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

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Sujet de la discussion Conception pédagogique d'un petit préampli micro pour pas cher du tout du tout !!

Salut tout le monde !!

 
Je m'aperçois qu'il y a dans les participants et lecteurs de ce forum des gens d'un niveau électronique très variable ! Et c'est tant mieux car on y apprend beaucoup de choses de cette façon !
Moi même il y a quelques années je n'y connaissais quasiment rien. Et j'ai bcp appris en particulier ici.
Alors en discutant avec Babaorum d'un projet peu coûteux qui pourrait l'aider à comprendre quelques fondamentaux d'électronique, j'ai eu l'idée de créer ce sujet autour de la conception d'un petit preampli micro sans grande prétention, mais conçu et expliqué de A à Z.
 
L'idée pour l'instant est de partir sur un montage à base d'amplificateur opérationnel. Ceux ci sont peu coûteux, de mise en œuvre aisée, et donnent s'ils sont correctement mise en œuvre des très bons résultats.
Les points qui seront abordées seront :
- les bases de l'aop (inverseur, non inverseur, différentiel)
- conception d'une petite alimentation symétrique pour alimenter le preampli (redressement, filtrage, régulation).
- des notions sur le gain et l'échelle logarithmique)
- des notions sur l'impédance d'entrée et de sortie, la charge, etc...
- dessin d'une topologie pour le preampli.
- application : conception du schéma.
- mise en œuvre pratique (gestion des masses, montage des composants sur une carte et implantation dans un boîtier.)
 
 
Il ne s'agit pas de donner un Nieme circuit de preampli basique dont le web regorge... Ne cherchez pas non plus un cours complet sur l'aop, l'impédance, .... Il s'agit pour un débutant de comprendre comment on passe de l'idée à la réalisation, en abordant des notions de bases...... Accessoirement de réaliser un petit montage sympa, et puis surtout d'avoir envie de creuser tout ça et d'aller chercher de l'information plus complète ou détaillée !
 
A suivre !!!

Site officiel et boutique en ligne du Studio Delta Sigma https://www.studiodeltasigma.com

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NB : je n'ai pas mis de condensateur dans la contre réaction de l'AOP du circuit d'entrée, avec R5, c'est plus un oubli qu'autre chose ! Un petit 220pF sera parfait en parallèle avec R5 !

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Étage de sortie :
On inverse une 1ère fois le signal et on l'envoie tel quel à la sortie.
On prélève ce signal et on le re inverse pour obtenir la liaison symétrique. Le rôle des résistances de 100 ohms a été donné par chimimic. Ces résistance de faible valeur n'ont pas ou peu d'impact sur le signal, en revanche en cas de cour circuit, celles-ci vont griller "facilement" et protéger ainsi l'AOP.

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A présent il reste à voir :
- la problématique de la gestion des masses
- la réalisation en vrai d'un tel montage.

Dès que j'ai 1h de libre je monte un petit prototype, pour vous donner des photos et des extraits audio !!

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Je n'ai pas parlé du choix de la valeur des condensateurs de liaison C2 C3 C4 C6. J'ai choisi une valeur élevée et identique pour tous, bien qu'une valeur plus faible conviendrait aussi !!! C'est simplement pour un aspect pratique : j'ai pas mal de condensateurs de 47uF en stock ;)

Quant aux tensions de services des condensateurs, il faut évaluer en fonction de la tension Max qui va leur être appliquée. Il vaut mieux prévoir assez large, un condensateur chimique ça peut exploser !!!
Pour l'alim phantom il faudra qu'ils encaissent le 48v. 63v est une valeur courante. 50v serait trop juste ici. En revanche pour les liaisons inter étage, du 16v sera très bien !!

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Choix des AOP....

Un tel montage fonctionnera avec n'importe quel AOP. Certains ont de meilleures performances que d'autres en ce qui concerne l'utilisation en audio.
Pour rester dans l'optique low cost je propose d'utiliser le NE5532.

http://fr.mouser.com/Search/m_ProductDetail.aspx?Texas-Instruments/NE5532PE4/&qs=/ha2pyFadugqwt2Ka665/cQGIz7m0fQG04BOi3Z5KqE=

Cet aop est peu coûteux ~1€ le circuit intégré, et bonus.... Chaque boîtier comporte 2 AOP !! Ses performances en audio sont excellente. Rupert Neve l'a même utilisé dans le preamp ISA110 de Focusrite !!!

