Circuit filtre anti-bruit : améliorer la qualité audio des lecteurs de musique

Vous avez peut-être remarqué que le son de votre lecteur de musique ou dispositif d'écoute semble déformé ou peu clair. Cela est généralement dû à un processus d'amplification médiocre qui laisse passer des fréquences de bruit électronique indésirables, hautes ou basses. Une solution simple consiste à intégrer un circuit filtre anti-bruit spécialisé. Ceux-ci consistent généralement en un ampli-op, condensateurs, résistances, etc., que l'on trouve typiquement sur un circuit ordinaire. Placer ces composants de base dans une configuration spécifique améliore le son global car ils amplifient le signal. Nous avons écrit cet article pour vous fournir plus de connaissances sur ce sujet. Examinons cela !

1. Qu'est-ce qu'un circuit filtre anti-bruit ?

Les circuits filtres anti-bruit laissent généralement passer des fréquences spécifiques. Simultanément, ils éliminent les fréquences indésirables d'un signal de bruit qui interfèrent autrement avec le fonctionnement. Dans l'ensemble, ces composants simples et peu coûteux aident à réduire les interférences de bruit sur les lignes de signal d'un circuit. De plus, ils bloquent le bruit de mode commun pour les systèmes électriques, véhicules et équipements industriels.

(Un circuit anti-bruit améliore la qualité sonore d'un dispositif d'écoute.)

En outre, ils réduisent le bruit blanc, la source la plus courante de bruit électrique. Cela se produit en raison de la collision des électrons entre eux. De plus, la puissance du bruit correspond à la température absolue, également appelée bruit thermique. Les caméras pour l'astronomie subissent un processus de refroidissement en raison de cette dépendance thermique.

2. Principes des filtres anti-bruit

Les filtres anti-bruit servent d'élément de circuit contenant des inductances et des condensateurs. Les inductances présentent des propriétés de faible impédance pour les composants électroniques de basse fréquence. Elles présentent également une impédance élevée pour les composants à hautes fréquences. Ainsi, cela signifie que les fréquences de signal ne passeront pas si l'impédance augmente.

Placer une inductance en série sur le chemin du bruit d'un circuit la fera bloquer les signaux haute fréquence. Simultanément, elle laisse passer les basses fréquences.

(Une inductance peut aider à réduire le bruit sur un circuit.)

Pendant ce temps, les condensateurs présentent une impédance élevée pour les composants de basse fréquence. De plus, ils présentent une faible impédance pour les composants à hautes fréquences.

Les condensateurs s'intègrent généralement entre la masse (GND) et le chemin du bruit. En effet, ils peuvent transmettre le bruit haute fréquence soit vers la connexion de masse, soit vers l'alimentation. Simultanément, les basses fréquences passent à travers. Par conséquent, cela entraîne le bypass du courant de bruit par le condensateur.

(Les condensateurs s'intègrent entre la ligne de masse et le chemin du bruit.)

3. Principaux types de filtres

(Différents types de filtres offrent diverses caractéristiques.)

Il existe actuellement quatre types principaux : le filtre passe-bas, le filtre passe-haut, le filtre passe-bande et le filtre coupe-bande (notch). Cependant, les termes "bas" et "haut" représentent les niveaux de fréquence de coupure plutôt que des valeurs de fréquence absolues.

• Passe-bas – Les filtres passe-bas empêchent les signaux haute fréquence de passer. Pendant ce temps, les basses fréquences peuvent traverser un circuit.

• Passe-haut – Le filtre passe-haut bloque les signaux basse fréquence tout en laissant passer les hautes fréquences.

• Passe-bande – Un filtre passe-bande laisse passer les fréquences dans une certaine plage tout en bloquant le reste.
  
  
• Coupe-bande (Notch) – Un filtre notch, aussi appelé coupe-bande, bloque une certaine bande de fréquences tandis que les autres passent.

4. Projets de circuits filtres anti-bruit

Vous pouvez intégrer un filtre anti-bruit pour de nombreuses applications. Nous avons décrit ci-dessous quelques concepts que vous pouvez mettre en œuvre :

Circuit amplificateur de crête (clipping) utilisant BC109

(Schéma du circuit amplificateur de crête.)

