La société FirstWatt
La société FirstWatt crée par Nelson Pass conçoit des amplificateurs de faibles puissances destinés à alimenter des hauts-parleurs à haut-rendement. Construits à la main par Nelson Pass lui-même ces amplificateurs sont fabriqués en petites quantités. A la fin du cycle de production de chaque unité le schéma est publié par leur concepteur pour la plus grande joie des constructeurs amateurs (DIYers).
Pour alimenter les moteurs à chambres de compression des pavillons médiums et aiguës j'utilise des amplificateurs F2. L'amplificateur F2 est un amplificateur de courant qui fonctionne en pure classe A sans contre-réaction et possède un seul transistor de sortie (single-ended). Sa puissance est de 5 w. Un amplificateur audio traditionnel est un amplificateur de tension. Il délivre une tension au haut-parleur proportionnelle à celle d'entrée. Le courant qui alimente alors la bobine du haut-parleur dépend directement de son impédance. Si celle-ci varie en fonction de la fréquence, il en sera de même du courant qui la traverse et du niveau sonore qui lui est proportionnel. Avec un amplificateur de courant, le courant qui traverse la bobine est indépendant de l'impédance du haut parleur et de tous les éléments en série avec ce dernier. On trouvera sur cette page un article de Nelson Pass qui traite des amplificateurs de courant.
On trouvera sur cette page du site DIYAUDIO les détail de construction de l'amplificateur F2. Le schéma de l'amplificateur F2 est donné ici.
Etude du schéma
La figure 1 représente le schéma de l'amplificateur saisi avec le logiciel WINSCHEM permettant la vérification automatique du typon associé réalisé avec le logiciel WINTYPON.
L'amplificateur F2 possède un condensateur de sortie chimique ce qui constitue un point faible pour certains mais à l'avantage de supprimer toute composante continue dans le haut-parleur et protège celui-ci d'une défaillance du transistor de sortie.
La construction de cet amplificateur ne pose pas de problème particulier. Etant donné qu'il ne possède qu'un seul transistor de sortie, il n'y a pas de transistors à appairer.
Voici quelques précisions concernant le schéma originel de Nelson Pass :
- La self noté L1 (en haut à droite du schéma) n'apparaît pas sur les typons du circuit. Cette self n'est en fait pas un composant. Elle matérialise la composante selfique des résistances bobinées R23 à R26.
- Le composant C5 est un condensateur non polarisé de 10 uF.
- Le potentiomètre P1 est le seul élément de réglage de l'amplificateur. Il consiste à ajuster la tension de la borne positive du condensateur C3 à la moitié de la tension d'alimentation mesurée aux bornes positives de C4 et C6. La sortie du condensateur C3 est la borne - de l'entrée du haut-parleur, sa borne + étant relié à la masse de l'amplificateur.
- Le condensateur C4 du typon est de taille inférieure (et donc de capacité inférieure) au condensateur C6 alors qu'ils sont identiques sur le schéma électrique. En lieu et place de ces deux condensateurs, j'en ai utilisé un seul de 22000 uF.
Alimentation
L'amplificateur F2 dissipe 75 W par canal soit un total de 150 W. Le choix d'un facteur 3 pour le calcul de la puissance du transformateur conduit à choisir un transformateur de 2x18 V 400 VA. La puissance de 75 W dissipée par canal nécessite des dissipateurs thermiques conséquents. J'ai utilisé les boîtiers dissipateurs HIFI 2000 400 mm de taille 4U.
Montage
La liste des composants de l'amplificateur avec leurs fournisseurs est donnée dans le ficher excel Composants.xls.
Les résistances 1/4 W sont des modéles de 1% de tolérance. Les condensateurs de filtrage sont des Mundorf M-Lytic. Les résistances R10 à R12 et R16 à R17 sont des résistances métalliques 3 W afin d'éviter la composante selfique des résistances bobinées.
La figure 2 donne l'implantation de l'alimentation. Les figures 3 et 4 les implantations des circuits gauche et droit.
La face arrière comprend l'interrupteur, la prise secteur et de part et d'autre de haut en bas : la prise RCA (modèle isolé) et les bornes de sortie de l'amplificateur. On ne trouve en face avant que deux LED bleues. On se reférera à la page sur l'aleph pour les instructions de perçage.
Les transistors de puissance sont isolés du dissipateur et montés avec de la pate thermique. Il n'est pas nécessaire de monter la vis avec un canon isolant, les transistors en étant doté d'origine.
Les circuits sont positionnés sur les dissipateurs de telle manière que les entrées audios soient du coté de la face arrière, les deux transistors de puissance au centre du dissipateur, le plus bas possible.
Les entrés RCA sont câblées avec du fil blindé.
Les transistors et la carte de l'amplificateur sont montés sur le dissipateur par l'intermédiaire de vis de 3mm nécessitant la réalisation de tarauds (voir la page sur l'Aleph).
Les photos ci-dessous montrent les cartes câblées, l'alimentation et l'amplificateur achevé.
