un truc comme ça ?
"Introduction
Un certain nombre de circuits audio utilisent un circuit d'asservissement CC, l'idée étant de supprimer toute trace de CC de la sortie d'un préampli ou d'un ampli de puissance. Outre la futilité totale (IMO) de rendre l'équipement audio couplé en courant continu, il est également potentiellement dangereux pour les haut-parleurs en particulier. Faire fonctionner n'importe quel équipement audio avec une réponse au CC pose problème, et il devrait être évident qu'un servo CC ne permettra pas (par définition) le fonctionnement au CC. L'idée qu'un servo CC supprime le CC mais n'affecte pas le CA (à n'importe quelle fréquence) est tout simplement fausse. À moins que le servo CC ne soit réglé sur une fréquence irréaliste (0,01 Hz par exemple), il doitaffectent également le courant alternatif basse fréquence. La question ici est de savoir si c'est plus ou moins "intrusif" que quelques condensateurs.
Une bonne partie de cela vient de l'idée stupide que "le meilleur plafond n'est pas un plafond". Le meilleur plafond est un plafond qui a été choisi pour garantir que vos haut-parleurs ne seront jamais soumis à des courants continus ou à des fréquences très basses qui ne sont de toute façon pas audibles. Il s'agira généralement de polyester, parfois les gens insistent sur le polypropylène et, dans de nombreux cas, un capuchon électrolytique est utilisé. Malgré toutes les objections, à condition que la tension aux bornes de tout condensateur soit suffisamment faible, la distorsion apportée est négligeable. Le déphasage est souvent présenté comme une "bonne" raison d'éviter d'utiliser un plafond d'entrée, mais un servo CC peut en fait l' aggraver . Il est facile de s'assurer qu'il y a un déphasage proche de zéro à n'importe quelle fréquence d'intérêt, simplement en utilisant un plafond plus grand que la normale.
Lorsque vous incluez un système d'asservissement CC, cela crée ses propres problèmes, et ceux-ci sont rarement discutés par quiconque. Il y a aussi une complexité supplémentaire dans le circuit global, qui est parfois considérable. Un amplificateur de puissance fonctionnera à partir d'alimentations à tension assez élevée (généralement supérieures à ± 25 V), mais le servo CC a besoin d'un amplificateur opérationnel, ce qui nécessite une tension plus faible (environ ± 15 V maximum). Cela signifie qu'une régulation supplémentaire est nécessaire, qui peut n'inclure que quelques résistances et diodes Zener, mais peut utiliser des circuits intégrés de régulateur à la place. Dans un préampli et un ampli de puissance combinés, le(s) servo(s) CC peuvent être exécutés à partir des alimentations du préampli, et maintenant deux alimentations sont nécessaires pour la (les) carte(s) d'ampli de puissance - les tensions de fonctionnement et les tensions d'alimentation des servos.
Tout cela signifie qu'il y a plus de pièces, plus de connecteurs et (évidemment) plus de choses qui peuvent mal tourner. Si une partie du circuit d'asservissement CC tombe en panne, il y a toutes les chances que le circuit développe une sortie CC en conséquence, et cela peut être suffisant pour provoquer une défaillance du haut-parleur dans un système entièrement couplé en CC. Le risque qu'un condensateur tombe en panne de manière à provoquer le même problème est très faible - si faible qu'il est considéré comme négligeable dans la plupart des cas.
Pour tous ceux qui pensent que les plafonds sont "mauvais" (indice, ils ne le sont pas), la seule façon d'assurer un faible décalage CC est d'utiliser un servo CC, mais comme vous le verrez, ceux-ci imposent leurs propres contraintes particulières. Dans de nombreux cas, le servo peut être plus intrusif que l'utilisation de condensateurs, et je ne vois pas comment cela peut être considéré comme une approche sensée. Cependant, les servos CC ont certainement leurs utilisations, et les rejeter d'emblée serait tout aussi stupide que de rejeter les condensateurs parce qu'ils "détruisent" le son (un autre indice ; ils ne le font pas).
Il faut se rappeler que tout système d'asservissement CC sera configuré de manière à pouvoir supprimer de petites quantités de décalage CC - peut-être jusqu'à ± 1 V environ serait un maximum raisonnable. Si un préampli défectueux est connecté avec (disons) 5V DC à sa sortie, le système d'asservissement DC n'aura pas assez de portée pour en retirer autant, donc l'amplificateur de puissance fournira du DC directement aux enceintes (qui annonceront leur mécontentement en libérant ' fumée magique ».
Considérez que presque tous les morceaux de musique que vous écoutez sont déjà passés par d'innombrables condensateurs au cours du processus d'enregistrement. Pas seulement les capuchons de couplage, mais ceux utilisés pour l'égalisation (qu'il s'agisse de vinyle ou de CD - l'égaliseur est presque invariablement utilisé pendant l'enregistrement), et même dans les microphones tels que les microphones à condensateur (alias "à condensateur") ou tout autre micro doté de circuits électroniques. Il est irréaliste d'imaginer que chaque pièce d'équipement utilisée pour l'enregistrement ne contient que des condensateurs avec les diélectriques les plus avancés disponibles, car la grande majorité n'inclura rien de tel. Il est tout aussi irréaliste de supposer que si aucun condensateur n'est utilisé dans la chaîne audio de lecture, tout sonnera mieux.
Par définition, un ampli ou un préampli utilisant un servo DC ne peut pas reproduire le DC. Le servo fonctionnera et supprimera (ou essaiera de supprimer) le composant CC, mais s'il est suffisamment grand pour saturer le servo-amplificateur, le CC passera de toute façon. Tout a ses limites, et aucun appareil idéal n'existe, donc le résultat final sera toujours un compromis.
Cela ne veut pas dire que le servo DC est "inutile". Il existe d'innombrables équipements qui dépendent d'un servo CC (ou autre) pour leur fonctionnement, et le but de cet article est de fournir des informations utiles, et non de dissuader quiconque d'adopter un servo CC si cela convient à son objectif. Lorsqu'il est utilisé pour certains avantages perçus (comme l'élimination des condensateurs du chemin du signal), l'avantage réel peut être bien inférieur à celui attendu. Tous les blocs de construction de circuits ont leur place dans l'électronique, et c'est au concepteur de déterminer ce qui est nécessaire pour atteindre les objectifs souhaités. Si cela inclut un servo CC, c'est ce qu'il faut utiliser.
1 - Fonctionnement servo CC
Avant de continuer, tout le monde ne saura pas ce qu'est un servo DC ni comment il est utilisé, donc quelques explications s'imposent. Si un circuit a une erreur CC (c'est-à-dire une certaine quantité de sortie CC alors qu'elle devrait être nulle), un servo est utilisé pour fournir juste assez de décalage d'entrée pour corriger la sortie et la mettre à zéro sans signal. Le servo est presque toujours un intégrateur assez simple, utilisant le plus souvent un amplificateur opérationnel d'entrée FET pour permettre de faibles valeurs de capacité et des résistances élevées. Quelques exemples pratiques sont présentés ci-dessous.
