7/24/2019 Amplificateur lectronique

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Amplificateur lectronique

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Pour les articles homonymes, voirAmplificateur.Un amplificateur lectronique(ouamplificateur, ou

Un amplificateur Hi-Fi tubes.

ampli) est un systmelectroniqueaugmentant la tensionet/ou lintensit dun signal lectrique. Lnergie nces-

saire lamplification est tire de lalimentationdu sys-tme. Un amplificateur parfait ne dforme pas le signaldentre : sa sortie est une rplique exacte de lentre maisdamplitude majore.

Les amplificateurs lectroniques sont utiliss dans quasi-ment tous les circuits lectroniques : ils permettent dle-ver un signal lectrique, comme la sortie dun capteur,vers un niveau de tension exploitable par le reste du sys-tme. Ils permettent aussi daugmenter la puissance maxi-male disponible que peut fournir un systme afin dali-menter une charge comme uneantenneou uneenceintelectroacoustique.

1 Historique

Le premier amplificateur lectronique fut ralis en 1906par linventeur amricainLee De Forest, laide de lapremire version dune de ses inventions : laudion[1].En 1908,Lee De Forestperfectionna laudion en lui ra-joutant une lectrode, donnant ainsi naissance la pre-miretriode[2],[3]. La triode fut vite perfectionne parlajout dune (pour lattrode) puis de deuxgrillessup-plmentaires, palliant certains effets indsirables, notam-

ment leffet dynatron (zone o le tube prsenteunersistance ngative). Ce tubepentodeest ensuite ra-pidement adopt pour la plupart des amplificateurs

Une audion de 1906.

tubes, pour son meilleur rendement. Les amplificateurs tubes sont aussi connus sous le nom damplificateurs lampes , en raison de la forme des tubes et de la lu-mire quils mettent lorsquils fonctionnent (voir photoci-contre).

Depuis le dbut des annes 1960, grce lapparitiondes premierstransistorsde puissance vraiment fiables etau cot rduit, la majorit des amplificateurs utilise destransistors[4]. On prfre les transistors aux tubes dans lamajorit des cas car ils sont moins encombrants, fonc-tionnent des tensions plus faibles et sont immdiate-ment oprationnels une fois mis sous tension, contraire-

ment aux tubes lectroniques qui ncessitent une dizainede secondes de chauffage.

Les tubes sont toujours utiliss dans des applications sp-cifiques comme les amplificateurs audio, surtout ceuxdestins auxguitares lectriques[5], et les applications de trs forte puissance ou haute frquence[6] commepour lesfours micro-ondes, le chauffage par radiofr-quence industriel, et lamplification de puissance pour lesmetteurs de radio et de tlvision.

Dans le domaine des tlcommunications spatiales de-mandant de fortes puissances, on utilise galement desamplificateurs klystronet destubes ondes progres-

sives (ATOP). Il existe en outre des amplificateurs detypeSSPA (en)(Solid State Power Amplifier) embarqus bord dessatellites.

1

https://fr.wikipedia.org/wiki/Satellite_artificielhttps://en.wikipedia.org/wiki/SSPAhttps://fr.wikipedia.org/wiki/SSPAhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Tube_%C3%A0_ondes_progressiveshttps://fr.wikipedia.org/wiki/Tube_%C3%A0_ondes_progressiveshttps://fr.wikipedia.org/wiki/Klystronhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Four_%C3%A0_micro-ondeshttps://fr.wikipedia.org/wiki/Guitare_%C3%A9lectriquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Transistorhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Tube_%C3%A9lectroniquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Pentodehttps://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9sistance_n%C3%A9gativehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Grille_de_contr%C3%B4lehttps://fr.wikipedia.org/wiki/T%C3%A9trodehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Triode_(%C3%A9lectronique)https://fr.wikipedia.org/wiki/Lee_De_Foresthttps://fr.wikipedia.org/wiki/Audionhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Lee_De_Foresthttps://fr.wikipedia.org/wiki/Enceinte_(audio)https://fr.wikipedia.org/wiki/Enceinte_(audio)https://fr.wikipedia.org/wiki/Antenne_radio%C3%A9lectriquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Capteurhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Alimentation_%C3%A9lectriquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectroniquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Tube_%C3%A9lectroniquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Amplificateurhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Wikip%C3%A9dia:Articles_de_qualit%C3%A9

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2 2 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT ET THORIE

UnKlystron.

