Curieux des amplificateurs de voiture ? Avez-vous un problème audio de voiture à résoudre ou envisagez-vous de mettre à niveau le système audio de votre véhicule ?

Si vous vous êtes demandé « Que fait un amplificateur de voiture ? », vous êtes au bon endroit.

Dans ce post, je couvrirai tout ce que vous devez savoir, y compris comment ils fonctionnent et les différents types.

Infographique – Faits sur les amplificateurs de voiture

Que fait un amplificateur de voiture ?

Un diagramme simplifié montrant les sections de base d’un amplificateur de voiture et comment il fonctionne. Il y a beaucoup plus à faire, mais les bases sont assez simples. Un petit signal de très bas niveau est entré à partir d’une stéréo et amplifié en une forme d’onde électrique beaucoup plus grande – mais identique. De cette façon, il peut offrir beaucoup de puissance et piloter des enceintes avec un bon volume. L’alimentation +12V est « intensifiée » (augmentée) pour conduire une tension plus élevée aux étages de transistors de sortie.

Un amplificateur de voiture amplifie un très petit signal audio électrique à une tension beaucoup plus élevée capable de piloter des haut-parleurs.

La plupart des autoradios ne peuvent pas offrir une puissance de sortie élevée capable de piloter des haut-parleurs avec un volume et une clarté élevés. Un excellent exemple est l’ajout d’un subwoofer à votre voiture. Il faut beaucoup de puissance pour obtenir des basses « claquantes » !

Comment fonctionne un amplificateur de voiture ?

Les amplis de voiture utilisent un type spécial d’alimentation interne pour alimenter leurs circuits d’amplification internes avec une puissance plus élevée. Ces sections prennent alors un signal audio conditionné (fourni par une chaîne stéréo), l’amplifient et le délivrent aux bornes des haut-parleurs.

Tous les amplis ont quelques sections de base qui sont critiques pour piloter les haut-parleurs à partir d’une source +12V uniquement. Il y a aussi quelques autres sections qui sont essentielles et quelques-unes qui sont optionnelles.

Presque tous les amplificateurs de voiture typiques aujourd’hui ont les sous-sections suivantes dans leur conception :

1. Une alimentation à découpage haute puissance DC-DC (courant continu)
2. Circuits de prévention du bruit (« boucle de masse »)
3. Circuits de croisement de haut-parleurs
4. Circuits de pontage
5. Étages d’entrée au niveau du haut-parleur

Notez que le #5 (caractéristique d’entrée au niveau du haut-parleur) est une option spécifique au produit et peut ou non être inclus. Cependant, les autres se trouvent dans presque tous les amplificateurs de voiture de bonne puissance vendus aujourd’hui. J’expliquerai davantage les entrées de niveau de haut-parleur au fur et à mesure.

Comme vous pouvez le voir sur le schéma que je vous ai fourni, certains composants électroniques sont fixés au corps métallique de l’amplificateur. C’est parce que lorsque la puissance est délivrée aux haut-parleurs, une partie est gaspillée sous forme de chaleur. Pour aider à refroidir les transistors à haute puissance, ils sont fixés au corps métallique lourd de l’amplificateur.

Les alimentations des amplis de voiture expliquées

Les parties principales illustrées de l’alimentation à découpage (SMPS) d’une voiture. On voit ici le joli petit ampli économique 4 canaux Crunch PD2000.4 que j’ai acheté sur Amazon et ouvert pour vous. Le transformateur est piloté par des transistors à haute puissance extrêmement rapidement (plusieurs milliers de fois par seconde). La puce SMPS contrôle quand le transistor s’allume et s’éteint rapidement en fonction des demandes de puissance. Le transformateur utilise des champs magnétiques pour sortir une alimentation de tension plus élevée de l’autre côté de l’alimentation +12V.

