prec CHOUR - Amplificateur triphonique suiv

face avant

Appareil : Amplificateur triphonique (v2)
Date : 2013
Marque : personnelle
Puissance : 3x70W
Coupure : 100Hz
Entrées : 4 haut niveau
Sorties : 2 médium-Aigu, 1 grave
Autres caractéristiques : conforme aux caractéristiques du TDA7294/7293

La triphonie présente de nombreux avantages par rapport à la classique stéréophonie. Le plus important est celui lié à l'encombrement :

Triphonie ?

Avant de développer ce point, rappelons ce qu'est la triphonie : l'oreille humaine n'est pas sensible à la stéréophonie dans les basses fréquences. La triphonie consiste donc à reproduire les 100 premiers Hertz (hypothèse retenue ici. En général, on considère qu'il ne faut pas dépasser 120 à 150Hz) dans un seul caisson et le reste dans deux enceintes classiques (100Hz à 20kHz). Pour des raisons pratiques et de performance, le filtrage doit être réalisé de façon active ce qui implique 3 amplificateurs : 2 pour la partie stéréophonique et 1 pour les graves. Attention, il est impératif que le filtre actif coupe les médium-aigus à 100Hz (filtre passe-haut) et coupe les graves à 100Hz (filtre passe-bas).

Triphonie vs 2.1

La triphonie est-elle équivalente à un système 2.1 ? Pas nécessairement. Ce qui caractérise la triphonie est la présence d'un filtre actif passe bas (présent dans un système 2.1) et passe haut. Ce dernier n'est pas nécessairement présent en 2.1. En effet, la sortie destinée aux graves d'un ampli 2.1 n'est souvent conçue que pour renforcer les graves des enceintes stéréo mais celles-ci ne sont pas nécessairement filtrées. Il vous faut alors des enceintes stéréo en mesure de soutenir l'intégralité de la puissance en basse fréquence ce qui implique un certain encombrement. Vous perdez ainsi l'avantage d'un vrai système triphonique. A noter que je n'ai pas trouvé d'équivalent de "triphonie" en anglais. C'est le terme "2.1" qui est utilisé avec l'ambiguité que je viens de décrire : avec ou sans filtre passe haut, point qui n'est pas toujours précisé.

Enceintes

Dans un système triphonique, les enceinte stéréophoniques destinées au médium-aigus peuvent être des modèles pour bibliothèque. On en fait de très bonnes, équipées de HP de 13 ou mieux, de 17cm pour les médiums-graves. L'important est qu'elles puissent reproduire correctement les sons à partir de 100Hz ce qui est toujours le cas.

L'enceinte grave peut avoir une forme quelconque. Dans les années 1970, 3A proposait une enceinte grave intégrée dans une table basse de salon. Si l'encombrement est un critère important, vous pourrez opter pour une enceinte à charge symétrique que la vidéo-domestique a re-popularisé à la fin des années 1990 (avant, c'était plutôt une spécialité d'Elipson en Hi-Fi).

Sinon, vous pourrez choisir une classique bass-reflex mais vous n'en aurez qu'une !

Réalisation

Malheureusement, l'offre (en 2013) de matériels triphoniques de salon n'est pas importante. On trouve quelques chaines intégrées bas de gamme vendues avec les enceintes (bas de gamme aussi). Sinon, il faut se retourner vers du matériel de sonorisation plutôt encombrant.

Mais depuis la fin des années 1990, construire un amplificateur dont les performances auraient fait baver d'envie un audiophile des années 1970 est devenu chose aisée. La construction d'une chaine Hi-Fi s'assimile depuis cette époque à un jeu de Lego dont ont peut choisir et assembler les éléments en fonction des performances recherchées, le tout, pour un coùt modeste, si l'on ne considère que la partie électronique.

L'amplificateur présenté ci-dessous (fabrication personnelle) utilise des sous-ensembles provenant de diverses sources :

Le coùt global pour une telle réalisation, si l'on doit tout acheter, est de l'ordre de 250€.

Le schéma de càblage du Lego est visible ci-dessous.

Je me garderai bien de donner mes impressions sur les mérites et qualités de cet amplificateur. Il y a ceux qui n'aiment pas le TDA7294 et ceux qui le trouvent satisfaisant. Je fais partie de ces derniers. J'ai réalisé plusieurs amplificateurs dont un 6x70W pour la vidéo domestique qui ma foi, donne (presque) entière satisfaction. Le presque vient d'une difficulté systématique que j'ai eu avec ces différentes versions et qui est la sensibilité aux bruits ambiants. Je ne me rappelle pas avoir eu de tels problèmes avec d'autres réalisations que j'ai pu faire en montage discret (transistors).

