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Analyseur de Distorsion Harmonique

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Text of Analyseur de Distorsion Harmonique

  • 58ELECTRONIQUE magazine - n 1

    M E S U R E

    uel que soit lamplificateur ou le pramplifica-teur dont vous disposez, quil ait une grande ouune petite puissance de sor tie, quil ait tconstruit par vous-mme ou choisi parmi lesmeilleures marques sur le march, il prsente-

    ra toujours un certain pourcentage de distorsion.

    Cest pourquoi, mme sil nest pas dans vos intentions defabriquer un analyseur de distorsion, connatre son utilit,son fonctionnement et savoir comment on utilise cet ins-trument, amliorera vos connaissances dans le domainedes signaux BF.

    Commenons par prciser quen lectroacoustique la dis-torsion est laltration dun son ou, si vous prfrez, la d-formation du signal pendant son excution ou sa trans-mission. En appliquant un signal sinusodal lentre dunamplificateur, la distorsion est dite linaire si le signal ensortie est encore de type sinusodal mais avec une ampli-tude ou une phase diffrente en fonction de la frquence.La distorsion est dite harmonique, si le signal en sor tienest plus de type sinusodal.

    L'Analyseur de Distorsion, dont nous nous proccuponsdans cet article, mesure la Distorsion Harmonique Totale(THD) ou, en dautres termes, mesure lamplitude de toutesles harmoniques gnres par la frquence fondamentale.Evidemment, plus leur amplitude est grande et plus le pour-centage THD de distorsion du son par rapport la puis-sance de la frquence fondamentale est important.

    Pour mesurer lamplitude des frquences harmoniques, ilfaut liminer la frquence fondamentale de la bande audio laide dun filtre notch rglable.

    Afin de pouvoir valuer les capacits sonores dun appareilHI-FI, il est ncessaire de connatre ses caractristiquestechniques : la distorsion harmonique mais aussi, pour quela donne soit complte et juste, la puissance, la chargeet, surtout, la frquence laquelle la distorsion a t me-sure.

    Bien que la mesure de la distorsion soit normalement fai-te sur la frquence standard de 1000 Hz, nous avons vou-lu exagrer , fournissant nos lecteurs, le schma dun

    AnalyseurAnalyseurde distorsionde distorsionharharmoniquemonique

    Il nest pas de passionn de haute fidlit qui ne veuilleconnatre la distorsion de son amplificateur mais, poursatisfaire cette curiosit, il est indispensable de dispo-ser dun analyseur de distorsion. En suivant nos indica-tions, vous raliserez, par vous-mme, cet instrument demesure.

    Figure 1 : Un appareil pour mesurer la distorsion harmonique de tous les amplis HI-FI.

  • C23

    1

    2

    3

    1

    2

    3

    RS1IC4

    3

    2

    1

    IC1-A IC1-B5

    6

    7

    4

    8

    INPUT

    C1

    C2

    C4

    C3

    C5 C6

    R1

    R2

    R3

    R4

    R5

    R6

    R7

    5

    6

    7

    IC2-A

    3

    2

    14

    8

    IC2-B

    C9

    C8

    C10

    C12

    C11

    C13

    C14

    C15C16

    C17

    R8

    S2

    R9R10

    R11

    S1-A

    R13R14

    R15

    R16

    R17

    S3

    R18

    2

    3

    1

    IC3-A

    4

    R19

    R20

    R21

    R22

    R23

    R24

    R25

    R26

    R27R28

    R29

    R30

    R31

    C18

    C19

    C21 C22

    C24

    C256

    5

    7

    IC3-B

    TESTER

    DS1

    DS2

    12 V.

    DL1

    C26 C27

    U E

    M 220 V.

    S4

    T1

    OFF

    ONSET

    S1-B

    x1x10

    C7

    R12

    C20

    ELECTRONIQUE magazine - n 1

    M E S U R E

    Figure 3 : Le schma lectrique complet de lanalyseur de distorsion harmonique.