L'intégrateur est configuré de manière à fournir une rétroaction négative, mais avec un gain CC très élevé pour maintenir une erreur finale faible. Même un amplificateur opérationnel "piéton" tel qu'un TL071 a un gain en boucle ouverte CC d'au moins 100 000 (100 dB) et souvent plus. Le terme d'erreur principal dans le système final est la tension de décalage d'entrée de l'amplificateur opérationnel (généralement 2-3 mV, mais généralement moins en pratique). Le gain global en boucle ouverte (c'est-à-dire avant la connexion du retour) d'un amplificateur et d'un servo pour les signaux CC et à très basse fréquence peut facilement dépasser 120 dB (1 000 000).
Le servo CC fournit une très grande amélioration du gain en boucle ouverte par rapport au circuit amplificateur par lui-même. Ceci est (par conception) limité aux fréquences sous-audibles, et le gain CC supplémentaire fourni par l'amplificateur opérationnel du servo est capable de supprimer presque complètement le décalage CC. De par leur conception, peu d'amplificateurs de puissance ont un gain en boucle ouverte (ou CC) suffisamment élevé pour pouvoir éliminer efficacement tout décalage CC. L'amplificateur opérationnel (et l'intégrateur associé) garantissent qu'il y a plus que suffisamment de gain CC pour réduire le décalage CC global à des niveaux négligeables.
Remarque : La limitation ultime de tout servomoteur CC est la tension de décalage d'entrée CC de l'ampli-op utilisé pour le servo lui-même. Pour un amplificateur opérationnel tel que le TL072, la tension de décalage d'entrée "typique" est de 3 mV, et à moins que vous n'incluiez un contrôle de décalage CC pour le servoamplificateur opérationnel, le décalage CC de sortie de l'amplificateur principal ne peut pas être meilleur que cela. Je mentionne le TL072 car il est idéal à cet effet, ayant un courant d'entrée très faible qui minimise les erreurs dues à ce facteur. Le décalage CC d'entrée de l'intégrateur a été supposé être nul pour la discussion suivante, mais il en sera rarement ainsi dans la pratique.
![[Image: dc-servo-f1.gif]](https://sound-au.com/articles/dc-servo-f1.gif)
Figure 1 - Principe de base de l'asservissement CC
Les bases d'un servo CC sont présentées ci-dessus. L'intégrateur ( ∫ ) ignore essentiellement AC et produit l'intégrale (en termes simples, la moyenne) de la sortie. S'il s'agit d'une certaine valeur de courant continu, alors la sortie de l'intégrateur sera exactement cela, à condition bien sûr que le composant alternatif soit à une fréquence suffisamment élevée pour être «ignoré» par l'intégrateur lui-même. Notez que l'intégrateur est inverseur. L'entrée et l'intégrateur sont ensuite sommés ( ∑ ) de sorte que tout courant continu à la sortie de l'amplificateur est effectivement annulé.
Le circuit a été montré connecté à un haut-parleur (après tout, ce site concerne principalement l'audio ), mais en réalité, il peut s'agir de n'importe quel transducteur, pouvant être utilisé pour des applications scientifiques, médicales, industrielles ou autres. Les servomoteurs CC sont utilisés dans certains endroits improbables, mais les mêmes principes s'appliquent malgré tout. Parce qu'il s'agit d'asservissements CC, la plupart des critères complexes de stabilité de la boucle de rétroaction peuvent ne pas être nécessaires, mais comme vous le verrez ci-dessous, le simple ajout d'un condensateur d'entrée peut tout gâcher.
2 - Servo CC inverseur
Dans la figure 2, il y a un circuit amplificateur (représenté simplement par « Amp ») et un circuit d'asservissement CC (représenté par U1). Si l'amplificateur montre un signe de courant continu à la sortie, celui-ci est intégré par U1 et ce signal est appliqué à l'entrée de l'amplificateur pour corriger le décalage. Disons que l'amplificateur (pour une raison quelconque) a un décalage DC de sortie de 620 mV (correspondant à un décalage DC d'entrée d'environ 27 mV). Bien que cela ne nuise pas à un haut-parleur (la puissance dans un haut-parleur de 8 ohms n'est que de 49 mW), cela peut provoquer un léger mais inacceptable décalage dans la position statique du cône du haut-parleur. Dans certaines autres applications, cela peut être catastrophique (par exemple, piloter un transformateur).
![[Image: dc-servo-f2.gif]](https://sound-au.com/articles/dc-servo-f2.gif)
Figure 2 - Servo CC inverseur pratique
Lorsque le servo CC est connecté, le CC initial est toujours de 620 mV, mais le circuit d'asservissement le réduit à moins de 1 mV en quelques secondes. Après environ 15 secondes (lorsque le circuit est complètement stabilisé), le décalage CC est d'environ 100 µV - une amélioration significative. Tout courant continu à la sortie de l'ampli est intégré par U1 (via R6 et le condensateur d'intégration C2), et une fois réglé, la sortie de U1 applique exactement la bonne quantité de décalage CC à l'entrée pour forcer la sortie de U1 à (proche de) zéro . Avec les valeurs indiquées (et un décalage CC de -630 mV sans le servo), la tension de sortie du servo sera de +300 mV, et il fournit juste assez de correction à l'entrée de l'ampli pour forcer le décalage à seulement 100 µV. Le point de sommation (passif) est la jonction de R1, R2 et R3.
Cependant, le circuit illustré est maintenant sensible à la résistance de la source, qui doit être supérieure à 20k ou le servo DC est incapable de faire la correction nécessaire. U1 peut fournir une tension de sortie maximale d'environ 13 V, ce qui ne peut pas forcer suffisamment de courant à travers le réseau de polarisation (R3, R2 et R1) pour faire face aux entrées à faible impédance. Ceci est évidemment inacceptable, car la plupart des sources ont une impédance de sortie proche de 100 ohms, donc l'asservissement DC ne peut pas fonctionner. Il y a aussi un autre problème, en ce sens que si la source est connectée ou déconnectée alors que l'ampli est allumé, il faut du temps pour que le servo se réinitialise pour s'adapter aux conditions modifiées. Avec un système audio, le haut-parleur fera un "coup" assez fort lorsque l'entrée est modifiée. Vous ne pouvez pas non plus utiliser un pot d'entrée,
Une réponse consiste à inclure C1 (affiché en grisé) afin que le chemin de rétroaction de l'asservissement CC soit isolé de la source. Cela a cependant des conséquences inattendues, car il y a deux constantes de temps impliquées dans le chemin de rétroaction, ce qui cause des problèmes potentiellement graves. Cela signifie que nous devons nous préoccuper de la stabilité de la boucle de rétroaction. Le graphique ci-dessous montre ce qui se passe si vous utilisez un capuchon de 100nF, 1µF et 10µF pour C1. Avec 10µF, il y a une mauvaise sonnerie lorsque le circuit se stabilise, et cela se voit également dans la réponse en fréquence aux très basses fréquences. La réponse en fréquence montre un pic de plus de 6 dB à 0,36 Hz, et bien que bien en dessous de l'audibilité, elleprovoquer des "perturbations" lorsqu'ils sont stimulés par le signal audio. Si C1 est réduit à 100 nF, le temps de stabilisation est aussi parfait que nécessaire, mais la réponse est d'environ 2 dB à 20 Hz. C'est presque certainement inacceptable.