Voici le lien de la datasheet. https://www.ti.com/lit/ds/slos075i/slos075i.pdf

La 1ère page en particulier va nous être utile !!

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Impatient de voir la suite ! En tout cas rien que le schéma de l'API 312 vient de beaucoup s'éclaircir pour moi :8)
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Oui c'est une application indirecte de mon montage.....

Quand mon petit preamp sera au point, je propose de l'appeller le Midnight MicPre rapport à l'heure où j'ai commencé à le pencher dessus !!!, nous pourrons passer en revue le 312API. Et pourquoi pas au moins dans les grandes lignes le 1073 ?? Au moins pour la section preampli !!

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Oui c'est une application indirecte de mon montage.....

Quand mon petit preamp sera au point, je propose de l'appeller le Midnight MicPre rapport à l'heure où j'ai commencé à le pencher dessus !!!, nous pourrons passer en revue le 312API. Et pourquoi pas au moins dans les grandes lignes le 1073 ?? Au moins pour la section preampli !!

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Eh ben de diou !! ça c'est de la pédagogie !, ça mériterait un DVD avec animation des tensions et courant etc...je vous le dit !

ENFIN !! quelqu'un qui parle le terrien en expliquant la théorie, la raison, la fonction, la valeur, le calcul pour chaque éléments avec astuces et conseils et tout cela de façon pratique et sans chichi, je n'ai trouver ce genre de pédagogie qu'ici :

https://www.sonelec-musique.com/electronique.html

que du bonheur !, un régal pour la compréhension et l’esprit :aime:
j'attend la suite avec l'impatience d'un assoiffé qui à une faim de savoir pour connaître...un énorme merci...que dis-je....un millier de merci n'y suffirait pas, mais au moins c'est dit, voila ! :aime::aime::aime::aime::aime::aime::aime::aime::aime::aime::aime::aime::aime::aime::aime::aime:
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Bien d'accord avec freestok, c'est un peu le lien que je cherchais désespérément (et on dirait que je suis pas le seul) entre la théorie et la mise en pratique !

Le midnight Pre c'est classe c'est vrai, avec une belle façade bleu foncé ce sera du plus bel effet :) (ou en français, le préampli de minuit c'est joli aussi)
Je suis partant pour tenter le coup en tout cas, je vais me choper quelques plaques d'essai. C'est vrai que passer en revue le fonctionnement de quelques préamplis légendaires, au fonctionnement différent pourrait être génial aussi (1073, 312, A-range, au hasard bien sûr ;) ) Même si ça me gêne un peu de demander, vu ce que tu donnes déjà !
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En effet, un boulot éléphantesque
juste par curiosité, quel différence il y a entre un API312 et un API512 ?, qu'est ce qui fait qu'ils sont si prisés ?

pourquoi certain vont préférés un AOP (composant d'un seul tenant) ou plutôt un AOP à composant discret ? quel sont les avantage et inconvénients ? pourquoi préféré l'un plutot que l'autre ?....whaou....j'ai mille questions, j'arrète la pour le moment :lol:
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Si on veut être exact un API312 c'est ça, et uniquement ça :

 

C'est à dire un étage d'amplification construit autour d'un AOP discret, le 2520, avec un transfo d'entrée et un transfo de sortie, 2 diodes de protections de l'AOP en cas d'erreur ou d'inversion de l'alimentation, 2 condensateurs de filtrage sur l'alimentation, et ce qu'il faut de résistance (et condensateur) pour construire un ampli non inverseur. C'est un module prévu pour s'insérer dans une console. Pour utiliser un tel module en préampli micro, il faut ajouter une alim, un potard de réglage de gain (un ANTI LOG !!!!), des XLR et hop ;)

 

Le 512 de API c'est ça :

http://music.thefuturecom.com/images/API%20512C%20(1).jpg

Il s'agit d'un module format 500, avec tout ce qu'il faut sur la carte pour gérer un preamp : réglage du gain, 48V, pad, phase, Vu, entrée haute impédance..... On reconnait sur la photo l'AOP le 2520, le transfo d'entrée (petit cylindre métallique, il est dans un blindage), le transfo de sortie (avec le scotch doré).

