Brevet FR2548484A1 — publié le 19850104

L'invention concerne d'une manière générale les amplificateurs d'audiofréquences, et plus particulièrement des amplificateurs d'audiofréquences associés à des hauts-parleurs pour emplacements éloignés. Des systèmes de diffusion publique et des systèmes de radiodiffusion sonore sont bien connus et largement utilisés En général, de tels systèmes comprennent une source d'audiofréquences, des moyens d'amplification et un ou plusieurs hauts-parleurs disposés centralement ou à distance Une variante de ce schéma comprend une source centrale d'audiofréquences, qui peut ou non réaliser une certaine amplification, et un ou plusieurs ensembles éloignés à amplificateur et haut-parleur De tels systèmes exigent la transmission, de la source centrale d'audio15 fréquences vers les emplacements éloignés des ensembles à amplificateur et haut-parleur, à la fois du signal d'audiofréquences à amplifier et d'un signal d'alimentation en énergie électrique destiné à être utilisé par l'amplificateur pour amplifier le signal d'audiofréquences. Une forme de réalisation d'un tel système est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 258 332 qui utilise un système de transmission à deux fils pour transporter à la fois le signal d'audiofréquences et une tension continue d'alimentation en énergie électrique L'amplifi25 cateur comprend des moyens destinés à séparer le signal d'audiofréquences ou signal son de l'énergie électrique. Le signal son est isolé par un condensateur et l'énergie électrique est isolée par une bobine à noyau magnétique qui ne permet le passage que de la tension continue et 30 arrête le signal son Malheureusement, un tel système est sujet à des variations de la puissance de sortie en raison de fluctuations de la tension continue transmise pour l'amplification de puissance D'autres inconvénients peuvent apparaître en raison de la dimension et du poids 35 de la bobine d'induction à noyau magnétique utilisée pour séparer la tension continue du signal d'audiofréquences. L'invention concerne donc un amplificateur d'audiofrêquences du type comportant un élément d'amplification un élément d'entrée unique à deux bornes destiné à recevoir à la fois un signal amplifié par l'élément d'amplification et de l'énergie électrique destinée à être utilisée par cet élément d'amplification pour amplifier le signal, et un circuit destiné à isoler le signal de l'énergie électrique, le perfectionnement apporté par l'invention à cet amplificateur résidant en un condensateur destiné àtransmettre le signal provenant de l'élément d'entrée à deux bornes à l'élément d'amplification pour qu'il soit amplifié 10 et pour que l'énergie électrique soit arrêtée, et en un régulateur de tension connecté à l'élément d'entrée afin de séparer l'énergie électrique du signal à amplifier et de transmettre l'énergie électrique à l'élément d'amplification pour qu'elle soit utilisée pour l'amplification 15 du signal. L'invention sera décrite plus en détail en regard du déssin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est un schéma du circuit d'une forme de réalisation de l'invention. La figure unique représente un circuit amplificateur 10 d'a diofréquences qui comprend globalement une section d'entrée 12, une section 14 de filtrage ou de séparation et une section 16 d'amplification Un ensemble 18 à haut-parleur est représenté comme étant connecté 25 à la partie de la section 16 d'amplification. D'une façon générale, la section d'entrée 12 comprend deux paires de bornes d'entrée 20 à 23 La seconde paire de bornes 22 et 23 est connectée directement à des bornes respectives 20 et 21 Les bornes d'entrée sont doublées pour permettre une connexion aisée de l'ensemble à amplificateur et haut-parleur sur une ligne de transmission, avec d'autres ensembles à amplificateur et haut-parleur Les bornes d'entrée 20 et 22 sont connectées à la section 14 de séparation et de filtrage, tandis que 35 les bornes d'entrée 21 et 23 sont connectées à la masse du circuit 10 Les bornes d'entrée 20 et 21 sont utilisées pour recevoir un signal d'entrée qui comprend, en combinaison, un signal de courant alternatif à audiofréquences et une tension continue destinée à l'alimentation en énergie électrique du circuit 10. Les bornes 20 et 22 sont connectées à l'anode d'une diode 24 dont la cathode est reliée à la fois à