![[Image: dc-servo-f3.gif]](https://sound-au.com/articles/dc-servo-f3.gif)
Figure 3 - Effet de deux constantes de temps dans le circuit d'entrée
L'utilisation d'un plafond de 1 µF pour C1 donne une réponse parfaite, avec juste le plus petit dépassement et aucune amplification des basses fréquences là où vous n'en avez vraiment pas besoin. Malheureusement, le servo rend la valeur du condensateur d'entrée critique pour le bon comportement du circuit, ce qui n'est généralement pas un problème. Nous en sommes venus à nous attendre à ce que la modification de la réponse en basse fréquence consiste simplement à changer le condensateur d'entrée, mais une fois qu'un servo CC de la forme illustrée est en place, la valeur du condensateur devient une partie critique du circuit. En particulier, la réponse de la trace rouge n'est pas simplement indésirable, elle est potentiellement dangereuse ! Il y a plus à ce sujet ci-dessous.
Bien qu'ils soient parfois utilisés, les servomoteurs à courant continu inverseurs sont le moyen le moins souhaitable d'atteindre les objectifs escomptés. Un condensateur d'entrée doit être considéré comme obligatoire pour éviter des interactions potentiellement graves avec l'impédance/résistance de la source. La valeur du condensateur doit être sélectionnée avec soin et des tests approfondis sont nécessaires pour s'assurer que le circuit est absolument stable. Une oscillation amortie ou un roulement prématuré se produira si le capuchon est trop grand ou trop petit (respectivement). Considérez que de nombreuses sources (par exemple les préamplis) ont un condensateur de sortie, et cela peut très mal interagir avec la combinaison amplificateur de puissance/servo.
3 - Servo CC non inverseur
Si le servo CC n'est pas inverseur, sa sortie est donc à la même polarité que la sortie de l'amplificateur, le signal de correction peut être appliqué au point de rétroaction négative de l'amplificateur principal pour corriger toute erreur. Cela résout le problème du condensateur d'entrée, car il ne fait plus partie de la boucle de rétroaction CC. La valeur peut être modifiée à volonté (ou même laissée de côté si vous êtes particulièrement courageux) sans affecter la réponse du servo DC. Notez que s'il y a un potentiel CC à l'entrée de l'ampli, cela peut causer des problèmes, et le servo peut ne pas avoir une plage suffisante pour changer cela.
La résistance de la résistance de rétroaction CC fait maintenant partie du circuit de rétroaction de l'ampli principal, elle doit donc être suffisamment élevée pour ne pas affecter négativement le gain souhaité. Avec les valeurs indiquées ci-dessous, le gain est très légèrement affecté, mais ce ne sera normalement pas un problème. Vous devez être conscient que lorsqu'il est utilisé comme cela, le bruit de sortie de l'ampli op (et toute distorsion qui peut être créée) sera injecté dans la boucle de rétroaction de l'amplificateur, ce qui doit être pris en compte dans les circuits conçus pour un bruit très faible. La sortie de l'ampli-op fait également partie de la boucle de rétroaction et, par extension, fait également partie de la chaîne du signal.
![[Image: dc-servo-f4.gif]](https://sound-au.com/articles/dc-servo-f4.gif)
Figure 4 - Connexions des servomoteurs CC non inverseurs
L'entrée de l'amplificateur opérationnel servo CC doit être contrainte de sorte qu'elle se situe dans la plage de tension d'entrée de l'amplificateur opérationnel. Si l'ampli a des tensions d'alimentation de ± 50 V, vous ne pouvez pas l'appliquer à l'entrée d'un opamp car il mourra. Maintenant, nous pouvons soit ajouter un atténuateur (ce qui affectera gravement les performances), soit être intelligent (le choix préféré dans la mesure du possible). Si un intégrateur passif est utilisé, nous pouvons nous assurer que rien en dessous de 1 Hz ne peut causer de problème, et l'entrée de l'ampli op peut être facilement protégée en raison de la haute impédance. Un point intéressant à propos de ce circuit est que le rolloff est de 6dB/octave, et non de 12dB/octave comme on pourrait s'y attendre. C'est une chance, car cela signifie qu'une seule constante de temps est impliquée (2,2 MΩ et 100 nF). L'avantage du circuit illustré est qu'il a un gain beaucoup plus important en courant continu (et en dessous de 1 Hz).
Les diodes protègent l'entrée de l'amplificateur opérationnel des tensions de défaut. Notez que lorsque les diodes sont connectées dans la position "préférée", une fuite peut amener le servo à ajuster la tension de sortie à quelques millivolts (plutôt qu'à moins de 1 mV). Ceci est minimisé en utilisant des résistances de valeur inférieure et des plafonds de valeur supérieure. Pour le circuit illustré, des résistances de 100k et des condensateurs de 2,2µF minimisent tout décalage créé par une fuite de diode. Une alternative consiste à utiliser deux (voire trois) diodes en série à chaque emplacement.
Malgré le condensateur de la sortie de l'ampli-op servo à l'entrée, ce n'est pas un intégrateur. Le capuchon permet à l'amplificateur opérationnel de fonctionner au gain maximal pour les tensions continues, mais n'ajoute aucun filtrage CA utilisable. En théorie, il peut utiliser des valeurs inférieures (ou supérieures), mais il est plus judicieux de maintenir C2 et C3 à la même valeur. Cela garantit que le circuit est inconditionnellement stable et n'a pas d'aberrations de réponse en très basse fréquence qui se produiront si les valeurs sont différentes. De même, R5 et R6 doivent également avoir la même valeur, à la fois pour maintenir un circuit stable et minimiser le décalage CC d'entrée de l'amplificateur opérationnel.
Si le servo est configuré d'une autre manière, cela réduira le gain disponible du servo CC, ce qui affecte la capacité du circuit à supprimer le CC. Avec l'arrangement comme indiqué ci-dessus, le servo peut ramener le décalage bien en dessous de -25µV (comme simulé). Personne n'a vraiment besoincompensé pour être si bas, mais cela ne fait pas de mal non plus. C'est évidemment une bien meilleure option, car cela signifie que vous pouvez utiliser n'importe quelle valeur de condensateur d'entrée que vous aimez (y compris aucun plafond), mais méfiez-vous si une partie du problème de décalage CC est réellement causée par l'étage d'entrée de l'ampli de puissance . Cela rendra un potentiomètre bruyant et "perturbera" également l'équilibre délicat atteint par le servo CC lorsque le niveau est modifié. Il corrigera tout changement, mais ce n'est pas instantané (il faudra jusqu'à 1,5 seconde pour se rétablir avec les valeurs affichées).