 

Quelque part un 512 c'est un prémpli complet à base (je présume....) du circuit du 312 qui lui est un module interne prévu pour une console...

 

L'utilisation d'un AOP discret rend le montage entier qualifié de "discret", c'est à dire pas de composant intégré sur le trajet du signal. C'est toujours plus coûteux à réaliser que l'utilisation d'un NE5532 par exemple !!

Ce qui rend ce préamp unique c'est d'abord les transfo audio, en particulier le transfo d'entrée qui va donner une couleur typique d'API, ensuite le 2520 qui à fort gain va être certainement un peu imparfait, mais une imperfection théorique qui apporte une légère couleur au son, qui le marque... Dans une autre proportion comme la pellicule marque l'image dans un film...

 

 

 

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Ecoute, je me trouve au pilori de du bonheur :aime:, explications faites avec simplicité , clarté et panache, en bonus, images à l'appui, que demander de plus

offenbach...tu viens de prolonger mon noël jusqu'en cette première journée de 2014, merci beaucoup ;):8)
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Normalement ce schéma n'a à présent plus de secret pour vous !!!

lien pour agrandir un peu.... https://lh6.googleusercontent.com/-QKpvAfDkH84/UsSKLOeM3UI/AAAAAAAAFVc/tSeiWqxdBjo/w757-h568-no/IMAGE_635.jpg

 

 

Par rapport à ce que j'ai posté précédemment, j'ai ajouté :

- C9 dans la contre réaction du 1er AOP pour éviter d'éventuelle oscillations haute fréquences.

- C10, C11, C12, C13 pour l'alimentation des 2 NE5532 qui vont être utilisés. 

 

En effet vous aurez noté que le NE5532 possède 2 AOP et qu'il nous en faut 4 !!

 

J'ai ajouté aussi un voyant LED optionnel en témoin de l'alim phantom : R15 et la LED. A noter pour R15, cette résistance sert à limiter le courant afin que la LED fonctionne correctement, avec un courant d'environ 20mA (LED rouge classique en fait !). Par contre comme la tension de départ est assez élevée, 48V, il faut une résistance avec une puissance suffisante : P=U.I=48*0,02=0,96W. 1W sera un peu limite et la résistance risque de chauffer. 2W sera parfait !

 

 

Choix du type de composant :

Quand on va dans une boutique d'électronique, ou les gros sites de vente en ligne (farnell, mouser...), on est vite impressionné par le nombre et la variété de condensateur, de résistances, etc....

Il y a plusieurs marques, plusieurs qualités, selon l'usage qu'on veut en faire.....

Pour l'audio, voici ce que je vous conseille. Je ne dis pas que c'est la vérité... C'est l'usage que je fait et qui fonctionne bien selon moi :

 

1. Les résistances

Une résistance génère du bruit. C'est physique.... Et plus la valeur est élevée, plus le bruit est fort. Dans certain gros montage (console de mixage...) ça peut devenir un vrai problème de ratio Signal/bruit.... Ici on s'en accommodera sans problème.

D'autre part les résistances carbones sont plus bruyantes que les résistances à couche métal. Il faudra privilégier ces dernières.

 

Les résistances existent dans plusieurs séries et niveau de précision sur la valeur. Je n'utilise que des résistances à 1% de la série E96 (un petit lien sympa http://www.logwell.com/tech/components/resistor_values.html ). Mais dans pas mal de cas un précision à 5% est suffisante. En revanche dans certain cas une précision à 1% est presque limite limite.... C'est le cas à tout ce qui touche à la symétrie. Dans notre cas par exemple les résistances qui injectent le phantom 48V dans le XLR d'entrée doivent être les plus identiques possible, sous peine de détériorer la liaison symétrique. Du 0,1% est idéal, mais on peut aussi prendre 4/5 résistances à 1% les mesurer et en prendre 2 qui sont les plus proches (On appelle cela trier les composants.... Certains constructeurs haut de gamme le font ! ce qui augmente les coûts puisqu'il y a du travail supplémentaire, et des pertes de composants...)