Quatre tubes de puissance Electro Harmonix KT88 l'intrieur d'un amplificateur de guitare.

Schma trs simplifi dun amplificateur

2 Principe de fonctionnement et

thorie

Un amplificateur lectronique utilise un ou plusieurscomposants actifs(transistoroutube lectronique) afindaugmenter la puissance lectrique du signal prsent enentre. Les composants actifs utiliss dans les amplifica-teurs lectroniques permettent de contrler leur courantde sortie en fonction dune grandeur lectrique (courantoutension), image du signal amplifier. Le courant desortie des composants actifs est directement tir de lali-mentation de lamplificateur. Suivant la faon dont ils sontimplants dans lamplificateur, les composants actifs per-mettent ainsi daugmenter la tension et/ou le courant dusignal lectrique dentre. Le principe de fonctionnement

dun amplificateur est prsent dans le schma simpli-fi ci-contre. Ce schma utilise untransistor bipolairecomme composant amplificateur, mais il peut tre rem-plac par unMOSFETou untube lectronique. Le cir-cuit depolarisationassurant le rglage de la tension aurepos a t omis pour des raisons de simplification. Dansce circuit, le courant produit par la tension dentre seraamplifi de (avec >> 1) par le transistor. Ce courantamplifi traverse alors la rsistance de sortie et lon rcu-pre en sortie la tension .R.ie [N 1].Aveciele courant dentre etRla valeur de la rsistance.

Les amplificateurs peuvent tre conus pour augmenter

la tension (amplificateur de tension), le courant (amplifi-cateur suiveur) ou les deux (amplificateur de puissance)dun signal. Les amplificateurs lectroniques peuvent trealiments par une tension simple (une alimentation po-sitive ou ngative, et le zro) ou unetension symtrique(une alimentation positive, une ngative et le zro). Lali-mentation peut aussi porter le nom de bus ou rail .On parle alors de bus positif ou ngatif et de rail de ten-sion positive ou ngative.

Les amplificateurs sont souvent composs de plusieurstages disposs en srie afin daugmenter le gain glo-bal. Chaque tage damplification est gnralement dif-

frent des autres afin quil corresponde aux besoins sp-cifiques de ltage considr. On peut ainsi tirer avantagedes points forts de chaque montage tout en minimisant

https://fr.wikipedia.org/wiki/Alimentation_sym%C3%A9triquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Tension_de_polarisationhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Tube_%C3%A9lectroniquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Metal_Oxide_Semiconductor_Field_Effect_Transistorhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Transistor_bipolairehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Tension_%C3%A9lectriquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Courant_%C3%A9lectriquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Tube_%C3%A9lectroniquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Transistorhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Composant_%C3%A9lectroniquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Tube_%C3%A9lectroniquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Klystron

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leurs faiblesses.

Reprsentation d'unquadriple.

Reprsentation thorique dun amplificateur de tension dont len-tre et la sortie partagent le mme zro.

G

f

Gmax

Gmax-3dB

f1 f2

Bande passante 3 dB.

Si lon considre que lalimentation dun amplificateurest indpendante du signal dentre et de sortie de lam-plificateur, on peut reprsenter cet amplificateur par unquadriple. Le formalisme desquadriplespermet dob-tenir une relation matricielle entre les courants et les ten-sions dentre et de sortie. Il a t introduit dans les an-nes 1920 par le mathmaticien allemandFranz Breisig.Dans le cas dun amplificateur de tension, les grandeurslectriques sont dfinis par quatre paramtres : limp-dance dentre Ze, limpdance de sortie Zs, le gain detransconductanceG et le paramtre de raction G12. Ona alors :

V1

V2

=

Ze G12G Zs

I1

I2

Pour un amplificateur parfait, G12est nul (le courant desortie ninfluence pas lentre), Zs est galement nul (latension de sortie ne dpend pas du courant de sortie), et legainG est constant. On a alors le gain de lamplificateur :

V2

V1=

G

Ze=cte

En pratique ces conditions ne sont pas tout fait res-pectes, entranant de ce fait des caractristiques alt-res concernant la bande passante, le gain en puissance,le bruit d au facteur temprature, ou encore la distorsiondu signal. On value les performances dun amplificateuren tudiant sonrendement, salinarit, sabande passanteet lerapport signal sur bruitentre lentre et la sortie.