Le temps de stabilisation du servo est une considération importante, et il doit être au moins deux fois le temps périodique de la fréquence d'intérêt la plus basse. Si vous vous attendez à ce que l'ampli soit plat à 10 Hz, c'est une période de 100 ms, et l'intégrateur nécessite une constante de temps d'au moins 200 ms (2,2 MΩ et 100 nF donnent 220 ms). Dans une simulation, la réponse était toujours plate à 2 Hz avec le circuit illustré. Rendre le servo plus lent permettra des fréquences plus basses, mais cela ne sert à rien car 2Hz est déjà bien en dessous de toute fréquence audible (ou reproductible). La fréquence d'intégrateur -3dB calculée (et simulée) pour les valeurs indiquées est ...
f = 1 / ( 2 π × R × C )
f = 1 / ( 2 π × 2,2 M × 100n ) = 0,72 Hz
C'est peut-être inattendu, mais la fréquence -3dB de l'intégrateur ne correspond pas forcément à celle de l' amplificateur-3dB de fréquence. La valeur de la résistance de sortie du servo CC modifie non seulement le gain de l'amplificateur, mais également le point basse fréquence -3dB. Avec R4 étant de 22k comme indiqué, l'ampli a une fréquence de -3dB de 0,72Hz, comme prévu. Si la valeur de R4 est augmentée, la fréquence -3dB est réduite et vice versa. Par exemple, si R4 est de 100k, la fréquence -3dB est de 0,16Hz. À condition que la fréquence de l'intégrateur soit suffisamment basse (visez moins de 1 Hz), vous n'avez pas trop à vous en soucier. Si vous choisissez quand même de vous inquiéter, la fréquence -3dB de l'ampli est inversement proportionnelle à la valeur de R4. Double R4 à 44k, et la fréquence -3dB est réduite de moitié, à 0,36Hz. En dessous de la fréquence de l'intégrateur, la réponse de l'ampli tombe à 6 dB/octave.
Notez les connexions pour les deux diodes. Celles-ci sont parfois placées en parallèle inverse avec C2 (indiquées comme "connexion alternative", en gris clair), mais c'est fondamentalement une très mauvaise idée. La raison en est la distorsion, et cela est couvert dans la section suivante. Il semble que beaucoup de gens semblent ne pas avoir remarqué que cela peut créer une distorsion mesurable avec des signaux de sortie d'amplificateur basse fréquence de haut niveau. La méthode illustrée (avec des diodes en noir) est une bien meilleure option, à condition que la fréquence de l'intégrateur soit suffisamment basse. Aucun signal audio ne devrait jamais être capable de piloter l'entrée de l'ampli op en dehors de sa plage linéaire.
En général, l'asservissement à courant continu non inverseur est à privilégier dans la quasi-totalité des cas. Il est intrinsèquement stable et n'a pas de "mauvaises habitudes". Il peut bien y avoir des cas où ce n'est pas approprié, mais ceux-ci sont probablement rares. Il est essentiel que vous connaissiez les deux possibilités, car on ne sait jamais où un bloc de construction électronique particulier sera utilisé, et l'idée est de choisir la topologie qui fonctionne le mieux dans le circuit final.
4 - Amplificateurs de puissance inverseurs
Dans certains cas, les gens utilisent des amplificateurs de puissance câblés comme un amplificateur inverseur. Ce n'est pas particulièrement courant, mais cela peut être fait pour un ampli en configuration BTL (bridge-tied-load). Un servo CC ne se soucie pas vraiment du fait que l'amplificateur est inverseur ou non inverseur, à condition que la rétroaction CC appliquée soit négative. Il est facile de connecter par inadvertance la sortie du servo pour fournir une rétroaction positive , ce qui entraînera le développement par l'amplificateur d'une tension de sortie CC très élevée (généralement proche de l'un ou l'autre rail d'alimentation). Il est évident que ce ne serait pas bon.
Si l'amplificateur de puissance est en mode inverseur, il peut être tentant d'utiliser un servo inverseur, fournissant la compensation de décalage CC nécessaire à l'entrée non utilisée de l'amplificateur non inverseur. Le signal vers l'entrée non inverseuse sera généralement contourné de sorte qu'il soit au potentiel de terre (masse) pour le courant alternatif, comme cela est généralement nécessaire pour assurer le bon fonctionnement de l'amplificateur. Cette approche peut produire des résultats plutôt alarmants (et indésirables), et il est très difficile de la recommander. La figure 5 montre un exemple de circuit.
![[Image: dc-servo-f5.gif]](https://sound-au.com/articles/dc-servo-f5.gif)
Figure 5 - Amplificateur inverseur avec servo CC
Ce circuit est fondamentalement le même que celui illustré à la figure 2, sauf que l'entrée est maintenant via R5, connectée directement à l'entrée inverseuse de l'ampli de puissance. Les résistances (R1, R2 et R3) ont été ajustées à des valeurs "sensibles" pour cette topologie. Il semble que cela devrait être tout à fait correct, mais comme discuté avec le servo CC inverseur, certains problèmes rendent cette approche instable. La forme d'onde de sonnerie illustrée à la figure 3 est de retour en force, en raison des deux constantes de temps (R6, C2 et R1, C1). Non seulement cela crée une ondulation lorsque le circuit se stabilise, mais cela crée également une amplification résonnante de 9dB à 3Hz. La seule façon d'empêcher à la fois l'ondulation du temps de stabilisation et l'augmentation dangereuse des basses fréquences est d'utiliser un condensateur d'entrée (C3) en série avec R5. La valeur est critique (encore une fois), et avec les valeurs indiquées, elle doit être de 47 µF, qui assure une parfaite stabilité. Alternativement, C1 peut être réduit à 1µF et C3 contourné, ce qui se traduit également par un fonctionnement stable. Cependant, le bruit du servo n'est pas non plus atténué.
C3 est optimal à 47µF. Toute autre valeur pour C3 (et surtout pas de condensateur du tout) fournira des résultats totalement inacceptables à moins que C1 ne soit également ajusté. La réponse avec C3 court-circuité est illustrée ci-dessous, et il devrait être immédiatement évident que ce n'est pas une bonne idée. En revanche, si le circuit est utilisé avec un système d'asservissement non inverseur, cela ne fait aucune différence que le condensateur d'entrée soit là ou non, et le circuit se comporte beaucoup mieux. Tout système qui a des valeurs critiques de condensateur et/ou de résistance est intrinsèquement instable, et s'il y a un écart, de «mauvaises choses» se produiront. En s'assurant que le servo est inconditionnellement stable, les problèmes potentiels sont évités.
