Analyseur de Distorsion Harmonique

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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

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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.

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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

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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