Conception pédagogique d'un petit préampli micro pour pas cher du tout du tout !!

Citation de : Phil29

Citation :

 la chaleur des lampes

   encore un mythe  qui a la vie dure ...

 Je ne souhaite pas créer un conflit Phil29, j'imagine que tu as beaucoup d'expérience dans l'électronique audio, et la faire partager ici est une bonne idée. En revanche les petites phrases assassines, lancées comme ça..... ça fait rien avancer pour personnes, c'est très loin de la pédagogie annoncée sur ce sujet. Je t'invite à argumenter et expliquer clairement pour tous ce que tu veux dire, et non pas balancer des affirmations qu'il faudrait prendre pour LA VERITE juste par que tu as de l'expérience.

La question de la chaleur des lampes est un vrai débat qui peut avoir lieu, et on peut en parler ici dans une certaine mesure, si on souhaite transposer mon projet de petit préamp en le montant avec des lampes. Je suis d'accord avec toi qu'on associe trop vite "chaleur" avec "lampe". Que certains montage à lampe sont plus transparents que certain à transistor, etc... nous savons cela par coeur. Mais le débutant (un peu le public visé par ce sujet....) a tout de même besoin de comprendre que par exemple une lampe bien polarisée, si elle est de qualité, peut être un amplificateur très très linéaire. Et que le transformateur aura souvent parfois plus d'impact que l'étage à tube. D'autre part on ne peut pas nier l'existence de différence dans la distorsion produite par un tube ou un transistor....

En bref, pour paraphraser Cyrano de Bergerac, "Ah ! non ! c’est un peu court, jeune homme !
On pouvait dire… Oh ! Dieu !… bien des choses en somme."

Citation de : freestok

Bon, en attendant que les lampes chauffent ....j'ai encore des questions....he oui, le casse pied est de retour

je relance pour les transfo audio, donc un transfo en entrée permet déjà d'augmenter le gain avant d'attaquer les AOP, ça j'ai compris, mais je vois des montages avec transfo en entrée et un transfo en sortie....pour l'entrée ça fait gagner du gain....mais pour le transfo de sortie ?...il sert a quoi puisqu'en sortie de l'AOP le signal est déjà bien préamplifier, est-ce que par hasard ils servirait à faire moins travailler le gain de l'AOP ?

sur le montage de Offenbach avec le NE5xxx, ça donnerait quoi ? en schéma, faudrait t'il revoir toutes les valeurs des résistances et des condo environnant l'AOP ?, ou seulement R1 et R2 qui définissent le gain de l'AOP ?, pour le rapport du transfo jusqu'a combien on peut monter en ratio avant de saturer l'AOP ?....1:2...1:5 ?

Et tant qu'a faire, quel transfo en entrée et quel transfo en sortie, je dis ça parce que je vois que les transfo ne sont jamais les même en entrée et en sortie....utiliser un seul modèle pour les 2 (entrée et sortie) est impossible ?

 Merci pour tes questions qui sont, pour le coup, pile dans le sujet !!!

Alors essayons d'être clair !...

un transformateur ça se représente comme ça :

C'est à dire un enroulement "primaire", et un enroulement "secondaire". Le rapport du nombre de spire entre les 2 enroulements définit le ratio du transformateur.

C'est par induction électromagnétique que de l'énergie se transfère d'un enroulement à l'autre. Il n'y a donc AUCUN contact électrique entre l'entrée et la sortie d'un transfo. Cela nous indique une première utilisation possible d'un transformateur : l'isolation galvanique. Indispensable dans une alimentation secteur pour des questions de sécurité, et très utile dans une machine audio pour éliminer les boucles de masse (je pense que ce point sera abordé plus longuement lors du chapitre sur la gestion des masses).

Il faut bien retenir qu'un transformateur n'agit que lorsque la tension à l'entrée est variable. Ainsi une tension continue appliquée à l'entrée donnera en sortie.... : rien ! En revanche une tension sinusoïdale donnera une réplique de celle-ci, multiplié par le RATIO (rapport du nombre de bobinage primaire/secondaire).

Exemple, on applique 12VAC (AC => courant alternatif) sur le primaire d'un transfo comportant au primaire 100 spires, et au secondaire 200 spires. On mesure alors 24VAC sur le secondaire ! OK jusque là c'est simple ;)

C'est donc la seconde fonction du transformateur : élever ou diminuer une tension variable (si on retourne le transfo, dans mon exemple, on trouvera 6VAC en sortie !)