Bien qu’ils soient alimentés par la connexion de la batterie du véhicule, il est impossible pour une stéréo ou un amplificateur de voiture de piloter directement des haut-parleurs avec une puissance élevée à partir de seulement 12 volts. La raison en est les propriétés mathématiques de la puissance électrique et l’impédance (résistance) des haut-parleurs.

La loi d’Ohm est une règle fondamentale utilisée pour calculer des choses comme la puissance délivrée à une charge (ici, un haut-parleur) en fonction d’une certaine tension. Une tension plus élevée peut produire une puissance plus élevée, comme vous l’avez deviné maintenant. Cela vaut pour les haut-parleurs de votre voiture tout autant que pour une ampoule électrique dans votre maison.

L’alimentation à découpage (SMPS) d’un ampli de voiture est ce qui rend tout le reste possible – c’est la partie la plus importante de l’ampli. C’est une section critique et nécessaire pour obtenir une puissance élevée à partir d’une alimentation de 12V seulement.

Une puce de circuit intégré (CI) de commutation active et désactive des transistors à courant élevé des milliers de fois par seconde. Ils alternent des cycles qui activent et désactivent l’alimentation +12V du transformateur. Ce faisant, le transformateur, en fonction du nombre de tours de fil de cuivre qui le composent, produit des tensions plus élevées sur sa sortie.

L’alimentation à découpage d’un ampli de voiture allume et éteint rapidement le transformateur à courant élevé des milliers de fois par seconde. Deux côtés de l’entrée (connexion d’entrée +12V) sont allumés et éteints en cycles alternés. Les formes d’onde ressemblent à celles que vous voyez ici.

Il est intéressant de noter qu’il produit des tensions positives et négatives ! C’est pour permettre une gamme complète de polarité lorsqu’un signal audio est amplifié et reproduit sur la sortie.

Les amplificateurs de voiture peuvent consommer beaucoup de courant électrique. Beaucoup peuvent facilement tirer jusqu’à 50A (ampères), mais ce n’est généralement que lorsqu’ils sont proches de la puissance maximale. Pendant une utilisation normale et à faible volume, ils ne tirent que quelques ampères.

Les amplificateurs sont normalement connectés par un fusible directement à la batterie du véhicule pour le fil positif. Le fil de masse (négatif) est normalement relié à une connexion métallique propre sur la carrosserie. C’est parce que le fil d’origine d’un véhicule ne peut généralement pas gérer la quantité de courant qu’un ampli demande en cas d’utilisation intensive.

Comment les amplis de voiture s’allument et s’éteignent

Pour éviter que l’amplificateur reste allumé lorsque vous ne l’utilisez pas, un fil de « mise en marche à distance » est utilisé. Normalement, cela se connecte à un fil dédié sur votre stéréo. Alternativement, il peut être connecté à un fil d’allumage qui s’éteint lorsque la position accessoire du commutateur d’allumage est désactivée.

Le fil à distance, lorsqu’il est à 0V, coupe l’alimentation de la puce SMPS. Cela entraîne l’arrêt de son fonctionnement. L’ampli ne tire alors aucune puissance de votre batterie.

Vous pouvez utiliser un très petit fil comme un calibre 18 ou 20, car l’entrée du fil à distance de presque tous les amplificateurs ne tire qu’une minuscule quantité de courant – souvent moins de 25 milliAmpères (.025A).

Étages d’entrée, sections d’amplificateur, et étages de sortie

On voit ici deux autres des principales sections fonctionnelles dans un ampli de voiture : la section de sortie de l’amplificateur & et les étages d’entrée. La carte de l’étage d’entrée se compose de nombreux circuits plus petits pour faire des choses comme fournir des fonctions de croisement, rendre possible le pontage pour plus de puissance, fournir un contrôle de gain et bloquer le bruit de boucle de masse. Les étages d’amplification prennent le signal audio de la carte d’étage d’entrée, utilisent la sortie de l’alimentation et l’amplifient pour créer une sortie puissante.