![[Image: dc-servo-f6.gif]](https://sound-au.com/articles/dc-servo-f6.gif)
Figure 6 - Réglage de l'amplificateur inverseur avec servo CC et court-circuit C3
Le décalage initial est de 600 mV comme simulé. Une oscillation amortie telle que celle illustrée ci-dessus est toujours un signe que quelque chose ne va pas, et cela se produira chaque fois qu'il y a un changement d'impédance à l'entrée. L'ajout du condensateur fournit un amortissement supplémentaire qui supprime l'oscillation, mais comme indiqué, la valeur est critique. C'est aussi une grande valeur, et la seule partie viable est un condensateur électrolytique. Avec les valeurs indiquées (et incluant C3), le déphasage à 10 Hz est de 23 degrés. Le circuit se comporte lui-même si l'entrée est laissée en circuit ouvert, donc au moins ce n'est pas quelque chose dont vous auriez à vous soucier. L'un des avantages d'un servo inverseur est que vous n'avez pas à vous soucier autant des fuites de diodes de protection.
![[Image: dc-servo-f7.gif]](https://sound-au.com/articles/dc-servo-f7.gif)
Figure 7 - Amplificateur inverseur avec servo CC préféré
L'arrangement illustré ci-dessus est une proposition bien meilleure que celle illustrée à la figure 5. Il se comporte sans sonnerie ni autre mauvais comportement, que vous incluiez ou non un condensateur d'entrée, et c'est le circuit que je recommanderais. Un amplificateur de puissance n'est pas un endroit pour un circuit potentiellement instable, car vous ne pouvez jamais connaître la spécification exacte du préampli qui le pilote, à moins que le circuit du pilote ne se trouve dans le même châssis. Aucun graphique de performances n'est affiché simplement parce qu'il n'est pas nécessaire.
Ce circuit augmentera très légèrement le plancher de bruit de l'amplificateur, à la fois parce qu'il s'agit d'un amplificateur inverseur qui a un bruit intrinsèquement plus élevé qu'un circuit non inverseur de toute façon, et également en raison de la sortie de l'ampli op injectant le bruit de sortie de l'ampli op dans le point de sommation (la jonction de R2, R3 et R4). R1 n'est pas utilisé dans cet agencement.
5 - Réponse de phase
Dans l'introduction, j'ai déclaré qu'un servo CC peut (et fait) introduire des déphasages à basse fréquence, et que cela peut être pire que d'utiliser un condensateur. Nous devons examiner le circuit pour voir comment cela est vrai, car un servo CC peut être utilisé par certaines personnes dans la conviction qu'il élimine le déphasage à basse fréquence. Un rapide coup d'œil à la figure 4 montre qu'il y a une rétroaction en courant continu, mais surtout, les basses fréquences doivent également être affectées. Bien qu'un servo CC supprime le décalage CC, il doit également passer du courant alternatif, car il s'agit essentiellement d'un filtre passe-bas assez simple. Le seul composant qui supprime absolument le courant continu est un condensateur, qui peut être aussi grand que vous le souhaitez afin qu'il n'affecte rien dans la plage audio.
En regardant le circuit de la figure 4, vous voyez qu'il y a deux intégrateurs, avec une fréquence de rotation effective (combinée) de 0,72 Hz. La sortie de U1 est réinjectée dans l'entrée inverseuse de l'ampli, ce qui a deux effets. La première est qu'en augmente le gain, pas beaucoup, mais il est augmenté car R4 est effectivement en parallèle avec R3, donnant une valeur efficace de 990 ohms. Deuxièmement, la sortie de U1 n'est que principalement en courant continu, mais elle renvoie également une partie du courant alternatif basse fréquence vers l'entrée inverseuse de l'ampli. Cela réduit le gain pour le courant alternatif basse fréquence et crée à son tour un déphasage. Il ne peut en être autrement !
![[Image: dc-servo-f8.gif]](https://sound-au.com/articles/dc-servo-f8.gif)
Figure 8 - Amplitude et phase de l'ampli avec servo
Le graphique ci-dessus montre la réponse en fréquence de l'amplificateur, la réponse en fréquence du servo CC et la phase de l'amplificateur, de 1 Hz à 10 kHz. C1 et C2 sont court-circuités, et l'amplificateur et le servo CC illustrés à la figure 4 sont utilisés pour supprimer le décalage CC. Il est tout à fait évident que la phase de sortie de l'ampli change à mesure que la fréquence est réduite, et la chute de niveau en dessous de 4 Hz est également visible. Ce graphique a été pris sans condensateur de blocage d'entrée ou de rétroaction, mais il y a toujours un déphasage évident et une réduction du signal basse fréquence.
Vous ne pouvez pas le dire à partir du graphique, mais la réponse en fréquence est de 1,8 dB à 1 Hz. Il n'y a rien à redire bien sûr, mais le déphasage à la même fréquence est de 36°, gâchant plutôt la fête pour ceux qui insistent sur le fait qu'un servo empêche le déphasage. La seule différence entre les deux circuits utilisés est le gain - lorsque le servo est en place, le gain CA est de 24 au lieu de 23 comme on s'y attendrait normalement, en raison de la servorésistance 22k (R6) qui est en parallèle avec R3. Lorsqu'il est utilisé avec le servo, le décalage CC d'entrée était réglé sur 27 mV et la sortie CC était de 100 µV.
Cela devrait être suffisant pour démontrer qu'un servo CC n'assure pas un déphasage nul. En fait, si le capuchon d'entrée et un capuchon de rétroaction sont utilisés, il n'est pas difficile d'obtenir moins de déphasage qu'avec un servo DC, sans la complexité supplémentaire. Bien sûr, vous n'obtenez pas le très faible décalage CC à la sortie, mais il n'y a aucune bonne raison de viser moins de 1 mV dans un véritable amplificateur de puissance. Il est généralement acceptable d'avoir jusqu'à 100 mV de décalage (une puissance inférieure à 2 mW dans un pilote de 8 ohms).
![[Image: dc-servo-f9.gif]](https://sound-au.com/articles/dc-servo-f9.gif)
Figure 9 - Circuit d'amplification sans servo
Ce circuit a été utilisé pour évaluer l'amplitude et la phase non servo. Avec le servo déconnecté et les bouchons comme indiqué sont utilisés, l'ampli aura un décalage CC de sortie de 27 mV, mais cela reste bien dans la limite acceptable pour un amplificateur de puissance. La plupart des amplis de puissance raisonnablement typiques ont un décalage CC ne dépassant pas environ 20 mV, et dans certains cas, un potentiomètre est fourni pour permettre de le supprimer (presque) complètement. Beaucoup de gens n'aiment pas les trimpots, mais ils ne sont jamais un problème si des types multi-tours correctement scellés sont utilisés, plutôt que des trimmers monotour à cadre ouvert bon marché.