 

Pour simplifier et ne pas se poser trop de questions : 1% / métal !!!

Par exemple ça : http://fr.mouser.com/Passive-Components/Resistors/Film-Resistors/Metal-Film-Resistors-Through-Hole/_/N-7gz41/

 

 

 

2. Les condensateurs :

Pour notre préampli il nous faut 2 sortes de condensateurs : des grosses valeurs (47uF, 100uF) et des petits (100nF, 220pF).

Les grosses valeurs, il faut du chimique, (dit "électrolytique"). Si on veut de la qualité audio, il faut pas hésiter à choisir de bonnes marques et des modèles adapté pour l'audio. Dans le cas contraire le montage fonctionnera évidement, mais les défauts des condensateurs (ceux qui sont sur le trajet du signal SONT TRES IMPORTANT pour le rendu final) vont être le point faible du montage.

 

Cette marque par exemple est très très bonne : http://fr.mouser.com/new/nichicon/Nichicon-Audio-Caps/

 

Celui -ci par exemple est très bon et pas cher. Il est donné pour une tension de service de 63V et pourra convenir tant pour le filtrage du phantom, que pour le découplage entre les différents étages... : http://fr.mouser.com/ProductDetail/Nichicon/UFW1J470MED/?qs=%2fha2pyFadugA%2fJWYW3h6XjwCEXPxtzQQNFv6F46GYio%3d

 

Le 100uF pour le filtrage de l'alim des AOP : http://fr.mouser.com/ProductDetail/Nichicon/UFW1H101MPD/?qs=%2fha2pyFadugA%2fJWYW3h6XjwCEXPxtzQQiPOjCBn0M3s%3d

On va pas se ruiner avec ça !!!....

 

 

Condensateur de 100nF (filtrage alim AOP) :

Ca (au polypropylène c'est très bon !) http://fr.mouser.com/ProductDetail/WIMA/MKP2D031001F00JSSD/?qs=sGAEpiMZZMv1cc3ydrPrFwgzP98AO9idH2oqtXNcFiM%3d

pour le 220pF (toujours au Polypropylène et chez WIMA) : http://fr.mouser.com/ProductDetail/WIMA/FKP3F002202B00KSSD/?qs=sGAEpiMZZMv1cc3ydrPrF2CPLAojp4yWzlrkrj%252b9jGg%3d

 

 

Le potentiomètre : une piste carbone est souvent associé à un pot bas de gamme. Les conductive plastic ou les cermets sont bien meilleurs.

Je recommande ça pour un budget serré et une bonne qualité :

http://fr.mouser.com/ProductDetail/BI-Technologies-TT-electronics/P160KNP-0EC15A100K/?qs=sGAEpiMZZMtC25l1F4XBU7XpbFdDDzhrCpfyrhYuSk4%3d

 

 

 

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Quelques liens pour l'alim :

(attention les prix mouser.com sont HT !!)

 

un bon transfo pour le +-15V : http://fr.mouser.com/ProductDetail/Triad-Magnetics/VPT30-830/?qs=sGAEpiMZZMvwUzoUXIIvyTw34uqMHR%252bu1eAUpPnRIZ4%3d

associé au KIT Velleman http://www.selectronic.fr/alimentation-symetrique-1a.html

 

on est à 28€ l'alim symétrique de qualité.

 

 

Il manque pourtant le 48V, donc cette solution est parfaite si on n'a pas besoin d'alim phantom....

 

 

 

Sinon le plus simple est de réaliser le 2nd montage de cette page :

https://www.sonelec-musique.com/electronique_realisations_alim_multiple_002.html

avec ce transfo là du coup : http://fr.mouser.com/ProductDetail/Triad-Magnetics/VPT36-690/?qs=sGAEpiMZZMvwUzoUXIIvyTw34uqMHR%252bu6om6EaaqGJg%3d

et s'en sortira pour une 30taine d'€ pour l'alim avec à la fois le +-15V et le +48V.

 

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Chez mouser, j'arrive pour le preamp complet à la louche dans les 15/20€ de composant.

