Le retour de la distorsion thermique

[forr]

Bonjour Jsylvestre

Parfois on trouve des informations sur la capacité thermique dans les datashhet des constructeurs sous la forme d'une courbe de résistance thermique en fonction du temps.

Moins courantes encore, ce sont les constantes de temps impliquées.
Douglas Self s'est intéressée à la question mais essentiellement sur les transistors de puissance (chapitre 22 de son livre "Audio Power Amplifier Design").
Cdt.

[JM Plantefeve]

Bonjour Forr,

"Moins courantes encore, ce sont les constantes de temps impliquées."
Ce document Infineon n'est pas un datasheet, mais aborde clairement le lien entre résistances thermiques, capacités thermiques et constantes de temps (page 9, entre autres).

En page 11, un chronogramme qui me refait penser à la notion d'enveloppe (burst par ex.) que j'évoquais plus haut, où début d'enveloppe et fin d'enveloppe (début et fin de note) ne sont pas traitées à la même température. Je suis persuadé que la distorsion thermique doit se mesurer comme une DHT glissante et non fixe.

Bon dimanche, Jean-Marc.

[jacquese]

Le circuit de Taylor avait fait l'objet d'un article dans la Revue du Son (en pièces jointes). Il devrait présenter une meilleure réjection d'alimentation positive que le circuit de White. Petite subilité que j'aime bien, c'est la résistance de 220 Ohm bootstrappée entre base et émetteur du BFY51 qui charge le collecteur du BFW87.
John Broskie a trouvé dans ce circuit une source d'inspiration, il suggère quelques améliorations :
http://www.tubecad.com/2004/blog0023.htm

Bonjour à tous,
Un étage de sortie "à la Taylor" améliorée publié dans Linear Audio Vol 10... Avec les points de polarisation des transistors de commande de la boucle "gelés" pour une distorsion thermique minimale.



Stabilité dynamique et statique du courant très élevée à la simulation comme sur le proto (à l'oscillo)

[jsilvestre]

En page 11, un chronogramme qui me refait penser à la notion d'enveloppe (burst par ex.) que j'évoquais plus haut, où début d'enveloppe et fin d'enveloppe (début et fin de note) ne sont pas traitées à la même température. Je suis persuadé que la distorsion thermique doit se mesurer comme une DHT glissante et non fixe.

C'est plus que probable. Possible aussi que les réverbérations de la pièce d'écoute renforcent la perception du glissement. Un son est présent aux oreilles avec 2 spectres de distorsions différents, le son direct et le son réverbéré venant du passé.
Un phénomène du genre existe avec le pleurage de l'analogique dont les effets ne sont plus ou beaucoup moins perceptibles dans une chambre sourde.

Quoi qu'il en soit cette distorsion glissante est très faible, bien souvent masquée par d'autres distorsions ou bruits. Pas facile de la mesurer...

Joël

[jacquese]

Bonjour à tous,

C'est les vacances mais j'ai toujours mon simulateur sous la main, alors étant toujours passionné par ce sujet j'ai repris quelques études...
Je vous propose une technique de gestion des distorsions thermiques par auto-compensation de deux transistors dont l'ensemble des points de polarisation est identique (et donc la dissipation).



J2 est monté en CCS --> Vg = Vout
J1 est monté en suiveur --> Vg = Vin
Et comme polarisation identique de J1 et J2 ==> Vout = Vin !

Quelques mesures de performance...

Dissipation des FET :


Bande Passante, sans cellule en amont et sur 10K pure resistif :


Disto 2V 10KHz sur 10K en sortie :


Slew rate : 20ns pour -2 à 2V (avec petite cellule 100R//33p à l'entrée)


Les FET utilisés en simulation sont des FET HF.

Jacques

[JM Plantefeve]

Bonjour Jacques,

Merci de nous informer de tes travaux d'été.

Vout=Vin, donc en suiveur. Quelle impédance de sortie est obtenue ?
Pd1=Pd2, d'accord, mais ces puissances ne sont pas constantes sur tes graphes, je pensais que pour annuler la distorsion thermique, il fallait viser la non variation, plutôt que l'unisson. Qu'en dis-tu ?

Bien à toi, Jean-Marc.

[jacquese]

Bonjour Jean-Marc,

Vout=Vin, donc en suiveur. Quelle impédance de sortie est obtenue ?

Gain 0.987, Impédance de sortie 1.75 ohm

Pd1=Pd2, d'accord, mais ces puissances ne sont pas constantes sur tes graphes, je pensais que pour annuler la distorsion thermique, il fallait viser la non variation, plutôt que l'unisson. Qu'en dis-tu ?

Il s'agit justement ici d'envisager une nouvelle approche. On laisse le transistor suiveur dissiper ce qu'il veut, mais on compense les effets de la variation thermique par un autre transistor identique qui subit la même variation thermique
Dans la branche de droite, VgsJ2+R8 est forcé à zéro (montage en CCS). Une variation de dissipation va modifier le courant dans la branche d'une valeur Delta-I. Ce delta-I va se retrouver dupliqué dans la banche de gauche et va compenser la modification de la tension Vgs de J1 du au même changement de dissipation de manière à maintenir VgsJ1 + VR3 =0.
A la simulation de ce circuit, une augmentation de Vgs de 500mV dans chaque FET occasionne une variation de 4mV en sortie du suiveur. Sans compensation, on retrouverait intégralement ces 500mV de plus dans VgsJ1 à la sortie.

Amicalement. Jacques

[xnwrx]

Intéressant. N'est-ce pas un principe équivalent que l'on retrouve dans les AOP d'instrumentation (TI, Linear, NS) ?

[jacquese]

Bonsoir xnwrx,

Pour ce qui est du principe de compensation, Je pense que les grands fondeurs de composants linéaires utilise la compensation depuis longtemps. Toutefois appliqué à la distorsion thermique "en dynamique", difficile de savoir si c'est original ou pas, surtout avec 1 million d'électroniciens qui travaillent tous les jours depuis les début du solid state
Toutefois, la distorsion thermique est un domaine peu exploré dans le domaine de l'électronique. Et surtout ça ne se voit pas à la mesure traditionnelle, donc pas forcément intéressant pour les fondeurs de faire des travaux sur un truc qui n'est pas vendu dans le datasheet.

Pour ce qui est de l'aspect original de ce circuit en particulier ? On est jamais certain de ne pas avoir enfoncé des portes ouvertes ! Ca arrive bien plus souvent que l'inverse !

[jsilvestre]

Bonjour Jacques,

toujours des circuits astucieux!

As tu regardé ce qu'il se passe en tenant compte des dispersions sur les jfets?

Joël