Étages d’entrée

Les étages d’entrée (souvent regroupés, dans ce cas sur une carte de circuit imprimé séparée comme indiqué ci-dessus) ont un certain nombre de tâches à accomplir.

Ce sont :

• Permettre à l’ampli de se connecter à des stéréos dépourvues de prises RCA (entrées de niveau haut-parleur)
• Eviter que le terrible bruit de « boucle de masse » ne soit amplifié
• Proviser des fonctions de croisement passe-haut et passe-bas
• Permettre de régler le gain, ou niveau d’amplification, de l’ampli

Les étages d’entrée sont constitués d’un type de composant électronique extrêmement polyvalent appelé amplificateur opérationnel (op amp). Les amplis opérationnels sont essentiellement de petits circuits amplificateurs intégrés dans une petite puce qui est utilisée pour une large gamme de conceptions.

Prévention du bruit

Le bruit de boucle de masse, que vous connaissez peut-être sous le nom de « whine d’alternateur », est un problème très frustrant et gênant dans le monde de la stéréo de voiture. C’est un bruit électrique qui apparaît comme un terrible gémissement qui augmente et diminue avec le régime moteur de votre véhicule.

Ce type de bruit est dû aux courants électriques qui circulent dans la carrosserie d’un véhicule et dans les connexions des composants audio. Lorsqu’il y a une différence de potentiel électrique en 2 ou plusieurs points du système, une petite différence de tension peut exister.

Les amplificateurs automobiles modernes comprennent des circuits permettant de pratiquement éliminer ce phénomène dans les installations typiques.

Croisements

Diagramme montrant comment fonctionnent les croisements de haut-parleurs (passifs) comme ceux des systèmes de haut-parleurs à 2 voies. Les filtres sont une caractéristique merveilleuse qui peut prévenir les dommages potentiels aux enceintes. Ils aident également à prévenir la distorsion et permettent de faire fonctionner les enceintes à des volumes plus élevés avec un son clair. Ils sont une sorte de filtre car ils empêchent les sons indésirables d’atteindre les enceintes que vous utilisez. Les crossovers électroniques dans les amplis remplissent la même fonction mais sans les grands composants comme les inductances et les condensateurs.

Les crossovers sont une grande fonctionnalité fournie par les amplis de voiture d’aujourd’hui. La plupart de ceux qui sont vendus aujourd’hui comprennent un circuit de croisement électronique dans les étages frontaux (d’entrée) de l’ampli.

Les croisements électroniques offrent un moyen peu coûteux et peu encombrant d’envoyer uniquement les basses ou uniquement les sons supérieurs à un haut-parleur, selon les besoins. Par exemple, pour piloter des subwoofers, l’utilisation du filtre passe-bas d’un ampli bloquera tout sauf les basses. De même, vous pouvez bloquer les basses des petites enceintes en utilisant la fonction passe-haut.

Cela offre un moyen de piloter des enceintes avec beaucoup plus de clarté et de volume que vous ne pourriez le faire autrement.

Gain de l’amplificateur

Comme son nom l’indique, les amplificateurs fonctionnent en amplifiant un signal d’entrée provenant d’une stéréo. Comme il n’y a pas de tension de signal maximale standard utilisée par les différentes chaînes stéréo, un réglage du gain est nécessaire.

Le réglage du gain d’un amplificateur permet de mieux faire correspondre le niveau de sortie des enceintes au niveau du signal d’entrée. C’est aussi un moyen de réduire le bruit car certains autoradios ont de bons et forts signaux de sortie. Dans ce cas, le niveau de gain d’un ampli peut être réduit et le niveau de bruit (sifflement de fond) de l’ampli sera très faible.

Le gain est une caractéristique incroyablement importante et la base de tous les amplificateurs dans le monde électronique.

Tout type d’ampli, des amplis de voiture aux stéréos de salon et même les équipements DJ de salon ont un gain qui amplifie le signal. Cependant, ils doivent être réglés correctement.

