Comprendre les specs : Distorsion de crossover des amplificateurs Classe AB
Nous sommes à notre avant-dernier article dans notre série sur les spécifications d'amplificateurs audio auto et cette fois, nous allons parler de la distorsion de crossover des amplificateurs Classe AB. Cette distorsion n'a rien à voir avec les filtres passe-haut ou passe-bas intégrés à votre amplificateur ; c'est un problème avec le concept même de la topologie d'amplificateur Classe B. Ne vous inquiétez pas — nous expliquerons ce qui la cause et comment elle est minimisée à un niveau quasi inaudible.
Comment fonctionnent les amplificateurs Classe AB ?
Avant de pouvoir expliquer ce qu'est la distorsion de crossover, vous aurez besoin d'une compréhension de base de comment fonctionne la sortie d'un amplificateur Classe AB. Dans un amplificateur Classe A, un seul transistor (ou banc de transistors) s'occupe de contrôler la tension allant au haut-parleur. Quand aucun signal n'est produit, le transistor est réglé à un niveau de sortie de 50 % (et devient TRÈS chaud). Alors que le courant alternatif (AC) de la source de signal passe à travers l'ampli, la tension de sortie monte et descend jusqu'à atteindre le niveau maximum ou minimum possible associé au transistor étant éteint ou à son niveau de sortie maximum.
Dans un amplificateur Classe B, on utilise un transistor pour gérer la demi-période positive de la forme d'onde et un second transistor pour gérer la demi-période négative. L'avantage principal est que quand il n'y a pas de signal présent, les deux dispositifs sont presque complètement éteints et très peu de puissance est consommée.
La topologie Classe B est où notre problème de distorsion de crossover surgit. Alors que le signal audio oscille de positif à négatif, il doit basculer d'un dispositif à l'autre sans aucun problème. C'est à ce point où le signal passe d'un dispositif à l'autre que des problèmes peuvent survenir — d'où le nom, distorsion de crossover.
Les concepteurs d'amplificateurs qui se soucient vraiment des qualités sonores de leurs produits savent comment gérer cette transition et peuvent efficacement éliminer la distorsion de crossover en polarisant les dispositifs de sortie positifs et négatifs dans leurs régions actives. Bien que cela crée un peu plus de chaleur, cela réduit dramatiquement la distorsion. C'est là que la partie Classe A d'un amplificateur AB vient : les dispositifs sont allumés un peu (comme un ampli Classe A), mais pour les signaux de haut niveau, agissent en configuration Classe B.
Pourquoi la distorsion de crossover importe-t-elle ?
À bas niveaux de sortie, même dans des amplificateurs Classe AB de qualité modérée, la distorsion de crossover est plus prévalente que quand un amplificateur produit de très faibles quantités de puissance. Plus précisément, l'effet de la distorsion de crossover diminue à mesure que le niveau de sortie augmente.
Regardons les caractéristiques de distorsion de trois topologies d'amplificateurs différentes pour mieux comprendre cette affirmation. En premier, notre amplificateur quatre canaux vraiment scandaleux de basse qualité. Cette bête de travail de la médiocrité nous a bien servis à travers cette série pour expliquer le genre de distorsion harmonique versus son niveau de sortie.
Pour un contraste saisissant et dramatique, nous passerons à notre amplificateur haut de gamme. Cet amplificateur est unique en ce qu'il utilise une conception à polarisation élevée (high-bias) destinée spécifiquement à réduire la distorsion de crossover dans la transition entre les dispositifs de sortie positifs et négatifs. Le graphique ci-dessous montre la distorsion de 0,09 % versus le niveau de sortie.
Choisir le bon amplificateur pour votre système audio
Si les objectifs pour votre système audio sont une performance de classe mondiale, et que vous avez l'intention d'utiliser des amplificateurs Classe AB, vous pouvez réduire les effets de la distorsion de crossover en faisant correspondre les besoins en puissance de vos haut-parleurs avec des amplificateurs qui opéreront plus haut dans leur plage de sortie. Par exemple, si vous voulez un ampli de 150 watts par canal pour vos médium-graves, vous n'aurez peut-être besoin que d'un ampli de 50 watts pour vos médiums et d'un ampli de 10 watts pour vos tweeters pour atteindre le même niveau de sortie acoustique. BestCarAudio.com a publié un article sur la tenue en puissance des haut-parleurs qui explique pourquoi.
Bien que vous ne puissiez pas toujours choisir des amplificateurs de haute qualité avec des niveaux de puissance extrêmement bas, vous pouvez minimiser l'effet de la distorsion de crossover en n'utilisant pas un ampli monstre sur vos tweeters. Votre revendeur spécialisé en amélioration mobile local serait ravi de concevoir et installer une mise à niveau incroyable de système audio auto — passez voir et parlez à l'un de leurs Spécialistes Produits aujourd'hui !