La bande passante 3 dB (dcibel) dun amplifi-

cateur est la gamme defrquenceso le gain en tensionde lamplificateur est suprieur au gain maximum moinstrois dcibels[N 2]. Si on ne raisonne pas en dcibel, celacorrespond la gamme de frquences o le gain en ten-sion est suprieur au gain maximum divis par racine dedeux[N 3], cequi correspond une division de la puissancefournie la charge par deux[7],[N 4]. La bande passanteest habituellement note B ou BP. Occasionnellement onrencontre des bandes passantesplus larges, parexemple labande passante 6 dB, gamme de frquences o le gainen tension est suprieur la moiti du gain maximum.

0

Vs

Ve

Effet de la saturation sur la linarit.

Lalinaritdun amplificateur correspond sa capacit garder constante la pente de la courbe donnant la tensionde sortieen fonction de la tension d'entre.Une limitationde linarit vient de lalimentation de lamplificateur : latension de sortie ne peut dpasser la tension dalimenta-tion de lamplificateur. Lorsque cela arrive, on parle desaturation de lamplificateur. La linarit dun amplifica-teur est aussi limite par savitesse de balayage(ouslewrate) qui reprsente la vitesse de variation maximale quil

peut reproduire. Lorsque la variation du signal dentredun amplificateur est suprieure sa vitesse de balayage,sa sortie est une droite de pente SR .

https://fr.wikipedia.org/wiki/Vitesse_de_balayagehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Lin%C3%A9arit%C3%A9https://fr.wikipedia.org/wiki/Fr%C3%A9quencehttps://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9cibelhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Bande_passantehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Rapport_signal_sur_bruithttps://fr.wikipedia.org/wiki/Bande_passantehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Lin%C3%A9arit%C3%A9https://fr.wikipedia.org/wiki/Rendement_(physique)https://fr.wikipedia.org/wiki/Gain_(%C3%A9lectronique)https://fr.wikipedia.org/wiki/Transconductancehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Franz_Breisighttps://fr.wikipedia.org/wiki/Quadrip%C3%B4lehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Quadrip%C3%B4lehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Quadrip%C3%B4le

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4 4 LE BRUIT DANS LES AMPLIFICATEURS LECTRONIQUES

SR=max

dvs(t)

dt

La vitesse de balayage est exprime en V/s.

Enfin, la caractristique des lments semiconducteursn'est jamais totalement linaire, et conduit la distorsionharmonique. On rduit cette distorsion par la contre r-action (voir plus loin).

3 La distorsion dans les amplifica-

teurs lectroniques

Un amplificateur doit fournir une tension de sortie ayantla mme forme que le signal d'entre, mais d'amplitude

suprieure. Si la forme du signal de sortie ( l'amplitudeprs) est diffrente de la forme du signal d'entre, on ditqu'il y a distorsion.

3.1 La distorsion d'amplitude

Cette distorsion a lieu si la bande passante del'amplificateur n'est pas suffisante pour amplifierl'ensemble des frquences (spectre) composant le signal.Cependant, si le signal d'entre est sinusodal, le signalde sortie le sera galement.

3.2 La distorsion harmonique

Cette distorsion est provoque par un dfaut de linari-t de l'amplificateur. Si le signal d'entre est sinusodal,le signal de sortie ne l'est plus. Cette sinusode dformepeut tre considre comme la somme d'une sinusodepure (fondamentale) et de sinusodes de frquences mul-tiples de cette fondamentale (harmoniques). Letaux dedistorsion harmoniquesera fonction du rapport entre cesharmoniques et la fondamentale.

3.3 La distorsion de phase ou de temps depropagation

Le signal de sortied'un amplificateur est compos gnra-lement de plusieurs frquences, qui devraient tre ampli-fies strictement en mmetemps. La forme d'un tel signalcomplexe ne sera plus conserve si le temps de propaga-tion des frquences qui le composent n'est pas le mme.Ces retards sont peu audibles pour l'oreille. Cependant,si l'amplificateur doit amplifier des signaux numriques,cettedistorsion devient trs gnante et peut conduire deserreurs sur les bits transmis et dcods. Pour cette raison,

cette caractristique est trs importante pour les amplifi-cateurs de signaux numriques. On quantifie cette distor-sion en prcisant les diffrences de retard en fonction de

la frquence. Il est aussi possible de prciser la courbe dudphasage en fonction de la frquence. Cette courbe doittre unedroitepour ne pasavoirde distorsion de propaga-tion de groupe. Pour cette raison, les amplificateurs sanscette distorsion sont parfois qualifis phase linaire .

