Ampli casque a tubes

Ampli casque à tube OTL

Ce montage qui ne devait être qu'une expérience, m'a finalement tellement plus que j'ai décidé de le mettre en ligne.

Le travail n'a pas été pour moi vraiment créatif, car j'ai utilisé un schéma disponible sur l'excellent site de Jogis.

L'article de base qui m'a donné envie de faire cet engin est ici

Il s'agit d'un ampli de type OTL (Output Transformer Less), c'est a dire sans transformateur de sortie. L'avantage est que c'est donc plus facile à construire (enfin pour celui la en tout cas, parce que si on veut faire un 2 x 100W c'est une autre paire de manche), et qu'on a une excellente bande passante en sortie. L'inconvénient est juste l'adaptation d'impédance vu qu'il n'y a plus de transformateur pour le faire. Donc en général, ce genre d'ampli, quand il est simple, est plus adapté à des casques genre 600 ohms d'impédance qu'à des casques genre pour baladeur.

Pour celui ci, je l'ai testé avec 2 types de casque.

Un DENON HP-1000 qui est un excellent casque de type fermé, qui descend très bas dans les graves. Il a une impédance d'environ 32 ohms

Et un autre que j'utilisais dans mon petit home studio qui est un AKG-240 Monitor. Ce casque est de type ouvert, avec une très bonne bande passante. Il a une impédance de 600 ohms et nécessite donc en tant normal une puissance un peu plus importante pour se faire plaisir. Il descend moins bas dans le grave que le DENON, mais il est un cran en dessous au niveau gamme de prix. Il est par contre extrêmement confortable, avec un système d'adaptation des oreillettes qui se fait automatiquement quelque soit votre morphologie.

Le schéma

Voici le schéma de l'engin.

On utilise une ECC82 en préamplification, et 2 lampes ECC88 pour la sortie. J'ai utilisé directement ce schéma, j'ai juste rajouté de bonne capas de 100nf en parallèle sur celles de grandes valeurs installées au niveau des cathodes

Concernant la puissance de sortie en fonction de l'impédance des casques voici un petit tableau récupéré sur le site de Jogis.

Qu'on ne s'y trompe pas, même avec 10mW en 32 ohms (ce qui parait peu puissant), avec un casque de bonne qualité, vous ne pousserez pas l'ampli dans ses derniers retranchement, loin de la.

Au début, j'ai fait le montage sur une platine d'essai et l'alimentation filaments / HT était fournie par l'excellente alim IP-17 d'Heathkit.

Premier constat, quasiment pas de ronflette. Un peu quand même mais vraiment pas beaucoup. Comme cela ne pouvait pas venir de la partie HT compte tenu du type d'alimentation utilisée, je me suis demandé si ca ne venait pas du coté filament. J'ai donc mis 2 résistances de 100ohms/2W en série et le tout en parallèle sur l'alim filament. Le point milieu des résistances a été réliée à la masse. Le petit résidu de ronflette bien que faible étant toujours là, j'ai décidé de blinder la préamplificatrice ECC82 et la, disparition totale de la ronflette. J'ai mis un oscillo à la sortie, le niveau de 50hz est anecdotique et totalement inaudible au casque.

Première conclusion, bien blinder la ECC82

Deuxième conclusion, pas la peine dans un premier temps (j'ai quand même essayé pour voir) de faire une alimentation continue et stabilisée des filaments. Comme je le disais, j'ai quand même fait l'essai avec une alim continu stabilisée. Ca n'apporte rien, enfin en tout cas sur ce montage la.

Le montage donnant entière satisfaction sur la platine d'essai, j'ai décidé de le construire pour de vrai.

Il me fallait donc une alimentation.

L'alimentation

J'ai fait dans le classique (j'ai juste pris 2 transfos différents pour le filaments et la HT, parce que j'en avais sous la main mais ce n'est pas un design particulier. En fait, le boitier que je voulais utiliser n'était pas assez épais pour contenir les transfos de postes que j'ai en réserve.

Pour la HT, j'ai pris un petit transfo d'isolement de 30VA de chez conrad. Ces transfos donnent une tension assez importante en sortie, pas loin de 140V au lieu des 115V prévu, même en charge,bizarrerie. Mais ca m'arrange ici donc c'est impeccable...

