sorte que, si au lieu du transistor 47, le transistor 48 est conducteur, la sortie 38 est également reliée à l'entrée 11 du circuit amplificateur 10. Le premier point 17 auquel est connecté le condensateur de couplage 18, est relié à travers une résistance 49 au condensateur 50 alors qu'à travers les résistances 51 et 52, il est relié respective- ment à la base du transistor 47 et à la base du transistor 44. Si au lieu du haut-parleur 36, les haut-parleurs 16 et 7 sont raccordés, la tension aux bornes du condensateur 18 est égale à la tension continue présente sur les sorties des amplificateurs 10 et 1, c'est-à-dire qu'elle est égale à la moitié de la tension d'alimen- tation Ceci fait qu'à travers la résistance 49, le condensateur 50 estégalement chargé jusqu'à la moitié de la tension d'alimentation. Les transistors 44 et 47 sont alors montés en conduction à travers les résistances 51 et 52 et, par conséquent, le curseur du potentio- mètre 42 est à la masse Comme la base du transistor 47 est à un po- tentiel élevé, tandis qu'à travers le dispositif équilibreur, à par- tir de l'entrée 37 sur laquelle est censée 9 tre présente une tension continue basse, la base du transistor 48 est à un potentiel relati- vement bas, le transistor 47 est conducteur et le transistor 48 est non conducteur Dans ce cas, le curseur du potentiomètre 42 est donc à la masse à travers un transistor 44 et le dispositif équilibreur 40 est actif Le dispositif équilibreur équilibre entre eux les signaux sur les sorties 38 et 39, le signal sur la sortie 39 étant envoyé à travers un transistor 47 vers la sortie Il du circuit amplificateur 10, et un signal sur la sortie 38 du dispositif équilibreur étant appliqué à l'entrée 2 du circuit amplificateur 1, ce qui signifie donc qu'au moyen du potentiomètre 42, les signaux sur les entrées 2 et 11 des circuits amplificateurs 1 et 10 peuvent être équilibrés l'un par rapport à l'autre. Si le haut-parleur 36 est connecté entre les bornes 34 et au lieu que les haut-parleurs 7 et 16 soient montés respectivement entre les bornes 5 et 6 d'une part et les bornes 14 et 15 d'autre -8-_ part, les condensateurs 50 et 18 se déchargent jusqu'à O V environ et la base du transistor 44 ainsi que la base du transistor 47 arrivent à un potentiel égal à O V Ceci fait que le transistor 44 est bloqué et que le dispositif équilibreur est déconnecté, dans ce sens que les sortie 38 et 39 portent le même signal Or, si l'on fait en sorte que le niveau de tension continue sur l'entrée 37 est suffisamment élevé par rapport à O V, la tension sur la base du transistor 48 sera suf- fisamment élevée par rapport à O V, de sorte que le transistor 48 est conducteur et le transistor 47 est non conducteur De ce fait, l'en- trée 11 du circuit amplificateur 10 reçoit le signal disponible sur la sortie 38 et, par conséquent, les deux amplificateurs 1 et 10 re- çoivent le même signal, de sorte que le haut-parleur 36 reçoit des deux côtés le même signal en opposition de phase. Dans des autoradios par exemple, on utilise la possibilité de connecter le haut-parleur 36 entre les deux amplificateurs pour atteindre un volume sonore plus élevé Le haut-parleur 36 peut être, par exemple, un hautparleur de 20 W, tandis que les haut-parleurs 16 et 7 peuvent être chacun du type de 6 W Pour permattre dans le cas o on a opté pour un seul hautparleur 36, d'utiliser pourtant en même temps un second haut-parleur à travers un amplificateur supplé- mentaire et d'utiliser pourtant le même réglage d'équilibrage au moyen du potentiomètre 42, la sortie 39 du dispositif équilibreur est reliée à la base d'un transistor 54 dont le collecteur est branché sur la tension d'alimentation et dont l'émetteur est mis à la masse à travers une résistance 55 et est relié à une sortie supplémentaire 57 à travers un condensateur d'arrêt 56 Il est alors possible de rac- corder à la sortie 57 un autre amplificateur alimentant un autre haut-parleur La sortie 57 est réalisée de façon que si un amplifica- teur est couplé à celle-ci, il y a fermeture, par exemple, d'un in- terrupteur 58 à contact par pression Comme alternative, on peut uti- liser un pont dans la fiche destinée à cet effet A travers une ré- sistance 59, l'interrupteur 58 branche la base du transistor 44 sur la tension d'alimentation positive, de sorte que le transistor 44 est enclenché lors du raccorde-ment d'un amplificateur supplémentaire à la sortie 57 De ce fait, le dispositif équilibreur 40 est activé et les signaux sur les sorties 38 et 39 peuvent être équilibrés l'un par rapport à l'autre Toutefois, à travers le transistor 48, l'entrée 11 -9- reçoit le même signal que l'entrée 2 mais, à travers le transistor 5, la sortie 57 reçoit le sigal disponible sur la sortie 39 Le disposi- tif équilibreur 40 équilibre alors les volumes sonores des signaux reproduits par le haut-parleur 36 et le haut-parleur supplémentaire. Le circuit de la figure 3 permet donc à l'utilisateur de coupler les deux circuits amplificateurs soit à deux haut-parleurs soit à un seul haut-parleur, le circuit assurant alors automatique- ment l'enclenchement et le déclenchement du dispositif équilibreur 40. 10- REVENDICATION: 1 Circuit amplificateur audio destiné à être alimenté de fa- çon asymétrique et comportant un premier circuit amplificateur muni d'une entrée et d'une sortie, un second circuit amplificateur muni d'une entrée et d'une sortie, de premières bornes de sortie pour re- lier un premier haut-parleur à la sortie du premier amplificateur, de secondes bornes de sortie pour relier un second haut-parleur à la sortie du second amplificateur, un condensateur intercalé entre un premier point et la masse, les premières bornes de slrtie étant in- tercalées entre la sortie du premier circuit amplificateur et le pre- mier point et les secondes bornes de sortie étant intercalées entre la sortie du second circuit amplificateur et le premier point, alors que le premier et le second circuits amplificateurs ont été conçus pour fournir sur leurs sorties des signaux sensiblement en opposition de phase, caractérisé en ce que de troisièmes bornes de sortie sont intercalées entre la sortie du premier circuit amplificateur et la sortie du second circuit amplificateur pour permettre d'intercaler un troisième hautparleur entre ces sorties, en ce qu'il comporte un détecteur de tension continue servant à détecter la valeur de la ten- -,20 sion continue aux bornes du condensateur et en ce qu'il comporte un circuit d'entrée commutable présentant, d'une part, un premier état dans lequel un signal d'entrée est appliqué en push-pull au premier et au second circuits amplificateurs, et, d'autre part, un second état dans lequel un signal d'entrée de valeur sensiblement égale est appliqué à l'un et à l'autre circuit amplificateur, le second état étant enclenché si la tension continue présente aux bornes du conden- sateur est inférieure à une valeur prédéterminée alors que le premier état est enclenché si la tension continue présente aux bornes du con- densateur est supérieure à cette valeur prédéterminée.