l'entrée d'un régulateur 26 de tension et d'un condensateur 28 Le régulateur 26 de tension et le condensateur 28 constituent la section de séparation et de filtrage qui est utilisée pour séparer le signal d'audiofréquences de la tension continue d'alimentation De nombreux régulateurs 10 de tension différents peuvent être utilisés en tant que régulateur 26 Un composant qui donne tout à fait satisfaction est produit par la firme National Semiconductor et est constitué d'un régulateur de tension à trois bornes, à circuit intégré, désigné LM 317 Comme indiqué par le 15 fabricant, à savoir la firme National Semiconductor, ce régulateur de tension demande l'apport de deux résistances comme indiqué en 30 et 32, afin d'établir le niveau de la tension de sortie Ainsi connecté, le régulateur 26 de tension sépare le courant continu d'alimentation à partir des bornes d'entrée afin qu'il soit utilisé pour l'alimentation de la section 16 d'amplification Le régulateur de tension LM 317, qui est utilisé, présente des caractéristiques de fonctionnement comprenant une réfection d'ondulations de 80 décibels Autrement dit, le courant 25 ondulé ou alternatif apparaissant à la borne d'entrée du régulateur 26 de tension est réduit de 80 décibels à la borne de sortie de ce même régulateur Comme indiqué, la section 14 de séparation ou de filtrage comprend également un condensateur 28 Dans le cas présent, un condensateur 30 électrolytique est utilisé, ce condensateur ayant une borne positive connectée à la cathode de la diode 24. L'autre borne du condensateur 28 dst utilisée pour appliquer le signal son ou signal d'audiofréquences à la section 16 afin qu'il soit amplifié Plusieurs résis35 tances 34 à 39 sont montées en série, et le diviseur de tension ainsi formé est monté entre l'autre extrémité du condensateur 28 et la masse du circuit 10 Ce diviseur de tension produit plusieurs niveaux de tension du signal son, qui sont utilisés pour permettre de faire varier le signal de sortie produit par l'amplificateur Les points d'interconnexion des résistances 34 à 39 sont reliés chacun à l'une de plusieurs paires distinctes de bornes à cavalier placées sur un bloc 40 de bornes à cavalier Les autres bornes de chacune des paires sont connectées les unes aux autres et par l'intermédiaire d'un condensateur 42 à l'entrée d'un élément d'amplification ou amplificateur 44. En plaçant un cavalier 41 sur une paire de bornes du bloc 40, on provoque la transmission du signal son à l'entrée de l'élément d'amplification 44 La paire particulière de bornes utilisées détermine le niveau du signal appliqué à l'élément d'amplification 44 et donc le niveau du signal de sortie de cet élément d'amplification 44. L'élément d'amplification de la forme de réalisation décrite est un amplificateur opérationnel à circuit intégré, également produit par le firme National Semiconductor et désigné LM 383 Un élément comparable est produit par la firme Fairchild sous la désignation TDA 2002. 20 Le condensateur 42 est connecté à l'entrée directe de cet amplificateur L'élément d'amplification 44 comprend des bornes 46 et 48 d'entrée d'alimentation, la dernière borne étant reliée à la masse du circuit 10 et la première étant reliée à la sortie du régulateur 26 de tension. Ainsi, le régulateur 26 fournit à l'élément 44 d'amplification l'énergie électrique lui permettant d'assumer sa fonction d'amplification Un condensateur 50 est également connecté à la sortie du régulateur 26,de tension et son autre extrémité est connectée à la masse de l'amplificateur 30 afin d'éliminer par filtrage tous signaux parasites présents sur cette ligne Un autre condensateur 52 est utilisé pour la même fonction entre la sortie de l'amplificateur 44 et la masse de l'amplificateur Un trajet de réaction est établi pour l'amplificateur 44 entre sa borne de sortie et sa borne d'entrée d'inversion, et ce circuit de réaction comprend une résistance 54 montée en série avec un condensateur 56 Le point de jonction entre la résistance 54 et le condensateur 56 est relié à la masse par l'intermédiaire d'une résistance supplémentaire 58. Il convient de noter que le circuit LM 383 et ce type d'amplificateur ont pour avantage une caractéristique de fonctionnement présentant un taux de réjection 5 d'alimentation en énergie de 80 d B En d'autres termes, les signaux appliques aux bornes d'entrée 46 et 48 