3.4 La distorsion d'intermodulation

Si des tages d'amplification sont non linaires, on ob-servera en plus de la distorsion harmonique, l'apparitionde frquences parasites qui sont des combinaisonslinaires des frquences composant le signal ampli-fier. Ce type de dfaut est trs gnant pour les amplifi-cateurs traitant de signaux radiolectriques, car ces fr-quences parasites peuvent perturber les liaisons radio(voir intermodulation). Cette distorsion peut galement

tre gnante pour les amplificateurs audio, car l'oreillepourra percevoir ces frquences parasites qui sont sur-ajoutes au signal.

4 Le bruit dans les amplificateurs

lectroniques

A

B

Effet du bruit sur un signal lectrique.

En lectronique, le bruit dsigne les signaux alatoireset non dsirs, voire parasites, se superposant aux si-gnaux utiles. Dans un amplificateur ces signaux parasitespeuvent venir de son environnement ou des composantsle constituant. Il existe cinq types de bruit en lectro-nique : lebruit thermique, lebruit grenaille, le bruit descintillation( bruit flicker ), lebruit en crneauxet lebruit d'avalanche[8]. Il est possible de rduire le bruit dansun amplificateur en sattaquant directement ses origines

(voir ci-dessous) mais aussi en limitant le plus possible labande passante de lamplificateur, afin dliminer le bruitprsent en dehors de ses frquences de travail[9].

https://fr.wikipedia.org/wiki/Bruit_d%2527avalanchehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Bruit_en_cr%C3%A9neauxhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Bruit_de_scintillationhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Bruit_de_scintillationhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Bruit_grenaillehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Bruit_thermiquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Intermodulationhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Taux_de_distorsion_harmoniquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Taux_de_distorsion_harmonique

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4.4 Le bruit en crneaux 5

4.1 Le bruit thermique

Le bruit thermique, galement nomm bruit de rsistance,oubruit Johnsonoubruit de Johnson-Nyquistest le bruitproduit par l'agitation thermique des porteurs de charges,cest--dire deslectrons dans unersistance lectriqueen

quilibre thermique. Le bruit thermique est unbruit blancdont la densit spectrale de puissance dpend uniquementde la valeur de la rsistance. Le bruit thermique peut tremodlis par une source de tension en srie avec la r-sistance qui produit le bruit. On caractrise le bruit ther-mique d'un amplificateur, par sa rsistance quivalentede bruit , ou, pour un amplificateur RF, par lefacteur debruit, qui dpend de la temprature de la source de signal.

Le bruit thermique a t mesur pour la premire foisen 1927 par le physicienJohn Bertrand JohnsonauxBellLabs[10]. Son article Thermal Agitation of Electricity inConductors montrait que des fluctuations statistiques se

produisaient dans tous les conducteurs lectriques, pro-duisant une variation alatoire de potentiel aux bornes dece conducteur. Ce bruit thermique tait donc identiquepour toutes les rsistances de la mme valeur et ntaitdonc pas imputable une fabrication mdiocre. Johnsondcrivit ses observations son collgueHarry Nyquistquifut capable den donner une explication thorique[11].

4.2 Le bruit grenaille

Lebruit grenaillea t mis en vidence en 1918 par

Walter Schottky. Ce bruit apparat dans les dispositifso le nombre dlectrons est assez faible pour donnerune fluctuation statistique dtectable. En lectronique,ce bruit apparat dans les dispositifs base de semi-conducteur(transistors, etc.) et les tubes lectroniques.Le bruit grenaille est un bruit blanc dont la densitspectrale de puissance dpend uniquement de la valeurmoyenne du courant traversant le composant bruyant.

Note :Le bruit thermique et le bruit grenaille sont tousles deux dus des fluctuations quantiques, et certainesformulations permettent de les regrouper dans un seul etunique concept[12].

