Amplificateur LFA-50 Optim-A

Voici un Ampli HIFI haut de gamme dont le schéma provient de Elektor hors-série BF-1.

En préambule, vous avez peut-être envie de voir à quoi ressemble mon ampli : les photos du LFA50

Pourquoi un tel nom ??
Le nom de cet amplificateur résume en fait toutes ses particularités :

• LFA signifie Low Feedback Amplifier. Pour les allergiques à la langue de Shakespeare, amplificateur à faible contr-réaction, textuellement. En effet, lors de la conception d'un ampli, il y a deux philosophies : un gain important en boucle ouverte accompagné d'une contre-réaction musclée ou un gain faible associé à une rétroaction modérée. La première de ces deux techniques est utilisée dans la plupart des amplificateurs car on peut facilement obtenir un taux très faible de distorsion harmonique (THD) mais il se peut que des étages saturent (en raison du grand gain) et que l'on voit alors apparaître des salves d'intermodulation audibles. La seconde possibilité (celle adoptée dans le LFA50) présente en fait l'inconvénient d'avoir une distorsion harmonique plus importante. Ceci est cependant un faux problème car l'oreille humaine est bien moins sensible à la THD qu'à la distorsion d'intermodulation transitoire (TIM). Donc contrairement à ce que beaucoup pensent, c'est la TIM qui est beaucoup plus importante que la THD !!

• Pourquoi Optim-A ? Parce que c'est l'optimum en classe A. En effet un audiophile ne jure que par la classe A ! Malheureusement, le rendement des amplis en classe A ne dépasse que rarement les 50% ! c'est pourquoi la chaleur dissipée par un tel amplificateur peut être de plus de deux fois sa puissance nominale ! On parle souvent d'amplis de 100W, 200W mais en classe AB (mais ou passe la qualité dans ces amplis !!) car il devient difficile de dépasser 25W en classe A. Cela présente l'inconvenient de devoir posséder des enceintes de bon rendement. Elektor a alors voulu allier la qualité incontestée de la classe A à une certaine puissance, c'est pourquoi le passage de la classe A à la classe AB s'effectue à 25W sous 8ohms, 12.5W sous 4 et 6W dans 2 ohms (en effet, si on diminue la résistance de 2, le courant est mutiplié par 2 !).

Voici les caractéristiques nominales de l'ampli :

*signal mixte : 3.15 kHz rectangulaire avec 15 kHz sinusoïdal.

Voici des caractéristiques mesurées : (1Veff sur charge de 47kohms)

Le schéma du LFA 50 (Désolé pour le grand format et la taille du schéma mais si je le réduit, il devient illisible.....)
Pour les circuits imprimés, si vous les désirez, contactez moi par mail (julien64@multimania.com) , ou procurez vous la revue Elektor concernée.

Etudions ce schéma :

On remarque tout de suite à l'entrée le condensateur C1 qui est d'ailleurs le seul condesateur dans le trajet du signal. Il est plus sage en effet de mettre un condensateur ici. Il s'agit d'un 4.7µF (bande passante oblige) et vous êtes libres de mettre le condensateur que vous voulez mais vous pouvez vous reporter au chapitre sur les condensateurs. L'étage d'entrée est un étage différentiel. Le transistor utilisé à cet effet est un 2SK146V (2 transistors 2SK147 dans un même boîtier). Malheureusement il est très difficile à trouver (plus fabriqué ?), c'est pourquoi je vais dans ma version utiliser des 2SK170 appairés (ceux utilisés dans le préampli Kaneda). Il faut aussi savoir que les transistors qui sont couplés thermiquement doivent être appairés, pour ce faire, chacun sa technique ! (traceur de courbe ou plus simplement multimetre ...). Les transistors de sortie utilisés sont des Sanken (marque japonaise). Tout d'abord ce sont des transistors qui ont un boitier plutot imposant, qui fait environ 36mm de long sur 21 de large et 5mm d'épaisseur. C'est dejà plutôt bon signe pour la conduction thermique et la fixation sur le radiateur. De plus ces transistors sont réputés pour être très linéaires.

L'alimentation :

Je n'ai pas repris l'alimentation originale. J'ai préféré en redessiner une avec des condensateurs de type Snap-in en parallèle. En effet dès lors que l'on désire que son ampli ait une bonne dynamique, il faut attacher beaucoup d'importance à l'alimentation. Dans les basses notamment, l'intensité fournie au haut-parleur est plus élevée. C'est pourquoi, il y a des pics d'intensité qui se ressentent sur les lignes d'alimentation, le transformateur n'est alors pas en mesure de fournir instantanément une telle énergie. C'est pourquoi il faut utiliser de gros réservoirs d'énergie. Les condensateurs sont alors importants. Bien que leur prix soit très élevé, il est indispensable de passer par là. Voici le schéma de mon alimentation : Schema de l'alim. La photo se trouve dans la rubrique avec toutes les photos du LFA50 . J'ai intégré l'alimentation de l'amplificateur de courant et de l'amplificateur de tension sur une même plaque. Les diodes utilisées pour l'ampli de courant sont des BYW80 ayant un temps de commutation de 15ns. Pour l'ampli de tension j'ai opté pour des UF4001 (UF = Ultra Fast). J'ai mis sur une plaque à part la temporisation de mise sous fonction.

La pratique

Le choix difficile lorsque l'on veut réaliser un bon ampli HiFi, c'est le boitier. C'est toujours dur de trouver le bon boîtier et de réussir à bien y intégrer les radiateurs. J'ai choisi la solution d'utiliser des radiateurs peignes qui constituent les joues latérales de la boîte. Il faut tarauder les radiateurs pour y faire tenir aussi bien les transistors que la plaque du dessus, du dessous, la face avant et arriere du boîtier. Les divers circuits imprimés s'empilent en sandwich sur les radiateurs. Pour mieux comprendre tout cela, le mieux c'est de regarder les photos du LFA50...

Les mesures

Je n'ai pas pu mesurer des choses comme la distorsion car je ne possede pas les appareils appropriés. J'ai juste fait trois relevés d'écran d'oscilloscope :

o  forme du signal sinusoidal à 1 kHz
o  forme du signal carré à 40 Hz
o  forme du signal carré à 15 kHz

Mon calcul de bande passante à 3dB rejoint totalement les valeurs théoriques annnoncées plus haut (de 1 Hz à 270 kHz).

Le son

Dès la premiere écoute, on sent que cet ampli peut rivaliser avec des modeles du commerce de plus de 20000F !! Je ne suis pas expert pour décrire la musicalité d'un ampli mais je peux dire que toute la bande sonore est très bien restituée. Le grave est percutant et le medium aigu est très neutre. Mais bon, je ne vais pas m'avancer trop dans mon test d'écoute car je le repete, je ne suis pas expert comme certain dans la description du son. Toujours est-il que c'est un amplificateur de très grande classe !

Si vous soulez de plus amples détails sur cet ampli, envoyez moi un mail