Amplificateur électronique

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Un amplificateur Hi-Fi à tubes.

Un amplificateur électronique (ou amplificateur, ou ampli) est un système électronique augmentant la tension et/ou l’intensité d’un signal électrique. L’ énergie nécessaire à l’amplification est tirée de l’ alimentation électrique du système. Un amplificateur parfait ne déforme pas le signal d’entrée : sa sortie est une réplique exacte de l’entrée mais d’amplitude majorée.

Les amplificateurs électroniques sont utilisés dans quasiment tous les circuits électroniques : ils permettent d’élever un signal électrique, comme la sortie d’un capteur, vers un niveau de tension exploitable par le reste du système. Ils permettent aussi d’augmenter la puissance maximale disponible que peut fournir un système afin d’alimenter une charge comme une antenne radioélectrique ou une enceinte électroacoustique.

Historique

Une audion de 1906.

Le premier amplificateur électronique fut réalisé en 1906 par l’inventeur américain Lee De Forest, à l’aide de la première version d’une de ses inventions : l’ audion [1]. En 1908, Lee De Forest perfectionna l’audion en lui rajoutant une électrode, donnant ainsi naissance à la première triode [2], [3]. La triode fut vite perfectionnée par l’ajout d’une (pour la tétrode) puis de deux grilles supplémentaires, palliant certains effets indésirables, notamment l’effet « dynatron » (zone où le tube présente une résistance négative). Ce tube pentode est ensuite rapidement adopté pour la plupart des amplificateurs à tubes, pour son meilleur rendement. Les amplificateurs à tubes sont aussi connus sous le nom d’amplificateurs à « lampes », en raison de la forme des tubes et de la lumière qu’ils émettent lorsqu’ils fonctionnent (voir photo ci-contre).

Depuis le début des années 1960, grâce à l’apparition des premiers transistors de puissance vraiment fiables et au coût réduit, la majorité des amplificateurs utilise des transistors [4]. On préfère les transistors aux tubes dans la majorité des cas car ils sont moins encombrants, fonctionnent à des tensions plus faibles et sont immédiatement opérationnels une fois mis sous tension, contrairement aux tubes électroniques qui nécessitent une dizaine de secondes de chauffage.

Quatre tubes de puissance « Electro Harmonix KT88 » à l'intérieur d'un amplificateur de guitare.

Les tubes sont toujours utilisés dans des applications spécifiques comme les amplificateurs audio, surtout ceux destinés aux guitares électriques [5], et les applications de « très » forte puissance ou à haute fréquence [6] comme pour les fours à micro-ondes, le chauffage par radiofréquence industriel, et l’amplification de puissance pour les émetteurs de radio et de télévision.

Dans le domaine des télécommunications spatiales demandant de fortes puissances, on utilise également des amplificateurs à klystron et des tubes à ondes progressives (ATOP). Il existe en outre des amplificateurs de type SSPA  (en) (Solid State Power Amplifier) embarqués à bord des satellites.

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