4.3 Le bruit de scintillation

Lebruit de scintillation, galement nommbruit en 1/f,bruit en excs, bruit deflickerou bruit roseest un bruitdont ladensit spectrale de puissanceest en 1/f. Cela si-gnifie que plus la frquence augmente, plus lamplitudede ce bruit diminue. Ce type de bruit existe dans tous lescomposants actifs et a des origines trs varies, commedes impurets dans les matriaux ou des crations et re-combinaisonsparasites dues au courant de base dun tran-sistor. Ce bruit est toujours relatif un courant continu.

Il peut tre rduit en amliorant les procds de fabrica-tion des semi-conducteurs et diminuant la consommationde lamplificateur[13]. Malheureusement, la rduction de

la consommation d'un amplificateur passe par une aug-mentation de la valeur de certaines rsistances ce qui vaaugmenter le bruit thermique[13].

Le bruit de scintillation se rencontre aussi avec lesrsistancesaucarbone, o il est dsign commebruit en

excscar il sadditionne au bruit thermique. Le bruit descintillement tant proportionnel la composante conti-nue du courant, si le courant est faible, le bruit thermiqueprdominera quel que soit le type de rsistance.

4.4 Le bruit en crneaux

Le bruit en crneaux est galement nomm burst noise, oubruit popcorn, ou crpitement. Il a t dcouvert lors dudveloppement de lun des premiersamplificateurs op-rationnels : le A709. Il sagit essentiellement de crneauxde tension (ou de courant) dont lamplitude stend de

moins dun microvolt plusieurs centaines de microvolts.Lintervalle entre les crneaux est de lordre de la milli-seconde [14]. Le bruit en crneaux, dans un amplificateuraudio, produit des pops qui lui ont valu lenomde bruit

popcorn[15]. Lapparition de ces pops est alatoire : ilspeuvent se manifester plusieurs fois par seconde puis dis-paratre pendant plusieurs minutes.

Lesorigines de ce bruit ne sont pas actuellement connues,mais il semble quelles soient lies des imperfec-tions dans les semi-conducteurs et limplant dionslourds[16],[17]. Les conditions les plus favorables lap-parition de ce bruit semblent tre de basses tempratures

et la prsence de rsistances de forte valeur[14].

4.5 Le bruit davalanche

Lebruit davalanchea lieu dans les semi-conducteurs:lechamp lectriqueacclre certains lectrons au pointde dloger dautres lectrons de valence et de crer desporteurs de chargesupplmentaires. Ce bruit devient im-portant pour les champs lectriques levs, au voisinagede leffet davalanche.

4.6 Les autres types de bruits

On peut rencontrer dautres types de bruits dans un am-plificateur lectronique. Ces bruits ne sont gnralementpas dus lamplificateur lui-mme mais son environne-ment. On citera, par exemple, les bruits dequantificationet d'chantillonnageengendrs par lesconvertisseurs nu-mrique analogiqueet tous les bruitsCEMattribus la prsence dalimentations dcoupage, dmetteurs ra-dio et de tlvision et autres appareils sources dinterf-rences proximit de lamplificateur. La plupart de cesbruits peuvent tre matriss laide dunblindageet/ou

dun filtrage des signaux dentre et dalimentation. Dansles cas les plus sensibles, il est parfois ncessaire davoirrecours de lourdes tables pour absorber les vibrations,

https://fr.wikipedia.org/wiki/Blindagehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Alimentation_%C3%A0_d%C3%A9coupagehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Compatibilit%C3%A9_%C3%A9lectromagn%C3%A9tiquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Convertisseur_num%C3%A9rique-analogiquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Convertisseur_num%C3%A9rique-analogiquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89chantillonnage_(signal)https://fr.wikipedia.org/wiki/Quantification_(signal)https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_d%2527avalanchehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Porteur_de_chargehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Champ_%C3%A9lectriquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Semi-conducteurhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Bruit_d%2527avalanchehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Semi-conducteurhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Amplificateur_op%C3%A9rationnelhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Amplificateur_op%C3%A9rationnelhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Bruit_en_cr%C3%A9neauxhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Carbonehttps://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9sistance_(%C3%A9lectricit%C3%A9)https://fr.wikipedia.org/wiki/Densit%C3%A9_spectrale_de_puissancehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Bruit_rosehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Bruit_de_scintillationhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Bruit_blanchttps://fr.wikipedia.org/wiki/Semi-conducteurhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Semi-conducteurhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Walter_Schottkyhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Bruit_grenaillehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Harry_Nyquisthttps://fr.wikipedia.org/wiki/Laboratoires_Bellhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Laboratoires_Bellhttps://fr.wikipedia.org/wiki/John_Bertrand_Johnsonhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Facteur_de_bruithttps://fr.wikipedia.org/wiki/Facteur_de_bruithttps://fr.wikipedia.org/wiki/Bruit_blanchttps://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quilibre_thermiquehttps://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9sistance_(%C3%A9lectricit%C3%A9)https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectronhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Bruit_thermique

