Transistor MOSFET Pour amplification audio

Bonjour à tous, j'espère que vous allez bien.

Je me permets de vous consulter car je rencontre quelques petits soucis.

Je souhaite utiliser un transistor pour une amplification audio plutôt qu'un amplificateur basique.

J'ai d'abord réalisé un montage sur Arduino UNO en générant un signal simple :

const byte PIN_BUZZER = 9;

void setup() {
  pinMode(PIN_BUZZER, OUTPUT);
}

void loop() {
  tone(PIN_BUZZER, 2637, 200);
  
}

Jusque-là tout vas bien. Pour le matériel, je me sers d'un transistor IRF530N. D'un petit haut parleur 8ohms.

Je branche la Source sur GND de mon arduino UNO
Je branche Drain sur le - de mon HP et le + repart vers le 5v de mon arduino uno.
Je branche le Gate sur le PIN 9 "celui que j'ai programmé dans le code"

Parfait, le signal est bien plus puissant et tout fonctionne parfaitement. Les choses se compliquent en utilisant un générateur de signal AD9833.

https://forum.arduino.cc/t/reprise-de-projet-ultrason/864899

Je souhaite essayer le montage proposé par "Artouste" que je remercie pour son aide sur l'autre sujet. En utilisant donc un transistor MOSFET à la place d'un amplificateur.

Corcernant le code :

#include "AD9833.h"

#define FNC_PIN A0

int gen_freq = 25000;
int RXLED = 17;  

AD9833 gen(FNC_PIN);

void setup() {
  //start gen
  gen.Begin();
  //set gen to SINE
  gen.ApplySignal(SINE_WAVE, REG0, gen_freq);
  //start gens
  gen.EnableOutput(true);
}

void loop()
{
  gen.ApplySignal(SQUARE_WAVE, REG0, random ( 24000, 26000)) ;

}

Concevant les branchements et le matériel :
J'utilise une plaquette pro micro 5V alimenté par port USB (pour les tests)
La pro micro alimente l'AD9833 par son VCC
A0 > FSYNC
PIN 15 > SCLK
PIN 16 > SDATA

Jusqu'ici OK, je teste avec l'oscilloscope de mon copain (qui ne veut pas m'aider) je sors une fréquence entre 24 et 26 KHz.

Si je suis le même schéma que pour le haut-parleur précédent. Je branche :

Gate > Sortie OUT du AD9833
Drain > Sur la masse du HP // Le + du HP va sur VCC arduino
Source > Sur AGND du AD9833

À ce moment-là lors de la mesure aux bornes de l'HP j'ai une fréquence qui varie entre 30 et 325 KHz, comme si tout était déréglé.

Bien entendu, lorsque je branche les transducteurs ultrasons, rien ne sort non plus. Aucun brouillage à la différence de l'utilisation avec un amplificateur simple.

Qu'ai-je mal fait ?

A cette fréquence mon non plus je n'entendrais pas. Quand je fus jeune, j'entendais le 16kHz des écrans d'ordis, mais beaucoup de personnes ne les entendaient pas. Alors à 24kHz, c'est normal de ne rien entendre.

Je ne sais pas ce que fait cette fonction, mais elle est appelée peut être trop souvent avec des paramètres qui ne sont pas le mêmes. A priori si cela génère un son, il faut peut être y mettre une attente avant d'envoyer la commande suivante. Et si on veut entendre, être en dessous des 10kHz.

Bonjour Vileroi, merci pour ta réponse, en effet je ne m'attends pas à entendre la fréquence. Cependant je la confirme à l'aide d'un oscilloscope. En sortie de mon générateur AD9833 je visualise bien la fréquence demandé.

Cette fonction génère un signal "carré" aléatoire entre 24 et 26 KHz.

Lorsque j'utilise un amplificateur comme le PAM8403, pareil, je visualise bien la fréquence au borne du HP soit 25KHz, mais avec un MOSFET, impossible. Peut-être je branche mal l'oscilloscope ? Cependant, je ne comprends pas pourquoi les transducteurs US eux, ne semble pas fonctionné non plus.

Je ne connais pas tous les composants que tu utilises, et j'ai toujours besoin d'un bon vieux schéma....

 

Ce qui est possible que la capacité du FET et importante et il est possible que le dispositif qui est devant ne puisse pas donner le courant nécessaire pour la commutation. Ce qui peut expliquer que le FET sur Arduino fonctionne et pas si le fet est derrière autre chose.

 

Ce que je vois aussi pour le AD9833:


La sortie du AD9833 aurait une tension maxi de 0,65V. Dans ces conditions un FET derrière ne peut pas être conducteur

L'AD9833 est un synthétiseur numérique de signal mais la sortie du circuit est purement analogique.
Pour exploiter le signal il faut utiliser un amplificateur opérationnel de bonne qualité et si tu veux exciter des transducteur ultrason il faudra mettre un étage de puissance en plus.
Les oscillations que tu vois lorsque tu connectes le mosFET sont peut-être la conséquence d'un accrochage de l'amplificateur de sortie de l'AD9833 car il n'est sans doute pas conçu pour avoir une charge capacitive aussi importante.

Merci pour vos réponses, si je comprends bien le MOSFET ne part pas, car la tension nécessaire à son activation doit être de 0,7v minimum.

Merci également pour ta réponse. Si je comprends bien, il faudra utiliser un amplificateur + un MOSFET pour exciter au maximum les transducteurs ?

Dans le cas d'un IRF530, c'est bien pire : plusieurs volts, en fonction du courant demandé sur le drain.

(voir VGSth)

Je crains que ce ne soit pas très linéaire, pourquoi ne pas conserver le PAM8403 ?

EDIT : pour du signal carré, la linéarité est hors sujet.
Tout va dépendre de la puissance nécessaire. Un PAM8403 est bridgé, un MOSFET ne le sera pas.

Voici un schéma de puissance en utilisant un HP de 8Ω:
Schemas
Le signal est carré.

Aux bornes du HP, il y a une tension de 0V ou de 5V. C'est la somme de deux signaux, l'un de 2,5V continus et d'une composante alternative carrée de 2,5V d'amplitude.
− la composante continue ne donne pas de son, mais va laisser passer une courant de 5V/8Ω=0,6A. Cela dissipera pour rien (5V)2/8Ω=3W.
− la composante alternative va donner un son dont la puissance dépend de sa valeur maximale (2,5V). Du fait de l'inductance, il est difficile de prévoir la puissance dissipée.

Avec un pont (certains disent un Bridge, moi j'ai arrêté le bridge à cause du mot pass que l'on dit si on ne surenchérit pas):
MontageBipolaireTensionFetN
Avec le même signal carré, il n'y a plus de composante continue et la composante alternative est deux fois plus importante.

 


 

Avec un transducteur, c'est moins catastrophique car il ne laisse pas passer le continu, ce qui fait que l'on peut utiliser le premier montage.

Ben si la composante continue reste égale à la moitié de la tension d'alim.
Tant qu'il n'y a pas d'alim double une composante continue est inévitable, sauf à utiliser un transformateur.

Pour éviter la composante continue il y a l'astuce utilisée dans le module HC-SR04 : utilisation d'un max 232 qui contient deux pompes de charges pour obtenir des niveaux électriques compatible RS232. l'une génère un 2*Vcc et l'autre un - 2*Vcc.
Ce qui fait que le transducteur recoit des impulsions de 20 V, en fait plutôt +/- 9V les pompes de charges n'étant pas idéales.

Non, c'est l'intérêt du pont. Avec une alim simple, on n'a pas de composante continue.