Le redressement est confié à 4 diodes 1N4007 montées en pont et nous avons un premier filtrage de 0,5mf afin de ne pas faire monter trop la tension continue et de faire un premier filtrage grossier avant la self. Ensuite nous avons une self de 10 henrys 50mA, un autre filtrage de 410mf constitué de 2 capas de 820mf/250V monté en série avec des 470K en // dessus pour équilibrer les tensions. Ensuite nous avons de nouveau une self de 10 henrys et un filtrage un peu plus musclé de 750mf constitué de 2 capas de 1500mf/200V en série. Arrivé la, une fois le montage branché nous avons 205V (au lieu des 200V..) c'est pil poil ce que je voulais pour les ECC88.

Une résistance de 68K constitue une sorte de résistance bleeder afin de finir de décharger les capas quand le montage est arrêté ou inopérant.

Ensuite, j'ai mis une 3,3K pour descendre la tension d'une quinzaine de volt afin d'avoir les 185V requis pour la préamplificatrice. Arrivé ici nous avons 100mf de filtrage en // avec 100nf. Bon, 100mf c'est un peu grassouillet, je pense que c'est un peu du luxe et que 10mf ou 22mf aurait pu être suffisant, mais bon, va pour 100mf, j'en ai en stock...

Voila le schéma de l'alim

J'ai découpé le montages en 4 modules.

Les modules

A gauche du chassis le module alimentation, avec ses 2 transformateurs pour l'alimentation des filaments et l'alimentation HT, le redressement et le premier filtrage de 0,5mf

A l'opposé sur la droite le module de filtrage avec les condensateurs et les 2 selfs.

Au milieu et au fond le module principal de l'ampli.

Comme on le voit, tout a été intégré dans un coffret métallique. La première raison est que je trouvais ca pratique. La deuxième est bien évidemment le blindage.

Tout se trouve dans ce boitier.

Devant, nous avons les 2 potentiomètres et les 3 supports de tubes. La lampes du haut qui est blindée, est la ECC82 et les deux autres de part et d'autre sont les 2 ECC88.
Sur les coté les arrivées d'alimentations, la sortie casque.
Sur l'arrière, les entrées cinch et dedans évidemment, toute l'électronique prévu sur le schéma en dehors des résistances et condensateurs de sortie.

Avec ce système de boitier, cela me permet d'avoir un montage très compact et de diminuer au maximum de longeur toutes les liaisons bas niveau.

En effet, les potentiomètres sont à 5cm des grilles de la ECC82 et les entrées cinch, très proches des potentiomètres.

J'ai mis des rallonges d'axe pour manoeuvrer les potentiomètres depuis la facade, nous verrons ca plus loin.

Enfin, nous avons le dernier module, très simple, qui est constitué principalement des 2 grosses capacités de sortie. Par rapport au schéma, je n'ai pas mis 470mf, mais 820mf.

Une amélioration possible, serait d'installer un dispositif de protection à cet endroit, capable de détecter un courant continu à la sortie si les capas venaient à claquer et de couper la sortie casque afin de ne pas le bousiller (et de ne pas se prendre pas loin de 100V dans les oreilles !!!). Bon, je reste confiant, j'ai mis des gros bestiaux, on va dire qu'ils vont tenir :-)

Maintenant, il reste à monter tout ces petits modules dans une boite. Comme d'habitude, j'ai fait dans la récup ! J'avais un jour démonté un égaliseur 10 bandes stéréo et j'avais mis de coté le boitier. J'ai découpé une fenêtre sur le dessus, histoire d'aérer un peu les entrailles. Les transformateurs, selfs et même résistances chutrices, ne chauffent pas beaucoup. Par contre les lampes, c'est une autres histoire. La ECC82 passe encore mais les 2 lampes ECC88 chauffent vraiment beaucoup et nécessitent d'être aérées. J'ai donc découpé cette fenêtre et j'ai souder par le dessous, un grillage métallique aux mailles assez fines. L'ensemble a été repeint en noir brillant, avec 2 couches de vernis à la bombe par dessus. Pour le reste, j'ai fait un habillage en bois, (je ne suis pas un ébéniste et ca se voit, mais bon, c'est pas encore trop mal...), avec une planche de chêne découpée en 3, une partie devant, et une de chaque coté. Les cotés sont collés sur la face avant.