Ca tombe bien un signal audio est représenté en électronique par une tension qui oscille au rythme des vibrations sonores !!!! Ainsi un transformateur peut "amplifier" ou "diminuer" un signal audio juste avec les bons ratios de bobinages !!

Mais ça se complique un peu quand même ;) En effet on peut pas imaginer qu'un transformateur qui par exemple doublerai la tension d'entrée (ratio 1:2) pourrait "créer", comme ça de rien, sans apport d'énergie extérieure, une tension double capable de fournir un courant ou une puissance égale à la source de départ. Sinon avec une dynamo de vélo on alimente une maison tout entière !!!!!

On sent bien que lorsque la tension va s'élever, on va quand même "perdre" quelque chose dans notre signal.... C'est là qu'entre en jeu les impédances d'entrée et de sortie d'un transfo.

En même temps que la transformation de la tension, l'impédance va aussi subir une transformation, dans le même sens, mais suivant une loi mathématique un poil différente. (On note Z l'impédance).

Zout/Zin = (ratio) ^2

exemple avec un transfo de ratio 1:2 .....

2^2 = 4

Donc l'impédance de sortie sera 4 fois plus grande que celle d'entrée !

Si on entre un niveau ligne à 600 ohms, on aura au secondaire un niveau 2x plus élevée, mais avec une impédance de 2400 ohms. (gain du transfo = +6dB)

pour un transfo d'un ratio 1:5 ça nous fait une impédance de sortie du transfo de 15K, ce qui commence à être sérieusement élevé ! avec un gain en tension de  +14dB.

Ainsi le gain en tension se paye par une augmentation significative de l'impédance en sortie. A contrario, un abaissement du niveau du signal imposera un baisse drastique de l'impédance.

L'impédance.... tout un sujet !!!! La définition simple qu'on peut en donner c'est la transposition de la notion de Résistance (c'est à dire quelque chose qui s'oppose au passage du courant) à un régime alternatif ou variable. Une résistance (le composant....!) applique cette opposition au passage du courant, que celui-ci soit continue, variable, et ce quelle que soit sa fréquence. En revanche un appareil audio, à sa sortie par exemple, possède une résistance interne (entre la sortie et la masse qui sert de référence pour le signal), mais cette résistance n'est pas vraiment l'équivalent d'une simple résistance (composant !). En effet, selon la fréquence du signal dont on parle, la résistance va varier.... !!!! C'est ce que l'on nomme l'impédance, une résistance variable selon la fréquence. 

L'impédance est un concept qui prend toute sa place quand on parle de la liaison entre 2 étages, ou 2 machines, etc... Il s'agit de transférer au mieux le signal entre les 2.

Si on prend une comparaison imagée, je pense que c'est un concept plus accessible !

On peut transfèrer l'énergie en gros selon 3 manières :

On peut considérer 2 poulies A et B. La poulie A est la source, la B reçoit via une courroie le mouvement.

Le ratio correspond au rapport entre le nombre de tour qu'effectue une des poulies par rapport à l'autre. Dans un rapport 1:2, la poulie A fait un tour et la B en fait 2 dans le même temps, on a ainsi élevé la vitesse de rotation. 

En revanche en procédant ainsi on sent bien (ceux qui font du vélo doivent bien sentir dans les montées ;) ) que si l'axe B tourne plus vite, la puissance qu'il est capable de fournir est moindre que celle de la poulie initiale, qui elle tourne moins vite.

Le rapport des vitesse angulaire des 2 poulies est égal au rapport des diamètres des 2 poulies, exactement comme nos tensions et nos bobinages dans les transfos !

qu'en est-il de l'impédance ?

Je ne suis pas un spécialiste des courroies et poulies... mais en gros le couple présent à l'entrée du système va aussi varier sur la sortie selon le rapport de transformation.

Je ne vais pas ici faire un cours entiers sur l'adaptation d'impédance... mais ce qu'il faut retenir c'est qu'en audio, on transfère une tension, et on a ainsi intérêt à ce que l'impédance de sortie d'une machine soit faible, et que celle d'entrée de la machine suivante , soit élevée. Ainsi on transfère l'énergie au mieux pour notre système. On considère qu'un facteur de 10 minimum est nécessaire entre les 2 impédances.

