6.4 L'amplificateur Digora
Sur le forum HCFR, Digora m'avait contacté début 2007 afin de réaliser un amplificateur avec une structure mixte entre l'UGS (pour le premier étage) et la mienne (pour le deuxième et troisième étage) :
http://www.homecinema-fr.com/forum/viewtopic.php?t=29847421
Le schéma initial proposé par Digora était le suivant :
Différentes variantes ont été imaginées à partir de cette configuration.
Étape 1 : Le bon choix de Q5.2/Q6.2
Les transistors SSM2210/2220 ont une Vce maximale de 40V.
Les BC550C/560C ont une Vce maximale de 45V.
Ces deux références ne sont donc pas adaptées à un montage qui doit supporter environ 60V.
Parmi les références possibles, il y a les 2SC1775A/2SA872A ou les 2SC2547/2SA1085 qui supportent 120V.
Les 2SC1775 sont avantagés par leur dégradé du spectre de distorsion tandis que les 2SC2547 présentent un bruit plus faible.
Sachant que ces transistors ne sont placés directement en entrée, nous avons choisis les 2SC1775.
Le courant de repos de l'étage de sortie est égal à 120mA par transistor, ce qui correspond au point d'indifférence thermique.
Pour une tension de sortie Us=4Vc 1kHz sous 5.5ohm, la distorsion s'établit à H2/H1=-73dB et H3/H1=-72dB.
Étape 2 : Améliorer la linéarité
Le gain en boucle ouverte dépend essentiellement du rapport de la résistance de charge de Q52+Q7 sur R7.
Afin d'avoir un gain constant, il est nécessaire d'avoir une charge de Q52+Q7 constante.
Un bon moyen de se rapprocher de cet objectif est d'intercaler un tampon Q20/Q21 entre l'étage amplificateur de tension et l'étage de sortie.
La méthode est très efficace puisque H2/H1 passe à -102dB et H3/H1 à -92dB.
En clair, la distorsion est diminuée d'un facteur 10 !
Étape 3 : Un VRAI cascode en entrée !
L'intérêt du cascode en entrée est de réduire la tension Vds des FET (ce qui est favorable du point de vue bruit) et de faire travailler ceux-ci à Vds constante.
De ce point de vue, on trouve généralement des faux cascodes : 8W de l'Audiophile, LFA50 d'Elektor, Mosquito de JMP, UGS de Nelson Pass...
Un vrai cascode, c'est ceci :
On peut profiter de ce cascode pour linéariser l'étage d'entrée en rendant égale les résistances RV1 et RV2.
Le réglage du zéro en sortie est alors obtenu en ajustant R31.
Étape 4 : Un bel écrêtage !
La forme de l'écrêtage dépend beaucoup du rapport entre tension d'alimentation des premiers étages et tension d'alimentation de l'étage de sortie.
Afin d'avoir un "bel écrêtage", il est nécessaire que la tension d'alimentation des premiers étages soit inférieure à la tension d'alimentation de l'étage de sortie :
Grâce à un écrêtage situé maintenant au niveau du deuxième étage, on notera un écrêtage plus doux, avec des plateaux arrondis :
Étape 5 : Le bon choix des prédrivers Q7/Q8 et Q20/Q21
Les objectifs sont une puissance à dissiper d'environ 0,3W (ce qui élimine les boitiers TO92), un gain hFE constant (ce qui élimine les 2SD669/2SB649) et une faible capacité Cob (ce qui élimine les 2SC5171/2SA1930).
Pour cet usage les 2SC2911/2SA1209 de Sanyo sont remarquables.
Étape 6 : Une bonne stabilité thermique !
Compte-tenu du choix effectué des Mosfet en sortie, le montage présente au départ une assez bonne stabilité thermique.
Pour aller plus loin, il est possible de rajouter un transistor (Q63 sur le schéma) qui compense l'influence de la température sur le deuxième étage Q7/Q8 et le tampon Q9/Q10 :
Étape 7 : Une bonne stabilité en fréquence sur charge complexe !
Parmi différentes solutions possibles (pré ou postcompensation, réduction gain en boucle ouverte...) il a été choisi un filtre RC avec une coupure d'environ 150kHz à l'entrée du montage :
Parmi les idées non retenues, citons le montage "balanced" qui apporte des inconvénients (complexité de réalisation et de réglage, suppression H2) et pas d'avantage significatif.