Aucun chiffre de distorsion n'est applicable car le circuit est simulé (y compris la tension de décalage CC d'entrée). Bien que les plafonds de couplage et de rétroaction aient des valeurs élevées, ce sont des types à basse tension car il n'y a presque pas de tension entre eux. On pense parfois que les condensateurs électrolytiques doivent toujours avoir une tension de polarisation, mais ce n'est pas vrai du tout. D'innombrables circuits (bricoleurs et commerciaux) utilisent des électros sans aucune tension de polarisation, et ils vivent une vie longue et heureuse à condition que la tension à leurs bornes reste inférieure à 1V à tout moment (bien que je ne vise pas plus de 100mV, AC et/ou DC).
![[Image: dc-servo-f10.gif]](https://sound-au.com/articles/dc-servo-f10.gif)
Figure 10 - Amplitude et phase sans servo
L'amplitude est en baisse de 118 mdB (0,118 dB) à 1 Hz, et le pire cas de déphasage n'est que de 12° à 1 Hz (contre 1,8 dB en moins et plus de 35° avec le servo DC). Ceci a été réalisé en utilisant un condensateur de 33 µF pour C1 et en plaçant un capuchon de 1 000 µF en série avec R3. Les valeurs de capacité sont un peu exagérées, et j'aurais facilement pu utiliser des valeurs inférieures et obtenir un bon résultat, mais il est toujours assez facile de battre le servo CC avec des condensateurs appropriés, et il n'y a aucun changement dans le "temps de stabilisation" ( c'est inévitable bien sûr, car les plafonds doivent facturer s'il y a un décalage appréciable). Avec les valeurs indiquées, les conditions de régime continu en régime permanent sont atteintes en moins de 2 secondes. Ceci est presque identique au temps de stabilisation avec le servo DC en place. Si R1 est réduit à 22k (ce qui est une valeur plus sensible), le déphasage n'est toujours que de 21° à 1Hz,
N'oubliez pas que s'il n'y a pratiquement pas de tension (AC) sur un condensateur, cela peut contribuer à une distorsion pratiquement nulle, quelles que soient ses "informations d'identification" ou autrement, comme indiqué ad nauseam sur les sites de forums Internet. Les valeurs des condensateurs utilisés sont beaucoup plus élevées que nécessaire, et il peut apparaître que si les deux constantes de temps (C1, R1 et C2, R3) sont rendues identiques à celles utilisées pour le servo (environ 220 ms) la réponse et la phase doivent être identiques . Cependant, ce n'est pas du tout le cas - ils doivent être plus grands. Si C1 est de 10µF et C2 de 330µF, alors le déphasage servo et non servo est pratiquement identique, mais l'atténuation des basses fréquences est moindre (à 1Hz, -1dB sans servo, -1,8dB avec servo).
Il est prudent de dire que ce n'est probablement pas ce à quoi vous vous attendiez, mais avant de vous moquer, je vous recommande d'effectuer un test physique ou une simulation en utilisant les valeurs décrites afin que vous puissiez le voir par vous-même. L'utilisation d'un servo CC a longtemps été considérée comme la "solution" à l'utilisation de condensateurs d'entrée et de rétroaction en termes de réponse de phase (qui est en fait inaudible). Cependant, cela peut facilement conduire à un système qui a du bruit à l'allumage, et le "problème" de phase n'est pas résolu malgré la complexité supplémentaire. Les effets de la connexion de la sortie de l'ampli op dans le chemin de rétroaction peuvent facilement annuler tout avantage perçu, bien qu'encore une fois, il est probable qu'il soit inaudible dans la pratique si un ampli op compétent est utilisé.
6 - Précautions concernant les servomoteurs CC
Vous devez être prudent avec n'importe quel servo DC. Si, par mésaventure, vous vous retrouvez avec un gain excessif et un déphasage suffisant dans la boucle d'asservissement, il est possible que l'ensemble du circuit oscille à une fréquence très basse. Il faudra une grave erreur pour y parvenir, mais c'est certainement possible. Je pense pouvoir dire avec une certaine certitude que cela n'est pas souhaitable, donc si vous avez l'intention d'utiliser un circuit d'asservissement, il doit être testé de manière approfondie pour s'assurer qu'il est stable dans toutes les conditions de fonctionnement possibles. Le circuit illustré à la figure 1 est susceptible de montrer une oscillation amortie, mais uniquement si vous essayez de filtrer la rétroaction CC de l'ampli avec un filtre à résistance/condensateur. Ce n'est pas montré, et pour une très bonne raison - avec la mauvaise combinaison de capacité d'entrée et de dérivation, il peut être assez facile de créer un oscillateur basse fréquence. Chaque fois que vous avez trois constantes de temps dans un circuit, vous courez le risque de créer un oscillateur de déphasage involontaire, il faut donc toujours faire attention. Trois constantes de temps, c'est la recette du désastre ! Tout ce dont vous avez besoin est un filtre "post-servo" à 2 étages plus le servo lui-même, et l'oscillation est presque certaine.
Le précurseur de ce problème particulier (et très probablement inattendu) peut être vu sur la figure 2 (trace rouge), où il y a déjà une oscillation amortie. Si une troisième constante de temps (c'est-à-dire un autre filtre) est ajoutée, un oscillateur devient probable. Une oscillation amortie est déjà assez mauvaise, mais celle qui atteint lentement mais sûrement la pleine puissance de sortie à une fréquence sous-audible n'a pas grand-chose à la féliciter. Essentiellement, l'ajout d'un troisième filtre crée un oscillateur à déphasage, avec une fréquence et une amplitude imprévisibles, mais la capacité de détruire n'importe quel haut-parleur.
Tous les systèmes d'asservissement à courant continu prennent du temps avant que le servo puisse corriger les erreurs grossières, mais les petites erreurs sont généralement traitées assez rapidement. Quoi qu'il en soit, c'est une bonne idée d'avoir un relais de mise en sourdine à la sortie de l'ampli afin que les haut-parleurs ne soient pas connectés tant que le système n'est pas stable. Si cela n'est pas fait, il y a de fortes chances que l'ampli « pop » ou même « cogne » lorsqu'il est allumé, à cause du décalage temporel du servo. Ce problème ne devient critique que lorsqu'un circuit a naturellement un décalage CC élevé, car celui-ci sera transmis à travers le système jusqu'à ce que le circuit d'asservissement ait eu suffisamment de temps pour effectuer la correction nécessaire.
La plupart du temps, les circuits amplificateurs ont un décalage CC suffisamment faible pour qu'un servo ne soit pas nécessaire. L'une des principales raisons pour lesquelles les servos sont devenus populaires en premier lieu était le désir d'amplificateurs plats au courant continu (ou proches de celui-ci). Les affirmations selon lesquelles le déphasage causé par le condensateur d'entrée (et / ou de blocage de la rétroaction) "ruine" d'une manière ou d'une autre la musique sont un fantasme et n'ont pas leur place dans l'ingénierie. La grande majorité de ces affirmations sont faites sur la base de tests visuels, où l'auditeur/testeur sait qui est quoi. Sans la garantie d'un test en aveugle (ou en double aveugle), les tests visuels donnent des résultats basés sur l'effet "d'attente de l'expérimentateur" - si vous vous attendez à ce que quelque chose sonne mieux ou moins bien, alors ce sera le cas. Une fois le même test effectué à l'aveugle, les « différences évidentes » disparaissent en un instant.