Les transformateurs sont un moyen de modifier à un endroit précis l'impédance dans une liaison.

En entrée d'un préampli micro, le transfo jouera donc les rôles suivants :

- isolation galvanique (élimination de boucle de masse, et découplage du 48V qui ne pourra pas aller du coup vers l'étage d'amplification = pas de condo de liaison pour le 48V)

- modification (élévation en général) du niveau électrique du signal (apport de gain en tension)

- adaptation de l'impédance (on entre en 150 ohms, on en ressort à 2400, 5000, 15000, 50000 selon le transfo....)

- déssymétrisation de la liaison provenant du micro, selon cette connexion :

En sortie, le transfo jouera le rôle suivant :

- apport ou non de gain en tension, parfois abaissement (gain négatif)

- abaissement de la l'impédance pour la liaison niveau ligne si besoin (c'est souvent une des raisons pour laquelle un transfo abaisse le signal en sortie du préamp ! mais ce n'est pas toujours nécessaire, dans ce cas le transfo peut être à gain unitaire 1:1)

- symétrisation de la sortie suivant le câblage suivant :

Pour la question de symétrisation/désymétrisation avec transfo, il faut bien comprendre que ce n'est qu'une question de câblage et de référence du signal. Un transfo n'est ni symétrique, ni assymétrique par définition. C'est la câblage qui le rend d'une sorte ou d'une autre. Ainsi un même transfo peut avoir une entrée symétrique, avec une sortie symétrique, ou bien une entrée asymétrique avec sortie assymétrique, ou toute combinaisons possible !!!

Quant à l'interfacage dans un préamp, le transfo d'entrée en général apporte du gain. C'est idiot de ne pas en apporter à ce stage là, vue que le gain du transfo est clean de tout souffle (ou bruit) contrairement à un étage actif.... Il faut donc veiller principalement à 2 choses qui marchent mains dans la main :

- GAIN : mon 1er étage de gain (+20dB) et désymétrisation devrait être directement remplacé (ainsi que le condensateur de liaison en sortie de cet étage) directement par un transfo avec un ratio 1:10. C'est quand même assez élevé, mais ça devrait fonctionner. On utilise de tels ratio plutôt pour les étages de gain à lampe, mais pourquoi pas tester ici ? Comme l'a dit BigDad, un AOP peut recevoir une source d'une assez haute impédance sans trop de problème.... (après ca va dépendre de comment est conçu l'AOP et on risque d'avoir de plus grande différence de rendu selon les modèles d'AOP).

- IMPEDANCE : répondu juste au-dessus... A savoir qu'il faut que l'étage de gain qui suit puisse travailler à l'impédance de sortie du transfo.

Pour le transfo de sortie, sachant qu'un AOP a déjà une sortie faible impédance, donc capable en théorie de driver (d'apporter assez d'énergie à la liaison) une liaison ligne traditionnelle, il n'y a pas vraiment besoin de modifier cela par le transfo. Ainsi un transfo de sortie 1:1 sera en général utilisé.

Parfois l'étage de sortie (à tube par exemple) sort avec une impédance élevée, dans ce cas un transfo d'un ratio 7:1 ou 10:1 voire 12:1 .... est indispensable pour arriver aux 600 ohms d'une liaison niveau ligne traditionnelle. En revanche un tel transfo va aussi abaisser la tension, le niveau du signal ! c'est à prendre en compte dans les calculs !!!!

Sur ce petit tour d'horizon des transfo, on a considéré les transfos comme parfaits. En réalité c'est loin d'être le cas : en effet quand l'amplitude du signal augmente au bout d'un moment le transfo n'encaisse plus, il sature ! plus le transfo est gros plus le niveau max avant saturation est élevé. Ainsi les transfo de sortie doivent être plus "costaud" que les transfos d'entrée.

Pour répondre à la question, donc, on peut rarement utiliser un même tranfo pour l'entrée ou la sortie. Certain Lundahl ou d'autre très robuste peuvent le faire sans problème, mais un transfo spécifiquement prévue pour l'entrée ne donnera pas grand chose de bien en sortie !