Sections de l’amplificateur et étages de sortie

Illustration simplifiée des étages d’amplification et de sortie que la plupart des amplis de voiture utilisent. Un ampli de voiture possède de grands transistors de sortie capables de gérer de grandes quantités de courant. Ils sont alimentés par l’alimentation à découpage et pilotent le haut-parleur. Ils sont contrôlés par certains composants plus petits nécessaires pour diviser le signal audio en moitiés positives et négatives.

Les amplificateurs de voiture (comme on le voit dans l’image précédente que j’ai fournie) ont une section dédiée au pilotage des haut-parleurs. Ces sections contiennent de petits composants tels que des transistors miniatures qui divisent le signal audio en deux moitiés.

Ces signaux sont ensuite utilisés pour piloter des transistors plus grands et plus puissants depuis la sortie de l’alimentation à tension plus élevée vers le haut-parleur.

Ce faisant, le signal musical est amplifié et le haut-parleur est maintenant capable de recevoir un signal beaucoup plus puissant. Le haut-parleur est piloté par une forme d’onde identique mais beaucoup plus grande à partir du signal d’entrée reçu d’un autoradio.

Que sont les canaux sur un amplificateur ?

Les canaux sont des chemins audio indépendants qui sont utilisés pour créer une sortie sonore à partir d’un amplificateur. Dans les enregistrements stéréo, ce sont des sources audio gauche et droite qui diffèrent et fournissent un son audio gauche vs droit.

Les canaux audio gauche et droit sont des sorties séparées d’un autoradio ou d’une autre source.

Ils sont utilisés pour donner un son plus complet et plus réaliste lors de l’écoute. En outre, certaines chaînes stéréo fournissent des paires de sorties avant et arrière, bien qu’il s’agisse simplement des mêmes signaux fournis pour piloter une paire supplémentaire de haut-parleurs à l’arrière.

Dans la plupart des amplis de voiture d’aujourd’hui, les canaux de l’amplificateur peuvent être « pontés ». Cela signifie que 2 canaux peuvent fonctionner ensemble pour piloter un ou plusieurs haut-parleurs et donc offrir plus de puissance qu’un canal seul.

Connexions et commandes typiques d’un amplificateur de voiture

Indiqué : la plupart des amplificateurs de voiture ont des connexions et des commandes très similaires, avec des connexions d’alimentation et des sorties de haut-parleurs à une extrémité. Les entrées audio et les commandes de gain se trouvent généralement à l’autre extrémité. Cet ampli Crunch PD2000.4 4 canaux est un bon exemple d’amplificateur typique. Il comprend des entrées de niveau haut-parleur (étiquetées comme « Hi Input », image du haut, connecteurs blancs).

La plupart des amplificateurs de voiture, qu’ils soient chers ou à prix budget, sont très similaires dans leur configuration. En général, les connexions d’alimentation parlantes sont câblées à une extrémité (image du bas) et les connecteurs RCA et autres commandes sont à l’autre extrémité (image du haut).

Dans l’image du haut, vous pouvez voir les cadrans de croisement réglables et les commutateurs pour les activer. Le point auquel certaines plages musicales sont bloquées, appelé la fréquence de coupure, sont utilisées est réglable dans ce cas par l’utilisateur.

Dans d’autres modèles, c’est un réglage fixe actionné par un commutateur.

Connexions d’alimentation

Connexions d’alimentation et de haut-parleurs sur un amplificateur de voiture GM-D9605 de Pioneer.

Les connexions d’alimentation sont généralement réalisées à l’aide de fils de cuivre et de connecteurs de plus gros calibre, souvent inclus dans un kit de câblage d’ampli. Les câbles RCA sont utilisés pour connecter l’amplificateur aux sorties de signal audio de l’unité principale à partir de laquelle la musique est jouée.

Notez que pour ponter 2 canaux sur l’ampli et fournir plus de puissance comme un seul canal, ils sont connectés d’une manière particulière. L’image du bas ci-dessus montre la polarité et les connexions de câblage nécessaires. Elles sont marquées « Bridged » comme vous pouvez le voir.