L'idée que l'utilisation d'un servo CC "élimine" le besoin d'un condensateur d'entrée est vraie, mais cela a un coût. Pas seulement les pièces supplémentaires, mais qu'on le veuille ou non, le servo opamp aura une certaine influence sur les performances de l'amplificateur. Si c'est bien fait, l'influence est minime, mais c'est toujours une considération pour quiconque pense que l'élimination des condensateurs est un objectif louable. Comme pour toutes les choses de la vie (et de l'électronique), il y a des compromis. Si vous voulez les meilleures performances avec un minimum d'influence sur l'ampli, l'intégrateur doit être très lent, mais cela signifie que l'ampli n'est pas prêt à l'emploi tant que le composant DC n'a pas été retiré. S'il a une action rapide, l'extrémité basse fréquence du spectre est affectée, à la fois en amplitude et en phase.
Une autre chose qui peut surprendre est qu'aux basses fréquences, un servo CC peut augmenter la distorsion. En regardant à nouveau la figure 4, il devrait être évident qu'à certaines basses fréquences, les diodes représentées dans la "connexion alternative" écrêteront la forme d'onde CA allant à U1. Bien que U1 semble être configuré en tant qu'intégrateur, c'est une illusion - il agit comme un suiveur de tension pour le courant alternatif. Le condensateur fournit une rétroaction CA afin que l'ampli-op ne coupe pas le CA qui dépasse le "vrai" intégrateur (R5 et C2), et est nécessaire pour assurer un gain CC très élevé afin que tout décalage puisse être annulé. Lorsque les diodes "grises" sont utilisées, elles écrêtent les formes d'onde CA basse fréquence et le servo CC couple un signal déformé dans le réseau de rétroaction de l'amplificateur. Cela fait maintenant partie de la sortie de l'amplificateur. Même avec un ' idéal' (complètement sans distorsion), la distorsion du circuit de la Figure 4 avec un signal de sortie de crête de 50 V (pleine puissance) est de 0,07 % à 10 Hz et d'environ 0,05 % à 20 Hz. La distorsion augmentera avec la fréquence décroissante, mais à des fréquences plus élevées, elle est négligeable. Avec quatre diodes connectées en série comme illustré, il n'y a aucun effet à aucune fréquence et les effets de fuite de diode sont minimisés.
Ce problème particulier peut être éliminé en omettant les diodes, mais l'étage d'entrée de l'amplificateur opérationnel peut être endommagé si un défaut CC de l'amplificateur se développe. Alors que la « disposition alternative » de diodes illustrée à la figure 4 est courante, il est préférable d'utiliser les diodes de l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel vers chaque rail d'alimentation, comme indiqué. Pour éviter que les fuites de diodes ne créent des problèmes de décalage, utilisez des diodes à très faible fuite ou deux en série. À condition que R5 et C2 soient correctement dimensionnés, aucun signal audio ne peut dépasser la plage d'entrée linéaire de l'amplificateur opérationnel. Sans des tests appropriés et une attention particulière à chaque tension du système, ce problème potentiel peut facilement passer inaperçu. Un défaut d'amplificateur peut forcer l'entrée de l'amplificateur opérationnel juste au-dessus/en dessous de la tension d'alimentation, mais cela est autorisé dans la plupart des amplificateurs opérationnels.
Vous devez également sélectionner avec soin la valeur de la résistance de sortie du servo. S'il est trop bas, cela affectera le gain et peut injecter du bruit d'ampli op dans l'amplificateur. S'il est trop élevé, le servoamplificateur opérationnel peut ne pas être en mesure de fournir suffisamment de courant au point de sommation pour supprimer le décalage. La valeur utilisée dans la Figure 4 (22k) est raisonnable, mais elle peut être augmentée si vous le souhaitez. Cependant, en combinaison avec le réseau de rétroaction, cela agit comme un atténuateur, réduisant le gain CC total à travers le circuit. Cela signifie qu'il peut y avoir un peu plus de courant continu à la sortie. Si la valeur est trop augmentée, l'amplificateur opérationnel peut ne pas avoir suffisamment de tension de sortie pour atteindre l'équilibre. En général, la tension de sortie de l'ampli op ne doit pas dépasser ± 5 V (en supposant des alimentations de 15 V) une fois que le système s'est stabilisé, pour s'assurer qu'il y a une portée suffisante pour faire face aux changements au fil du temps. La même mise en garde s'applique si vous utilisez un servo inverseur.
7 - Utilisations des servomoteurs CC
Malgré les commentaires faits ci-dessus, il y a des moments où l'utilisation d'un servo CC est soit essentielle, soit du moins hautement souhaitable. Pour de nombreux produits commerciaux, il est essentiel de s'assurer que la colère des « audiophiles » ou des réviseurs n'est pas encourue, comme cela pourrait être le cas s'il y a un décalage mesurable. Il s'agit d'un petit marché, et une « lacune » perçue peut être préjudiciable sur le marché, en particulier pour les produits « haut de gamme » dont le prix est élevé. En raison de la mauvaise réputation injustifiée des condensateurs dans certains cercles, il peut être considéré comme souhaitable de les éliminer du chemin du signal. Aucune mention ne sera faite des capuchons électrolytiques utilisés dans l'alimentation bien sûr, car ceux-ci sont généralement ignorés, malgré le fait qu'ils font très certainement partie du chemin du signal.
Une application très importante concerne l'instrumentation, où le décalage CC peut être non seulement gênant, mais peut également avoir un impact sérieux sur les performances de l'équipement. Naturellement, cela n'est pas facilement résolu si le système de mesure doit inclure du courant continu, car le servo va (tenter de) le supprimer. Cependant, la possibilité d'utiliser de petits capuchons à film métallisé au lieu d'électrolytiques volumineux peut apporter une amélioration globale, et il n'est pas nécessaire d'utiliser une commande manuelle de « mise à zéro » comme cela pourrait être nécessaire s'il n'y a pas de système d'asservissement CC. L'utilisation de capuchons de film et de résistances de haute valeur peut facilement étendre la réponse en basse fréquence à 0,1 Hz ou moins si nécessaire, et cela exigerait de très grands condensateurs de couplage/rétroaction si une réponse en fréquence extrêmement basse est nécessaire.