Autre chose encore (il y a de nombreuses pistes à explorer pour les transfos !!!), comme un transfo ne laisse passer qu'un signal variable, et rien quand le signal est continue (fixe quoi....). Qu'en est-il lorsqu'on lui applique un signal carré ? En effet un carré c'est simplement une alternance à intervalle de temps régulier entre 2 tension continues de valeurs symétriques. On comprend vite que le carré va être bien déformé en sortie !!

Il y a là tout un monde extrêmement riche et complexe à découvrir, et je ne peux ni ne prétend rentrer ici dans tous les détails, juste susciter un peu de curiosité et diriger un peu la recherche.... Un transformateur dans un circuit audio n'est jamais totalement neutre... Et souvent la couleur qu'on attribue aux lampe vient en fait des transformateurs !!!

promis on tape pas !! 

Citation :

 donc la résistance est fixe mais l'impédance c'est la même chose sauf que c'est variable en fonction de la fréquence, par exemple 200 ohms à 80Hz et 2000 ohms à 2 kHz ?...sacré bordel !  ...m'enfoi, si c'est une loi physique je n'y peut rien, c'est comme ça, admettons....

 oui !! c'est ainsi et il faut faire avec !! ;)

Citation :

 Rated impedance 150 ohms
Rated load impedance 1 kohms

la sortie de mic est à 150 ohms, et l'impédance conseillée (on va dire mini)  de la charge ("load"), c'est à dire l'entrée du preamp, doit être à 1K, on est pas à x10 comme j'avais indiqué mais pas si loin non plus.

Citation :

 je vais considérer que mon micro à une impédance de 150 ohms, avec un transfo de 1:2, donc on va doubler théoriquement

150 x2 x2 = 600 ?!...donc mon micro de 150 ohms aura une impédance en sortie du transfo de 600 ohms avant d'attaquer l'AOP ?...c'est ça ?...et j'ai déjà un gain de +6dB tout de même ?

 oui c'est exactement ça !!

Citation :

 ça me pose un cas de conscience alors....parce que j'ai lu (je ne sais plus ou) que les AOP n'aiment pas les basse impédances, je ne comprend toujours pas pourquoi d'ailleurs, mais bref, je ne connais pas l'impédance en entrée du NE5xxx (ni la sortie), cette impédance de l'AOP est propre à l'AOP lui même ou elle dépend aussi des composants qui l'entoure et donc la modifie ?...j'éspère que vous me suivez, car j'ai du mal moi même à me suivre, lol.....et donc, à partir de quand on considère qu'une impédance est basse ?...200....300....500 ohms ?, mon micro à 150 ohms pourrait attaquer le préampli sans transfo et sans poser de problème ?....(je ne nomme pas le modèle de mon micro pour ne pas me faire massacrer )

- Ya pas de limite fixe qui dit ça c'est grande impédance, ça c'est basse impédance, etc... C'est toujours une valeur en rapport à une autre. 600 c'est faible en rapport à 10K, 10K c'est faible en rapport à 1M, etc.... le rapport de 10 est en gros l'orde de grandeur qui dit si c'est haut ou faible par rapport à une autre valeur. Comme in travaille souvent avec les mêmes ordres des valeurs, parfois on fait des raccourcis en disant 600 ou 150 ohm c'est de la faible impédances, mais c'est un raccourci de langage !

- l'entrée des AOP. Un AOP possède une entrée en général de haute impédance (ce paramètre est variable selon la constitution de l'AOP mais en gros c'est élevé). Donc pour avoir une bonne transmission entre ce qui précède l'AOP et l'AOP, il faut que la source soit 10X plus faible (en impédance) ou plus tant que c'est pas moins de 10X que l'entrée de l'AOP. Sur la datasheet du NE5532 on voit typical input résistance = 300K (minimum 30K).

Donc tant qu'on est plus faible que 30K (si on considère 300K) ou 3K dans le pire des cas (valeur mini en entrée de l'AOP à 30K) tout va bien. Donc on va dire grosso modo que tant qu'on dépasse pas les 10K on est sûr que tout va bien, au delà ca peut commencer à devenir risqué avec certain AOP, mais ça reste jouable. Au-delà de 30K on peut considérer que la transmission va se dégrader (perte de fréquences, etc...). Avec un transo 1:2 tu n'as donc aucun risques !! disons pour fixer une limite, que 1:10 est le maximum vraiment à utiliser dans le cas général (=+20dB).