Comme cet habillage en bois fait le tour du boitier, il est fixé par 4 vis (2 du coté droit et 2 du coté gauche) au chassis métallique.

J'ai creusé sur 3mm de profondeur, des trous pour que les boutons de potentiomètres soient un peu incrustés dans la facade

Ensuite, un trou de 8mm a été percé au centre pour y mettre les guides d'axes et par ceux ci passent 2 tiges en laiton de 6mm qui vont être réliées aux potentiomètres au fond du boitier, constituant ainsi 2 ralonges d'axe.

A gauche et à droite, un trou de 28mm ont été creusés et j'ai fixé des plaques en aluminium par l'arrière. Sur la plaque de gauche se trouve le bouton marche/arrêt avec une led en son centre (A ce propos, cela ne figure pas sur le schéma, ni sur la photo de la platine d'alimentation, mais j'ai rajouté une diode 1N4007 en série avec une résistance afin d'avoir une tension continue pour alimenter la LED. La tension alternative de base est bien sur prise sur l'alimentation filament)

A droite, même principe, nous avons une plaque en aluminium avec en son centre, la prise jack femelles qui permettra de relier le casque aux condensateurs de sorties

Quelques photos de l'engin...

Voila le bestiau vu de l'intérieur

Et quelques photos de l'extérieur complètement monté.

Voila, j'ai eu beaucoup de plaisir à monter cet appareil, car c'était plutot facile et le son est vraiment impressionnant de qualité. Je pensais qu'avec un casque de 32 ohms il se mettrait à genoux et bien pas du tout il y a de quoi se faire péter les oreilles (cela dit, mon casque denon est très sensible, il faudrait voir avec un autre). Avec le 600 ohms ca fonctionne très bien mais ce n'est pas surprenant. J'ai effectué quelques mesures pour vérifier ce que ca donnait.

Les mesures

Voici comment j'ai effectué les mesures.

J'ai utilisé un generateur Metrix qui couvre une gamme de 15hz à 150khz, que j'ai relié à l'entrée de l'amplificateur

Ensuite j'ai effectué des mesures avec 300mv à l'entrée puis 2V.

Pour chacune de ces 2 tensions, j'ai mis des résistances non inductives de 32 ohms puis 600 ohms, afin de simuler les charges de mes casques.

Au borne d'une des 2 résistances, j'ai mis un millivolmètre philips qui comportait une graduation en dB. Ce millivolmètre passe tout de 10hz à 2Mhz.

J'ai mis un multimètre numérique qui monte à 5mhz, sur l'entrée, afin de m'assurer que le niveau de sortie du générateur HF ne variait pas en fonction de la fréquence et je pouvait ratrapper les différences avec le boutons de niveau de sortie du générateur HF afin d'avoir toujours 300mv en entrée de mon ampli ou 2V.

J'ai pris comme référence de départ 1Khz.

J'ai injecté 300mv à une fréquence de 1Khz dans l'entrée de l'ampli et j'ai réglé le gain de l'ampli pour avoir 0dB sur mon millivoltmètre. Ensuite, je ne touche plus au bouton de gain de l'ampli. J'ai balayé toutes les fréquences de 15hz à 150Khz et j'ai noté les variations de niveau en dB. Voici les résultats.

Fichier excel

On voit bien que cet ampli est plutot droit au niveau de la réponse en fréquence, mais cela n'a rien d'étonnant, car il reste simple et n'a pas beaucoup d'éléments. Avec 300mV en entrée, et une charge de 33 ohms, on note que le niveau de sortie reste entre + ou - 0,5dB entre 40hz et 30 000 hz. On note une chute progressive dans les extrêmes graves mais cela reste ne représente que 1 dB à 20hz, et si ca se trouve j'arrive dans les limites de mon millivoltmètre alternatif, et ne peux pas garantir que celui si soit encore bien droit à 20hz compte tenu de son age.

J'ai mis les composants les plus corrects que j'avais en stock mais sans que ca soit des composants de folie, genre condo de liaison à 15 euros papier huilé à la graisse de hérisson ou trucs dans le genre que je ne possède pas de toutes facons...

Prochainement, si je peux, je mettrais la courbe pour qu'on se rende mieux compte.

Voila, j'espère que je vous ai pas trop saoulé avec mon baratin

Longue vie à la TSF et aux bidouilles à tubes, nous vivons une époque moderne :-)