En mode ponté, un canal fournit la connexion positive du haut-parleur et l’autre fournit la négative.

Entrées de niveau haut-parleur

Harnais d’entrée de niveau haut-parleur pour un amplificateur de voiture. Les sorties haut-parleurs d’une stéréo d’usine ou autre sont connectées au câblage puis se branchent sur un connecteur de l’ampli. Les signaux de haut niveau sont convertis en signaux de bas niveau similaires aux entrées RCA.

Pour les stéréos installées en usine, les prises RCA ne sont généralement pas disponibles. Dans ce cas, les entrées de niveau haut-parleur (également appelées « haut niveau »), si elles sont disponibles, peuvent être utilisées. Celles-ci prennent le signal de niveau haut-parleur à tension plus élevée directement à partir du câblage du haut-parleur et le réduisent à un niveau plus petit que l’amplificateur peut utiliser.

L’autre option est d’utiliser un adaptateur de niveau haut-parleur pour faire la même chose.

Comment les amplis de voiture sont installés

Une installation typique pour un amplificateur de voiture. Les fils d’alimentation de gros calibre sont connectés aux bornes d’alimentation et fixés à l’aide de vis. Le câblage des haut-parleurs est connecté de manière similaire. Après l’installation, le système de sonorisation est testé et le contrôle de gain et les filtres de l’ampli sont ajustés si nécessaire.

Pour fonctionner correctement, les amplificateurs de voiture doivent être installés avec une taille et un type de fil suffisants. La raison la plus importante est que le câblage d’origine d’un véhicule ne peut pas gérer les demandes de courant élevé d’un amplificateur.

Par exemple, certains amplis de voiture pourraient tirer jusqu’à 50 ampères à haut volume ou lors de l’utilisation très intense des subwoofers. Le câblage d’usine n’est pas prévu pour ce genre de demandes et une perte de tension (et par conséquent, de puissance) vers l’amplificateur se produirait. Par conséquent, nous acheminons un câble d’alimentation suffisamment large vers la batterie et nous nous assurons qu’une bonne connexion électrique propre est effectuée.

Un fusible suffisamment calibré, maintenu dans un porte-fusible, protège le câble d’alimentation positif. Si un problème comme un court-circuit se produit, le fusible sauterait et protégerait contre la provocation d’un incendie.

Il existe plusieurs connexions de câblage utilisées sur tous les amplificateurs de voiture :

1. Un fil d’alimentation fusible de gros calibre vers la batterie (+12V)
2. Connexion négative à la « masse » : borne négative de la batterie ou carrosserie métallique de la voiture
3. Fil de rappel pour allumer et éteindre l’ampli avec la stéréo ou le commutateur d’allumage
4. Signaux d’entrée audio : Câbles RCA ou entrées au niveau du haut-parleur
5. Connexions du câblage du haut-parleur

Heureusement, ce câblage est souvent facilement trouvé préemballé et prêt à l’emploi en achetant un kit de câblage d’amplificateur.

Voici un diagramme que j’ai créé pour aider à mieux expliquer visuellement comment un ampli de voiture est généralement installé. Ii montre l’une des utilisations les plus courantes d’un amplificateur de voiture : l’ajout d’un caisson de basse pour avoir de grandes basses.

Diagramme d’installation d’un amplificateur de voiture

Comment les amplificateurs de voiture sont-ils bénéfiques ?

Les amplificateurs d’aujourd’hui peuvent alimenter tout un système stéréo de voiture avec un excellent son et une grande puissance. Certains comme cet excellent modèle Alpine MRV-F300 4 canaux sont très compacts et peuvent être installés sous un siège. Un bon amplificateur fournit plusieurs fois la puissance d’un autoradio moyen. De plus, ils ont un son beaucoup plus clair et plus net.