    Figure 2 : La ralisation pratique de cet instrument est trs simple. On fixesur la face avant le circuit de base LX.1392 (voir figure 4), tandis que le

    second circuit, LX.1392/B (voir figure 7), est fix au fond du botier. Pour lalecture de la distorsion, vous pouvez utiliser nimporte quel multimtre

    analogique ou digital.

    analyseur encore plus prcis et plusfiable. En effet, dans notre instrumentnous avons prvu trois gammes pourpouvoir contrler le pourcentage de dis-torsion sur toute la bande audio, de15 Hz 23000 Hz.

    Schma lectrique

    Pour raliser notre analyseur de dis-torsion, nous avons utilis 3 circuitsintgrs type NE5532, chacun consti-tu de deux amplificateurs opration-nels.

    Cela tant dit, nous pouvons analyserle schma de la figure 3 et, pour lex-plication de son fonctionnement, nouscommenons par les deux opration-nels IC1/A et IC1/B.

    Ceux-ci ont t utiliss pour raliser lefiltre notch, indispensable pour limi-ner la frquence fondamentale du si-gnal dentre.

    59

  • ELECTRONIQUE magazine - n 1

    M E S U R E

    Le signal BF appliqu au potentiomtreR1, est prlev sur son curseur pourtre reli lentre non inverseuse dufiltre notch.

    Pour liminer une frquence fonda-mentale comprise entre 15 et 230 Hz,on doit placer le double commutateurrotatif (2 circuits, 3 positions) S1/A S1/B sur la premire position. Pour li-miner une frquence fondamentalecomprise entre 150 et 2300 Hz, on s-lectionne la deuxime position. Pourliminer une frquence fondamentalecomprise entre 1500 et 23000 Hz, onslectionne la troisime position.

    Une fois choisie la gamme de travail,on doit tourner le potentiomtre doubleR9/R13 et celui du rglage fin, R15,jusqu llimination de la frquencefondamentale. Ne restent alors pr-sentes, sur le curseur du commutateurS1/A S1/B, que les frquences har-

    R1 = 10k pot. lin.R2 = 22kR3 = 10k 1 %R4 = 10kR5 = 10kR6 = 10k 1 %R7 = 20k 1 %R8 = 10k 1 %R9 = 100k pot. lin.R10 = 390kR11 = 6,8 kR12 = 1,8 kR13 = 100k pot. lin.R14 = 390kR15 = 10k pot. lin.R16 = 10kR17 = 10,1 k 1 %R18 = 90,9 k 1 %

    *R19 = 20k 1 %*R20 = 20k 1 %*R21 = 10k*R22 = 20k 1 %*R23 = 10k 1 %*R24 = 10k*R25 = 1 k*R26 = 100k*R27 = 1 M*R28 = 10k trimmer

    R29 = 1 k*R30 = 1 k*R31 = 1 k

    C1 = 10 F lectrolytiqueC2 = 22 F lectrolytiqueC3 = 10 pF cramiqueC4 = 10 F lectrolytiqueC5 = 100nF polyesterC6 = 100nF polyesterC7 = 100 F lectrolytique

    moniques qui sont appliques len-tre non inverseuse de loprationnelIC2/A utilis comme tage de spara-tion.

    Sur cette entre est aussi reli lin-verseur S2 (en position ON), qui, com-me nous lexpliquerons par la suite,nous sert pour calibrer le multimtre fond dchelle.

    Quand linverseur S2 ouvre le circuit(position OFF), la frquence fonda-mentale est limine du signal appli-qu lentre dIC2/A. Quand il fermele circuit (position ON), le filtre notchest exclu, donc le signal de sortie estidentique au signal dentre.

    Si la rsistance R17 est relie aucondensateur lectrolytique C15 tra-vers linverseur S3, le signal prlevsur la broche de sortie dIC2/A est ap-pliqu lentre non inverseuse du se-

    cond oprationnel IC2/B, lui aussi uti-lis comme tage de sparation oubien comme tage pramplificateur.