Dans le cas présent, j'ai eu ce problème à régler ce qui m'amène à donner quelques indications sur la façon dont je l'ai résolu

Quelques conseils de montages

Il n'y a rien de très nouveau dans ce que je décris ci-dessous mais c'est un retour d'expérience qui pourra s'avérer utile à ceux qui montent cet amplificateur ou un autre

La version stéréo (sans le filtre actif) s'est avérée remarquablement silencieuse. Les ennuis ont commencé lorsque j'ai installé le filtre. Le résultat a été un fort bruit à 100Hz même au repos.

Dans un premier temps, j'ai soupçonné la conception du circuit imprimé du filtre. Vous remarquerez que les lignes d'alimentation forment un très beau cadre (voir l'article) qui m'ont laissé penser que je captais tous les rayonnements proches. J'ai fait un boîtier métallique (merci Delacre, j'ai utilisé un fond de boîte de gàteau, très facile à découper et à souder) pour blinder le filtre ce qui n'a rien changé. J'ai fini par supprimer ce blindage qui me prenait de la place.

En fait, j'aurai du m'en douter. S'il y avait eu une sensibilité au bruit ambiant, j'aurai également dù capter du 50Hz ce qui n'était pas le cas.

Le problème venait, comme d'habitude, du circuit de distribution des masses.

Plutôt que de partir dans une longue explication, lisez le tutorial de born2bewire (en anglais) ou sa traduction française et allez faire un tour sur la page traitant de la réparation des amplificateurs.

Dans le cas présent, il y a néanmoins une difficulté : Du fait de la présence de deux alimentations (et même trois si l'on considère l'alimentation +/- 15 volts du filtre actif), il y a un risque de créer une boucle de masse entre l'entrée de l'amplificateur médium-aigu et l'entrée de l'amplificateur grave. Lorsque l'entrée de ce dernier n'est pas connectée, il n'y a aucun bourdonnement sur l'amplificateur médium-aigu. Lorsque l'on connecte l'entrée de l'amplificateur grave, il y a deux cas possibles. Soit on ne connecte pas la masse de l'entrée et dans ce cas, il y a un léger bourdonnement dans l'enceinte grave, soit on connecte cette masse et il y alors un léger bourdonnement dans les enceintes médium-aigu mais il n'y a plus de bourdonnement dans l'enceinte grave. Finalement, j'ai connecté la masse de l'entrée de cet amplificateur à la masse de l'entrée de l'amplificateur médium-aigu. Le compromis est acceptable : il n'y a quasiment aucun bourdonnement dans les enceintes.

Mais le quasiment me gènait. J'ai donc adopté une solution définitive en mettant un transformateur de liaison (de récupération Lundahl quand même) en entrée de l'amplificateur grave. Il n'y a plus de bourdonnement (évidemment, c'est fait pour !). Je n'ai pas trop regardé du coté des impédances. Ce que je peux dire, c'est qu'à l'oscilloscope, on ne voit pas de différence entre l'entrée et la sortie aux basses fréquences. C'est donc la solution que je préconise.

Mesures

Les mesures au distortiomètre HP à 1000Hz restent inférieures à 0,1% juste avant l'écrêtage.

Améliorations possibles

Une première amélioration consiste à supprimer le transformateur 2x15V et de fournir le 2x25V à la platine d'alimentation stabilisée 2x15V. En effet, la consommation du filtre et de la sélection des entrées est faible (moins de 100mA). La dissipation des régulateurs ne dépassera pas 2W ce qui se gère très bien avec un petit radiateur. Intérêt : gain de coût (un transfo de moins), facilité de câblage et élimination d'une boucle de masse potentielle.

Une autre amélioration plus discutable consiste à utiliser un montage en pont pour les graves. On bénéficie ainsi d'une puissance de 140W au lieu de 70W ce qui est plus cohérent avec la puissance disponible sur la sortie stéréo (2x70W). Par contre, ça oblige à avoir un transformateur d'alimentation plus puissant.

mai/juin 2013

interieur
Intérieur de l'amplificateur (prototype V1).
La version 2 ci-dessous diffère un peu par le choix de la platine grave, par l'interconnexion des différentes platines (dans la version 1, il y a une boucle de masse) et par l'ajout d'un transformateur de liaison.
interieur

arriere
Face arrière de l'amplificateur

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