Citation :

 - question stupide mais qui traine dans ma tête...ya t'il une impédance idéal pour attaquer un préampli comme celui ci ?...si oui, pourquoi ?

la réponse est en gros juste au dessus ! 

Citation :

 Je sais que je psychote avec cette histoire de transfo, mais mon micro est peu sensible (8 mV/Pa)<== je ne sais d'ailleurs pas ce que cette valeur signifie et pourtant c'est un statique, mais la plupart du temps je doit mettre le gain de ma "M-AUDIO fast track pro" à fond pour l'exploité.... avec....un bruit de fond inssupportable, donc soit le préampli de la M-AUDIO à un gain maxi de seulement 40db (ça expliquerait tout), soit un préampli à transfo est nécéssaire, 

 soit un préampli sans transfo mais de qualité !! c'est vrai que ceux de la FTP que j'ai bcp utilisé dans mes débuts sont limite en gain ! Avec 60dB sous la pédale je peux te dire que ça va te changer !!!

Citation :

- pense tu que le NE5532 pourrait fournir du 62dB sans transfo de manière propre et sans souffle ? 

 Il faudrait expérimenter pour être sûr... mais à mon avis répartir le gain sur 2 ou 3 étages (2 + transfos c'est encore mieux pour le souffle, mais par forcément pour la distorsion.... mais mieux pour la couleurs, enfin ça dépend du transfo..... :) ) est préférable à aller chercher 60 dB voire + sur un seul AOP !!

Citation :

 Pourquoi atténuer l'impédance de sortie ??....ne me tapez pas sur la tête, c'est juste que je ne comprend pas pourquoi...

 parce que si celle-ci est trop élevée, si l'étage d'entée de la machine suivante est pas très élevé au contraire, on est plus dans le rapport x10 minimum évoqué plus haut, et donc risque de dégradation du signal ! en gros pour un liaison niveau ligne on s'aligne sur du 600 ohms en sortie.

Ce qui, par voie de conséquence, implique des entrées lignes dans les 10x600, soit 6000 ohms mini. 10K en impédance d'entrée pour un niveau ligne est en général parfait !

Citation de : BigDadProd

Le transfo d'entrée n'augmente pas le que le gain, il augmente surtout l'impédance d'entrée ! (Sauf dans le cas ou le ratio est de 1:1), Pour faire simple, un transformateur de ratio 1:2 sur lequel on branche par exemple un micro ayant une impédance de sortie de 150 ohms, sur le secondaire du transfo il y auras un impédance de 600 ohms.
Le calcul est très simple Zi*R²=Zo, ou Zi est l'impedance d'entré (par exemple ici un micro ou Zi=150), R est le ratio du transfo (Ici R = 2) et Zo est l'impedance de sortie du transfo, ce n'est pas une formule officiel mais c'est pour simplifier !

Donc le calcul est 150*2²=600

De même il me semble que le gain en db du transfo se calcul par 20*Log(R), donc ici 20*Log(2)= +6db

Le transfo de sortie lui atténue et permet d'abaisser l’impédance (Sauf dans le cas ou le ratio est de 1:1). En gros il s'agit de l'inverse du transfo de sortie soit Zi/R²=Zo et pour le gain -20*Log(R) !

En sortie d'aop on utilise généralement des transfo ayant pour ratio 1:1. En entré je pense qu'on peut y aller vu la haute impédance d'entré des AOP, d’ailleurs si on regarde, les NE5534 n'aime pas les faibles impédances d'entrée genre microphone. Mais pour donner une fourchette je dirait que le transfo d'entre peu se situer entre 1:2 et 1:12, voir plus voir moins celons les montages !

 Pourquoi dis-tu que le NE5534 n'aime pas des faibles impédances en entrée ? un micro à 150R qui rentre dans un 5534 ya aucun soucis d'impédances !  

Pour étayer par l'exemple ce que j'ai indiqué sur les valeurs d'impédances en entrée, tiré du manuel de la FF800 RME :

Entrées lignes à 10K (> 10 x 600 ohms)

Entrée micro à 2K (> 10 x 150 ohms)

Entrée instrument = DI à 470K (donc pas plus de 47K idéalement en sortie de guitare/basse....)