Les amplificateurs de voiture présentent de nombreux avantages, tout en étant une nécessité dans certains cas. Les autoradios typiques, même aujourd’hui, ne peuvent produire qu’environ 15 à 18 watts de puissance par canal au maximum.

À des volumes plus élevés et lorsqu’on tente de piloter des haut-parleurs qui ont besoin de plus de puissance, le son d’une stéréo devient déformé et terrible. Piloter des haut-parleurs avec un volume plus élevé est fondamentalement impossible avec seulement une stéréo de voiture.

C’est là qu’un amplificateur de voiture entre en jeu.

Les amplis de voiture offrent un bien meilleur son, en particulier pour la musique lourde en basses. Il y a aussi certaines situations particulières où ils sont la seule option pour améliorer le son dans un véhicule :

• Systèmes stéréo d’usine sans woofer
• Amplificateurs installés en usine qui sont morts ou faibles
• Le désir d’un son puissant, son clair lors de l’écoute de musique de qualité supérieure
• Propriétaires de véhicules qui veulent un volume élevé
• Propriétaires de bateaux et d’autres véhicules d’extérieur (les véhicules d’extérieur ont besoin d’une puissance supplémentaire pour un meilleur son)

Avantages supplémentaires

Comme je l’ai mentionné précédemment, beaucoup offrent des fonctionnalités telles que des crossovers intégrés qui peuvent empêcher la distorsion et vous permettre de faire jouer les haut-parleurs à des volumes plus élevés avec une clarté améliorée. Les systèmes d’usine ne peuvent normalement pas le faire et le son se « casse » tôt lorsqu’on monte à des volumes plus élevés.

L’installation d’un amplificateur du marché secondaire résout ce problème et permet un meilleur contrôle de votre système audio. En outre, un système peut facilement être étendu pour ajouter un caisson de basse pour les basses manquantes en ajoutant un 2e amplificateur ou en utilisant 2 canaux d’un amplificateur à 4 canaux pour le piloter.

Amplificateurs à 2 canaux contre amplificateurs à 4 canaux – quelles sont les différences ?

Pensez aux amplificateurs à 4 canaux comme une extension d’un modèle à 2 canaux. Ils ajoutent 2 canaux de puissance aux enceintes mais sont souvent plus compacts que deux amplis séparés.

Les amplificateurs à 4 canaux sont presque identiques aux modèles à 2 canaux. Cependant, ils présentent quelques différences et, dans certaines situations, sont plus avantageux.

Les amplificateurs à 4 canaux se distinguent principalement par leur conception : ils disposent de 2 canaux supplémentaires pour ajouter d’autres enceintes.

Il y a plusieurs avantages à utiliser un 4 canaux au lieu d’un seul ampli à 2 canaux :

• Vous pouvez piloter les enceintes avant et arrière
• Piloter les enceintes avant à large bande et utiliser les canaux 3 et 4 pour les subwoofers
• Ils sont généralement plus compacts que 2 amplis stéréo séparés

La plupart des amplificateurs à 4 canaux d’aujourd’hui sont également pontables, ils sont donc très flexibles dans la façon dont ils peuvent être utilisés. C’est-à-dire que vous n’êtes pas limité à les utiliser pour seulement 2 haut-parleurs ou plus : vous pouvez utiliser 4, 2, ou même 3 canaux selon l’utilisation de la fonction de pontage.

Sommaire

Hpérement, vous avez appris ce que vous aviez besoin de savoir sur les amplificateurs de voiture. Voici les choses fondamentales à retenir :

• Les amplificateurs de voiture amplifient un petit signal en un signal plus important qui peut piloter les haut-parleurs
• Ils sont utilisés pour résoudre de nombreux problèmes audio de la voiture et améliorer le son
• Les autoradios ne peuvent pas fournir une puissance de sortie élevée comme un amplificateur peut le faire

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Vous pensez à connecter un ampli aux enceintes avant et arrière ? Consultez mon guide sur la façon de brancher un ampli aux haut-parleurs avant et arrière.

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