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6 5 CLASSIFICATION DES SYSTMES ET TAGES AMPLIFICATEURS

t

f(t)

Effet de l'chantillonnage sur un signal. En gris le signal dsir,en rouge le signal obtenu.

descages de Faraday, deschambres sourdeset des picesclimatises[18],[19].

4.7 Rapport signal sur bruit

Lerapport signal-bruitest un terme utilis en ingnie-rie, entraitement du signalou enthorie de linforma-tionpour dsigner le rapport entre la grandeur dun signal(information utile, significative) et celle du bruit (infor-mation inutile, non significative). Comme de nombreuxsignaux ont une chelle dynamique leve, les rapportssignal-bruit sont souvent exprims endcibels. Le rap-port signal sur bruit dsigne la qualit dune transmissiondinformation par rapport aux parasites. On dfinit ainsila qualit dun amplificateur, quel que soit son type et la

catgorie de signaux quil traite. Plus le rapport est lev,moins lappareil dnature le signal dorigine.

5 Classification des systmes et

tages amplificateurs

Il existe une grande quantit de classifications, elles d-coulent souvent des diffrentes caractristiques du sch-ma dun amplificateur. Toutes cescaractristiques ont uneinfluence sur les paramtres et les performances de lam-plificateur. La conception dun amplificateur est toujoursun compromis entre plusieurs facteurs comme le cot, laconsommation nergtique, les imperfections des com-posants et, le besoin de rendre lamplificateur compatibleavec le gnrateur du signal dentre et la charge en sor-tie. Afin de dcrire un amplificateur, on parle gnrale-ment de sa classe, de la mthode de couplage qui a tutilise entre ces diffrents tages ainsi que la gamme defrquences pour laquelle il est prvu[20].

5.1 Classification par angle de conduc-tion : les classes amplificateurs

Article dtaill :Classes de fonctionnement d'un ampli-ficateur lectronique.

Un amplificateur est gnralement constitu de plusieurstages d'amplification, chaque tage tant conu autour d' lments actifs (des transistors en gnral). Un l-ment actif n'est pas ncessairement polaris de faon

amplifier le signal pendant 100 % du temps. Le systmede lettres, ouclasse, utilis pour caractriser les ampli-ficateurs assigne une lettre pour chaque schma dampli-ficateur lectronique. Ces schmas sont caractriss parla relation entre la forme du signal dentre et celui desortie, mais aussi par la dure pendant laquelle un com-posant actif est utilis lors de lamplification dun signal.Cette dure est mesure en degrs dunsignal sinuso-daltest appliqu lentre de lamplificateur, 360 degrsreprsentant un cycle complet[21],[22],[23]. En pratique laclasse damplification est dtermine par lapolarisationdes composants (tubes, transistors bipolaires, transistors effet de champ, etc.) de lamplificateur, ou le calcul du

point de repos.

A

B

AB

C

Vue des zones o le signal est utilis pour les diffrentes classesdamplificateurs.

Les circuits amplificateurs sont classs dans les catgoriesA, B, AB et C pour les amplificateursanalogiques, et D,E et F pour les amplificateurs dcoupage. Pour les am-plificateurs analogiques, chaque classe dfinit la propor-tion du signal dentre qui est utilise par chaque compo-

sant actif pour arriver au signal amplifi (voir figure ci-contre), ce qui est aussi donn par langle de conductiona:

Classe A La totalit du signal dentre (100 %)[22],[23]

est utilise (a= 360).

Classe B La moiti du signal (50 %)[22],[23] est utilise(a= 180).

Classe AB Plus de la moiti mais pas la totalit du si-gnal (50100 %)[22],[23] est utilise (180 < a