Si vous montez le volume au maximum en écoutant de la musique, vous remarquerez que le son semble déformé. C'est parce que le signal sonore n'a pas été entièrement amplifié. En conséquence, la forme d'onde sinusoïdale génère un signal faible en raison de la forme d'onde affectée, résultant en une mauvaise qualité sonore. Le circuit amplificateur de crête booste généralement les signaux audio faibles pour améliorer le son. Il repose sur des condensateurs, résistances, interrupteurs, une batterie et deux transistors BC109 pour effectuer ce processus d'amplification. Les composants travaillent ensemble pour booster la forme d'onde du signal. Par conséquent, le pic de la forme d'onde sinusoïdale fournit des qualités similaires à une onde sinusoïdale.

Amélioration audio pour un amplificateur analogique

(Schéma du circuit d'amélioration audio pour amplificateur analogique)

Les lecteurs CD peuvent parfois fournir une qualité audio médiocre, nuisant à l'expérience d'écoute de l'utilisateur. C'est parce que l'ampli-op IC présente un taux de variation (slew rate) lent. Généralement, cela signifie qu'il est incapable de suivre la modification du signal numérique en raison de la réponse en fréquence raccourcie. En effet, cela produit un son médiocre avec des qualités dures et agressives.

Un amplificateur de sortie analogique hautement efficace avec un filtre intégré qui élimine le bruit indésirable aidera à résoudre ce problème. Pour cette raison, nous avons choisi d'utiliser un ampli-op LEWIS Garret de haute qualité. Le circuit contient un IC (Q1, Q2, ZD1, ZD2, R5, R6, C10 et C11) qui isole la tension lorsque l'alimentation augmente. Pendant ce temps, les condensateurs de dérivation C5-C9 servent de collecteur. Ceux-ci répondent aux hautes fréquences tout en réduisant la fuite de tension provenant des condensateurs C3 et C4.

L'entrée transmettra un signal à la borne 3 de l'ampli-op. De là, la borne 6 distribue ce signal aux résistances R3 et R2, l'empêchant de se déphaser. Ensuite, les condensateurs C1 et C2 fonctionnent ensemble pour filtrer les fréquences indésirables.

Dans l'ensemble, ce circuit booste le signal audio d'un lecteur CD. L'entrée haute impédance du circuit empêche l'amplificateur d'origine du lecteur CD de se charger. Il présente également une faible résistance de sortie, permettant un processus plus simple pour piloter les charges.

Filtre audio anti-bruit simple

 

(Schéma d'un filtre audio anti-bruit simple)

Le circuit de filtre audio anti-bruit simple, comme indiqué ci-dessus, empêche les signaux inutiles de passer. Ces signaux correspondent généralement mal au niveau de fréquence audio, ce qui signifie qu'ils présentent des valeurs plus hautes ou plus basses.

Ce circuit contient à la fois un filtre passe-haut et un filtre passe-bas fonctionnant à 24 dB/octave. De plus, il présente une fréquence de coupure à -3 dB à 10,7 kHz et 11,3 Hz. Modifier les valeurs des condensateurs et des résistances entraînera un changement des propriétés du passe-bande. Vous pouvez également augmenter la fréquence de coupure basse en diminuant les valeurs de C1 à C4. Cependant, augmenter ces valeurs entraînera une fréquence de coupure basse plus faible.

Ensuite, appliquer des valeurs plus élevées sur R5 à R8 abaissera la fréquence de coupure haute. Si vous voulez augmenter la fréquence de coupure haute, vous devez abaisser ces valeurs.

Conclusion :

Dans l'ensemble, un circuit filtre anti-bruit offre des capacités d'amplification sonore. Dans ce contexte, il laissera passer les fréquences cruciales tout en bloquant les fréquences indésirables. Ce processus réduit le bruit électrique, rendant le signal de sortie beaucoup plus propre. En résultat, vous remarquerez une amélioration significative de la qualité sonore de votre appareil audio. Vous pouvez maintenant profiter de votre musique sans vous soucier de rater une note !

Avez-vous des questions concernant un circuit filtre anti-bruit ? N'hésitez pas à nous contacter !