Qu’entend-on par distorsion croisée dans les amplificateurs de puissance ?

Distorsion croisée dans les amplificateurs de puissance :

Distorsion croisée est un type spécifique de distorsion qui se produit en Classe-B et Classe AB amplificateurs de puissance, en particulier dans la région où le signal de sortie passe d'un transistor à l'autre.

Voici une répartition :

* Amplificateurs de classe B utilisez deux transistors, chacun chargé d’amplifier la moitié du signal d’entrée (positif ou négatif). Ils ne conduisent que lorsque leur tension de base est supérieure à un certain seuil, conduisant à une « zone morte » où aucun des deux transistors ne conduit complètement.

* Amplificateurs de classe AB fonctionnent de la même manière que la classe B mais avec un faible courant de polarisation pour garantir que les deux transistors sont légèrement conducteurs même lorsque le signal d'entrée est nul. Cela réduit la « zone morte » mais ne l’élimine pas complètement.

Le problème :

* Lorsque le signal d'entrée est proche de zéro, les deux transistors sont essentiellement "éteints" et aucun courant ne traverse la charge. Cela conduit à une distorsion non linéaire où le signal de sortie n'est pas une réplique parfaite du signal d'entrée.

* La distorsion est caractérisée par une « encoche » ou un « creux » dans la forme d'onde de sortie, particulièrement visible avec les signaux de faible amplitude.

Causes :

* Commutation de transistor : Lorsque le signal d'entrée passe du positif au négatif (ou vice versa), le flux de courant passe d'un transistor à l'autre. Au cours de cette transition, il y a une brève période pendant laquelle aucun des deux transistors n'est entièrement conducteur, conduisant à la distorsion.

* Zone morte : La « zone morte » inhérente au fonctionnement en classe B et en classe AB est à l'origine de la distorsion de croisement.

Effets :

* Distorsion harmonique : L'encoche dans la forme d'onde de sortie introduit des harmoniques indésirables, qui peuvent être entendues comme un son dur ou désagréable, en particulier à faible volume.

* Distorsion d'intermodulation : Cette distorsion se produit lorsque plusieurs fréquences sont présentes dans le signal d'entrée, conduisant à la génération de fréquences supplémentaires non présentes dans le signal d'origine.

* Fidélité audio réduite : La distorsion dégrade la qualité audio globale, rendant le son moins clair et moins détaillé.

Solutions :

* Opération de classe AB : Comme mentionné, polariser légèrement les transistors avec un faible courant en fonctionnement de classe AB permet de réduire la zone morte et de minimiser la distorsion.

* Commentaires : Les circuits de rétroaction négative peuvent réduire efficacement la distorsion croisée en amplifiant le signal de sortie et en le comparant au signal d'entrée.

* Pré-distorsion : Cette technique consiste à introduire une petite quantité de distorsion dans le signal d'entrée qui compense la distorsion introduite par l'amplificateur, conduisant à une sortie plus propre.

En résumé : La distorsion croisée est un type spécifique de distorsion qui affecte les amplificateurs de puissance de classe B et de classe AB, entraînant une encoche ou un creux caractéristique dans la forme d'onde de sortie. Cette distorsion affecte la qualité audio et est généralement résolue par des choix de conception tels que les techniques de polarisation, de feedback et de pré-distorsion.