    Si linterrupteur S3 ouvre le circuit (po-sition x1), le signal appliqu lentredIC2/B se retrouve sur la broche desortie 7, avec la mme amplitude quilavait lentre. Tandis que, si S3 fer-me le circuit (position x10), le signalappliqu lentre se retrouve sur labroche de sortie, amplifie dix fois.

    Lamplitude du signal de toutes les fr-quences harmoniques, est appliquesur les deux derniers oprationnelsIC3/A et IC3/B, utiliss comme re-dresseurs.

    Sur la broche de sortie 7 dIC3/B, ona donc une tension continue gale lavaleur de lamplitude du signal alternde toutes les harmoniques, tensionque lon peut mesurer avec un multi-mtre normal.

    Ralisation pratique

    La ralisation de cet analyseur de dis-torsion ncessite deux circuits impri-ms. Sur le circuit imprim LX.1392,on monte tous les composants qui ap-paraissent en figure 4 et sur le circuitimprim LX.1392/B, tous les compo-sants de la figure 7.

    Vous pouvez commencer le montageen insrant sur le circuit imprim

    Liste des composants LX.1392-1392/B

    C8 = 100nF polyesterC9 = 10nF polyesterC10 = 1 nF polyesterC11 = 100nF polyesterC12 = 10nF polyesterC13 = 1 nF polyesterC14 = 100nF polyesterC15 = 22 F lectrolytiqueC16 = 22 pF cramiqueC17 = 1 F polyester

    *C18 = 10 pF cramique*C19 = 47 F lectrolytique*C20 = 100nF polyester*C21 = 470 F lectrolytique*C22 = 100nF polyester*C23 = 4,7 F lectrolytique*C24 = 100nF polyester*C25 = 100nF polyester*C26 = 100nF polyester*C27 = 1 000 F lectrolytique*DS1 = diode 1N4150*DS2 = diode 1N4150

    S1 = comm. rotatif 2 C, 3 PS2 = interrupteur simpleS3 = interrupteur simpleS4 = interrupteur simpleIC1 = circuit intgr NE5532IC2 = circuit intgr NE5532

    *IC3 = circuit intgr NE5532*IC4 = circuit intgr A7812*RS1 = pont redres. 100 V 1 A*T1 = transform. 3 watts(T003.01) 0 - 14 - 17 V 0,2 A

    Note : Toutes les rsistances sontdes 1/4 de watt. Les composantsprcds dun astrisque sontmonts sur le circuit LX.1392/B.

    60

  • LX.1392

    R1 R15

    VERS LX.1392/B

    S1

    S3

    S2 S4

    DL1A K

    R9-R13

    LX.1392

    S1IC2

    IC1

    ENTRESIGNAL

    12 volts

    C1

    A K

    S4S2

    S3

    R1

    C2 C3

    C4

    C14

    C5

    C6

    C7

    C8

    C9

    C10

    C11

    C12

    C13

    C15

    C17

    C16

    R9 - R13 R15

    R2

    R3

    R4

    R5

    R6

    R7

    R8

    R10

    R11

    R12

    R14

    R16

    R18

    R17

    VERS LX 1392/B

    VERS LX.1392/B

    R29

    DL1

    VERS LX.1392/B

    ELECTRONIQUE magazine - n 1

    M E S U R E

    LX.1392 les deux supports pour les in-tgrs et en soudant toutes leursbroches.

    Passez ensuite aux rsistances. Sixdentre elles, tant de prcision, se dis-tinguent des autres par les quatre pre-mires couleurs de leurs corps quenous vous indiquons ci-dessous.

    Le Marron tant pour toutes la cin-quime couleur :- rsistance de 10 000 ohms (R3, R6et R8) : marron, noir, noir, rouge,- rsistance de 20000 ohms (R7) : rou-ge, noir, noir, rouge,- rsistance de 10 100 ohms (R17

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