Il existe de nombreuses applications pour les servomoteurs CC dans les tests et mesures, les équipements scientifiques et les processus industriels, il serait donc imprudent de rejeter le processus. Les objectifs de cet article sont de s'assurer que l'utilisateur comprend que le servo DC n'est pas une panacée, mais c'est un outil utile lorsqu'il est appliqué judicieusement. Il existe de nombreux systèmes couramment utilisés qui reposent fortement sur la capacité de supprimer le décalage CC et de réduire le reste à quelques microvolts au maximum. Cela peut ne pas être possible dans certains systèmes sans l'ajout d'une fonction "offset null" (généralement un potentiomètre), qui exige alors que la présence de tout courant continu soit vérifiée avant utilisation et ajustée manuellement avant que l'équipement puisse être utilisé.
L'audio n'exige pas de décalage CC ultra-faible dans la majorité des cas, et lorsque le CC est un problème (comme à travers des pots qui peuvent les rendre bruyants), un condensateur est toujours l'option la plus simple et la moins chère. Si le lecteur pense que les bouchons "détruisent" le son d'une manière ou d'une autre, je n'ai qu'à lui rappeler que la musique est déjà passée par d' innombrables condensateurs dans la chaîne d'enregistrement et d'égalisation avant même d'arriver sur un disque, donc le point est sans objet .
conclusion
En bref, un servo CC utilise le gain extraordinairement élevé (en CC et à très basses fréquences) et le faible décalage CC d'entrée d'un amplificateur opérationnel pour « annuler » tout CC qui apparaît à la sortie de l'amplificateur. Parce que le circuit utilise des filtres, il y a une limite à la réponse en basse fréquence, et à peu près par définition, un amplificateur équipé d'un servo CC ne peut pas amplifier le CC. Si l'entrée CC est suffisamment élevée, l'amplificateur opérationnel sera forcé en dehors de sa plage linéaire, ce qui signifie que sa sortie sera poussée vers l'un ou l'autre rail d'alimentation. Le résultat final ne sera pas heureux.
Parce que même un amplificateur opérationnel "piéton" aura un gain CC en boucle ouverte beaucoup plus important que n'importe quel amplificateur de puissance, il peut maintenir un bien meilleur contrôle du décalage CC que l'amplificateur lui-même. Bien qu'il soit certainement possible d'inclure un potentiomètre de décalage DC dans un amplificateur, un servo fera généralement un travail meilleur et plus cohérent pour éliminer le DC résiduel. Cependant, il doit être conçu avec soin et testé minutieusement pour s'assurer qu'il ne fait rien que vous ne voudriez pas (comme osciller !). S'assurer que vous avez la topologie optimale est essentiel pour assurer une stabilité inconditionnelle . Cela signifie qu'il n'y a aucune trace d'oscillations amorties, avec n'importe quel périphérique d'entrée (qu'il soit couplé en courant continu ou non).
Il existe un mythe persistant selon lequel l'utilisation d'un servo CC signifie qu'il n'y a pas de déphasage aux (très) basses fréquences, mais c'est tout simplement faux. Si des plafonds d'entrée et de rétroaction sont utilisés, le décalage CC de la plupart des conceptions d'amplificateurs sera bien inférieur à 50 mV, et si les deux sont plus grands que la normale, il est facile de maintenir le déphasage en dessous de celui que vous obtiendriez normalement avec un servo CC. Parce que les condensateurs sont grands, il y a très peu de chute de tension à travers eux, même à la fréquence d'intérêt la plus basse, et donc il peut y avoir très peu de distorsion apportée par le ou les condensateurs.
Le point qui est souvent oublié est que s'il y a une tension proche de zéro sur n'importe quel composant, cela peut alors contribuer à une distorsion proche de zéro. Les condensateurs de grande valeur signifient généralement que des capuchons électrolytiques seront utilisés, mais même si la distorsion du capuchon est (disons) de 5 % et que la tension aux bornes du capuchon est peut-être de 1 % de la tension d'entrée, la pire distorsion peut être de 0,05 %. Je n'ai jamais mesuré de condensateur (sensible) avec une distorsion de 5% (pas même des électrolytiques avec une tension alternative significative entre eux), donc la distorsion sera naturellement inférieure à l'exemple donné.
Un servo CC élimine à peu près tout décalage CC, mais pour la plupart des amplificateurs de puissance, il est déjà suffisamment bas pour ne pas causer de problèmes. Un servo CC est une très bonne idée si un amplificateur pilote un transformateur, mais c'est uniquement pour s'assurer qu'il n'y a pas de courant continu dans l'enroulement du transformateur. Le contenu basse fréquence doit être soigneusement adapté pour s'assurer que le transformateur ne sature pas, donc un filtre basse fréquence doit être considéré comme obligatoire. Le filtre utilisera (bien sûr) des condensateurs. Ce sujet particulier est traité en détail dans l'article High Voltage Audio Systems , qui traite des amplificateurs connectés aux transformateurs de sortie.
La connexion préférée utilisera un servo non inverseur, car cela minimise l'interaction avec le circuit d'entrée (en particulier le condensateur d'entrée s'il est utilisé). Considérez qu'un condensateur peut être présent à votre insu, selon la source, et cela créera des interactions très indésirables si vous choisissez la mauvaise topologie. Cependant, et comme indiqué ci-dessus, cela comporte toujours des mises en garde et vous devez être conscient des interactions potentielles. Le servo opamp fait en effet partie de la chaîne du signal, et bien que sa contribution soit faible, elle n'est pas négligeable. Avec soin et une bonne conception, il peut être configuré pour avoir un effet minimal sur le signal tout en étant capable de faire son travail correctement.
Nonobstant les commentaires ci-dessus, les servomoteurs CC sont un complément utile lorsqu'un très faible décalage CC est essentiel. Si vous aimez l'idée d'une sortie CC proche de zéro d'un ampli de puissance, alors un servo CC fournira, mais il n'éliminera pas le déphasage , et s'il n'est pas fait correctement, il peut augmenter la distorsion aux basses fréquences. Comme indiqué précédemment, il est essentiel de vérifier que toutes les conditions de fonctionnement sont bien dans les limites des capacités de l'appareil et que rien de "mauvais" ne peut se produire si le servo CC meurt (oui, les amplificateurs opérationnels peuvent et échouent).
Les références
Audio Power Amplifier Design Handbook, Douglas Self - 2012, ISBN 1136123660
Simple DC Servos - Wayne Stegall
Ask the Doctors: Servos - Par le Dr Dave Berners (Universal Audio WebZine, Volume 4, Numéro 9, Décembre 2006)
Fait intéressant, j'ai reçu un e-mail de quelqu'un qui prétendait être l'inventeur du servo DC pour les applications audio, mais comme il provenait d'une adresse e-mail aléatoire (donc ma réponse a rebondi) et n'a fourni aucune preuve d'aucune sorte, j'ai choisi d'ignorer la demande d'attribution. Si le véritable inventeur de l'idée est prêt à me contacter et à fournir une preuve acceptable, j'inclurai cette information.
entre les soudures douteuses et les trimmers capricieux, la fiabilité Lonay-se en a prit un coup !! d'autant qu'il les donne pas le bougre !! sur leboncoin, j'en ai vu à 1000 balles !!
