Définition d'un amplificateur à faible distorsion

Un amplificateur est un circuit électronique qui augmente la tension ou le courant d'un signal entrant faible. C'est un circuit courant, utilisé dans de nombreux biens de consommation : téléphones portables, instruments de musique électroniques, téléviseurs. Depuis le début des années 1900, les ingénieurs ont développé de nombreuses conceptions d'amplificateurs, chacune avec des compromis différents pour rendement, complexité et distorsion. Un amplificateur à faible distorsion produit un signal de sortie propre, clair, qui réplique fidèlement l'original.

Action de l'amplificateur

Un amplificateur agit comme une vanne connectée à une alimentation électrique propre ; le signal d'entrée contrôle la quantité de puissance traversant la vanne proportionnellement à sa propre forme d'onde. La puissance sortant de la vanne va vers un haut-parleur, antenne radio ou autre dispositif. L'amplificateur utilise lui-même une partie de la puissance ; plus il en utilise, plus son rendement est bas. La distorsion résulte d'erreurs dans le processus d'amplification. Si la source d'alimentation de l'ampli n'est pas propre, elle contribue aussi à la distorsion.

Distorsion

Un circuit amplificateur accepte des signaux électriques sous forme d'ondes. Son travail est d'augmenter la taille des ondes sans en altérer la forme. La distorsion survient quand le circuit change la forme de l'onde d'entrée. L'écrêtage (clipping), par exemple, produit un signal à sommets plats, quelle que soit la forme originale (arrondie, pointue, autre). Un amplificateur audio qui écrête son signal produit un son dur, « bourdonnant » en sortie.

THD (Distorsion Harmonique Totale)

Un amplificateur audio de bonne qualité typique a des mesures de Distorsion Harmonique Totale (THD) de 1 % ou moins. Les ingénieurs mesurent la distorsion de plusieurs façons, dont un nombre appelé THD, exprimé en pourcentage. Pour déterminer le THD, un technicien injecte un signal sinusoïdal dans l'ampli et analyse la sortie. Une sinusoïde a une fréquence pure unique sans harmoniques. Toute distorsion dans l'ampli apparaît sous forme d'harmoniques dans la sortie.

Classes d'amplificateurs

Les ingénieurs organisent les conceptions de circuits amplificateurs par classes : classe A, B, C, etc. Généralement, plus la lettre de classe est proche de « A », plus sa distorsion sera faible. Cela s'applique aux amplis audio, radio et autres applications.

Distorsion et rendement

Les amplificateurs de classe A ont la distorsion la plus faible mais aussi le pire rendement. Un classe A gaspille 80 % ou plus de sa puissance, donc bien qu'ils aient le meilleur signal de sortie, ils chauffent, l'énergie gaspillée devenant chaleur. La classe B a un meilleur rendement mais une distorsion légèrement plus élevée. Une conception hybride, la classe AB, est assez efficace pour être pratique tout en produisant une faible distorsion. La plupart des amplis audio du marché ont une conception classe AB.