d'alimentation sont réduits d'un facteur de 80 décibels à la borne de sortie Cette caractéristique améliore encore plus la séparation des signaux d'audiofréquences des 10 signaux de courant continu d'alimentation. La sortie de l'élément d'amplification 44 est reliée par un condensateur 60 de blocage du courant continu à une première borne de la bobine 62 de commande de l'élément à haut-parleur 18 L'autre borne de la bobine 15 62 est reliée à la masse. En fonctionnement, le circuit 10 se comporte de la manière suivante Les bornes 20 et 21 reçoivent un signal d'entrée qui présente une tension continue à laquelle le signal d'audiofr 6 quences est superposé La tension continue appliquée à la borne 20 est généralement positive par rapport à celle de la borne 21 Les signaux combinés passent généralement à travers la diode 24, hormis une chute de tension de polarisation directe d'environ 0,6 volt entre les bornes de cette diode Le conden25 sateur 28 isole le signal d'audiofréquences du signal combiné et l'applique à l'entrée de l'amplificateur 44, tout en empêchant le passage vers ce dernier de la tension continue Le régulateur 26 de tension, qui est également connecté à la cathode de la diode 24, permet inversement 30 le passage de la tension continue tout en bloquant le signal d'audiofréquences La tension continue n'est pas transmise dans sa totalité, mais plutôt seulement en une partie représentant la tension régulée de sortie autorisée à passer Cette tension est appliquée à l'entrée d'ali35 mentation de l'amplificateur 44 afin d'être utilisée pour l'amplification du signal d'audiofréquences Comme indiqué, ce signal d'audiofréquences est appliqué au diviseur de tension comprenant les résistances 34 à 39, à partir duquel divers niveaux de tension peuvent être appliqués à l'entrée directe de l'amplificateur 44 Cette connexion peut être réalisée au moyen d'un cavalier 41 qui peut être placé sur l'une quelconque des paires de bornes du bloc 40. L'amplificateur 44 utilise la tension continue qu'il reçoit pour amplifier le signal d'audiofréquences et alimenter ainsi l'élément 18 à haut-parleur pour la radiodiffusion du signal d'audiofréquences. Grâce à cette conception, le signal de sortie 10 transmis par l'amplificateur au haut-parleur 18 peut rester constant malgré les fluctuations de la tension continue d'alimentation de cet amplificateur En outre, on évite d'avoir à utiliser, dans l'enceinte à amplificateur et haut-parleur, une bobine d'induction à noyau magnétique 15 inutilement volumineuse ou lourde. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'amplificateur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Amplificateur d'audiofréquences du type comportant un élément ( 44) d'amplification, un élément unique ( 12) d'entrée à deux bornes destiné à recevoir à la fois un signal à amplifier par ledit élément d'amplification et de l'énergie électrique destinée à être utilisée par cet élément d'amplification pour amplifier le signal, ainsi qu'un circuit destiné à séparer le signal de l'énergie électrique, l'amplificateur étant caractérisé en ce qu'il 10 comporte un condensateur ( 42) destiné à appliquer ledit signal, provenant de l'élément d'entrée à deux bornes, à l'élément d'amplification pour qu'il soit amplifié, ce condensateur étant également destiné à arrêter l'énergie électrique, et un régulateur de tension ( 26) relié à 15 l'élément à bornes d'entrée afin de séparer l'énergie électrique du signal à amplifier et d'appliquer cette énergie électrique à l'élément d'amplification pour qu'elle soit utilisée pour l'amplification du signal. 2 Amplificateur selon la revendication 1, caracté20 risé en ce que le régulateur de tension est un régulateur de tension à circuit intégré. 3 Amplificateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le régulateur de tension présente un taux de réfection d'ondulations d'environ 80 décibels. 4 Amplificateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément d'amplification comprend un amplificateur opérationnel à circuit intégré présentant un certain taux de réjection de l'énergie d'alimentation afin d'améliorer la séparation entre le signal d'audio30 fréquences et l'énergie électrique. Amplificateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le taux de réfection de l'énergie d'alimentation de l'amplificateur opérationnel est d'environ décibels.