Amplificateur BF 10W sur base de TDA2003

Caractéristiques principales

Puissance : 10 W

Tension : +12 V à +18 V

Technologie : Circuit intégré TDA2003 (ou TDA2002)

Présentation

Cet ampli, sans grandes prétentions, est simple à réaliser, et fonctionne à l'aide d'une unique source d'alimentation comprise entre +12 V et +18 V. Il repose sur l'emploi d'un amplificateur intégré de type TDA2003, capable à lui seul de délivrer une puissance de l'ordre de 10 W sur une charge (HP) de 2 ohms et avec une tension d'alimentation de 18 V, pour un taux de distorsion de 10% (pour un taux de distorsion inférieur, il convient de ne pas monter jusqu'à cette puissance, on arrive à 0,15% pour 7,5 W). Grace à l'emploi de deux circuits intégrés de ce type montés en pont, il est possible de quadrupler la puissance de sortie BF, et passer ainsi à 40 W (toujours sur 2 ohms, avec alim 18 V et pour 10% de distorsion - 30 W max pour distorsion de 0,15%), comme décrit à la page Amplificateur BF 002. SchémaLe schéma suivant, basé sur la note d'application de SGS-Thomson, laisse entrevoir la relative simplicité de cette réalisation. Et c'est principalement ce qui a rendu le TDA2003 aussi populaire (après le TDA2002, un peu moins puissant mais que vous pouvez aussi utiliser ici sans rien changer d'autre dans les composants). GainLe gain est déterminé par le rapport des valeurs des résistances R1 et R2. Ces dernières permettent en effet de prélever une fraction du signal de sortie amplifié, pour le réinjecter à l'entrée inverseuse (borne 2). Dans le cas présent, le rapport est de 100 (220 / 2,2), le gain en tension est quasiment identique à cette valeur. Un signal BF d'amplitude 50 mV est donc suffisant pour faire "cracher" 10 W au TDA2003.Cellule RC optionnelleCette cellule, composée de R4 et C7, est destinée à augmenter la stabilité de l'amplificateur dans les hautes fréquences. Cette cellule n'est pas indispensable, elle dépend en fait un peu de la façon dont vous allez câbler les composants. Je vous conseille de la mettre, car elle ne peut que faire du bien. La valeur de R4 peut être comprise entre 39 et 47 ohms. Si vous souhaitez vraiment économiser sur ces composants, prévoyez leur tout de même une petite place sur votre CI, et implantez-les dans le cas où cela s'avère nécessaire. Pour info, j'ai vu ces composants (100 ohms + 39 nF) implémentés dans un autoradio du commerce équipé de TDA2002 (Voxson GN7102). SortieLa sortie s'effectue sur la borne 4 du TDA2003, le raccord au haut-parleur passe par un condensateur chimique de forte valeur, ici C3. Ce condensateur évite d'appliquer au HP la tension continue présente en sortie du CI (environ moitié de la tension d'alim), qui serait néfaste à ce dernier. Sa valeur n'est pas très critique, vous pouvez éventuellement utiliser un 470 uF ou un 2200 uF. Le réseau R3/C4 permet de garantir une charge minimale au TDA2003 pour les fréquences les plus élevées. En effet, un HP présente la particularité de voir son impédance grimper aux fréquences haute du spectre sonore. Ce réseau est donc une sorte de compensation permettant au TDA2003 de voir moins de variation d'impédance sur sa sortie. Si vous ne le mettez pas en place, vous vous exposez à de possibles suroscillations et/ou à de la distorsion.

Alimentation

L'alimentation du TDA2003 s'effectue entre les pattes 3 (masse) et 5 (+V). La semelle métallique du CI est reliée à la masse, et donc à la patte 3. Le découplage d'alimentation assuré par le couple C5 et C6 est impératif ! Ces condensateurs sont absolument indispensables, et devront dans la mesure du possible être très près du TDA2003, ou être reliés avec un fil ou piste de CI de forte section. Le TDA2003 est en effet capable de délivrer un courant de 3,5 A en sortie, ce qui est loin d'être négligeable. La tension d'alimentation de +18 V est un maximum à ne pas dépasser. Le circuit supporte certes une tension supérieure (jusqu'à +28 V) mais la symétrie en sortie n'est plus assurée, de sorte qu'il est impossible de sortir plus de puissance qu'avec 18 V, sans distorsion. Notez que vous pouvez aussi opter pour une tension d'alim plus faible, +12 V par exemple, si vos besoins en puissance sont modestes et ne requierent pas les 10 W annoncés.

Impédance du HP et puissance de sortie

Vous pouvez utiliser un HP ou une association de HPdont la valeur est comprise entre 2 et 8 ohms. La puissance de 10 W indiquée pour 2 ohms (2 HP de 4 ohms branchés en parallèle par exemple) diminuera si vous optez pour un HP d'impédance plus élevée (c'est le cas pour tous les amplis BF, à ma connaissance tout du moins). Alimentation 18 V. Avec 1,6 ohms : 12 W pour 10 % de distorsion - 9 W pour 0,15% de distorsion Avec 2 ohms : 10 W pour 10 % de distorsion - 7,5 W pour 0,15% de distorsion Avec 3,2 ohms : 7,5 W pour 10 % de distorsion - 5,6 W pour 0,15% de distorsion Avec 4 ohms : 6 W pour 10 % de distorsion - 4,5 W pour 0,15% de distorsion Avec 8 ohms : 3 W - mais le TDA2003 n'a pas vraiment été étudié pour travailler avec une charge aussi "élevée".