 

En gros on s'en sort pour 50€, il ne manque que le boitier, un cable secteur, un porte fusible, un inter secteur, et un joli bouton pour actionner le potentiomètre de gain.

Pour les créatifs n'importe quelle boite métallique peut faire l'affaire. Si on veut quelque chose de plus pro, il faut fouiller chez les marchands !! ;)

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Waou il y a tellement d'infos qu'il faudra que je me replonge dans le truc mais bon chapeau bas Monsieur Offenbach :bravo:

Clip Ideal_Sound - 'Bleu orage' by Ideal Sound

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Bravo et chapeau bas pour cette série de messages pédagogiques !

J'ai une question à propos du symétriseur de sortie : c'est un schéma classique que j'ai déjà croisé par ex dans des produits Roland mais je me suis toujours demandé dans quelle mesure on dégradait un peu la symétrie avec ce schéma ou le point chaud traverse 2 AOP tandis que le point froid en traverse un seul.
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Citation :
je me suis toujours demandé dans quelle mesure on dégradait un peu la symétrie avec ce schéma ou le point chaud traverse 2 AOP tandis que le point froid en traverse un seul.

Il est certain que le signal qui passe par les deux AOP est plus "dégradé" que celui qui n'en traverse qu'un. Mais avec un gain unitaire et vu l'amplitude, je pense qu'on peut qualifier la dégradation (bruit, distorsion, BP, phase) de négligeable. Par contre, en ce qui concerne l'égalité des niveaux entre point chaud et froid, il est primordial que les deux résistances qui fixent le "gain" du dernier étage inverseur aient une très faible tolérance (0,1%).

Formateur en techniques sonores ; électronicien ; auteur @ sonelec-musique.com

[ Dernière édition du message le 02/01/2014 à 10:49:21 ]

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Bonjour,

La symétrie d'une sortie n'a rien à faire avec la précision des gains et des niveaux, mais uniquement de l'égalité des impédances de sortie
C'est le seul paramètre qui garantit l'élimination des parasites de mode commun, ce qui est le but d'une liaison symétrique !
D'où également l'importance de la bonne symétrie des câbles, essentielle sur de grande distance.

Pour une entrée symétrique les deux aspects sont importants : égalité des impédances d'entrée pour préserver l'équilibre de la ligne et précision des gains pour avoir une bonne réjection de mode commun. ( CMRR in english )

 

[ Dernière édition du message le 02/01/2014 à 11:36:05 ]

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Nan, mais sérieux.... jusqu'où s'arrêtera-t-il ....?  icon_eek.gif

Il arrive encore à nous épater...!!!!  

 

Là... respect, chapeau bas, baisage de pied et tout le toutim... tout à déjà été dit... je vois pas ce qu'on peut ajouter   icon_exorbite.gif 

 

( quand je pense aux pseudo cours d'éléctricité/tronique que j'ai eu à l'école il y à... disons une petite trentaine  icon_facepalm.gif d'année et qui ont eu pour seuls résultats de me dégouter de tout ça...).

 

peck.gif

 

 

 

 

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Allez hop un petit test en vrai.....
IMAGE_637.jpg

Je fais l'impasse dans ce 1er test sur :
- l'alim phantom
- les petits Condo anti oscillation dans les contre réaction
- les 100nf dans le filtrage des alim des aop.
- les résistances de 100 ohms en sortie. (Je n'ai que des carbone ... Je préfère rien mettre !)

Les Condo des liaison sont des Elna, donc de la qualité.

A suivre !!

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C'est partit pour le montage... Il fait bien tout vérifier à chaque étape.... Les valeurs au multimètre, la continuité au bipeur etc
IMAGE_639.jpg

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Le montage est terminé !!
Juste petit test de mise sous tension et vérification aux bornes des AOP, +-15v

Test avec micro au studio ce soir !!
IMAGE_644.jpg
IMAGE_647.jpg

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Fabuleux, ça donne vraiment envie de faire chauffer le fer à souder et de s'y mettre

si au passage, quelqu'un se sent de reparler un peu du DC offset? j'ai bien relu....mais j'ai du mal à saisir ce phénomène, comment il surgit, pourquoi il apparaît, pourquoi ce décalage et comment y remédier pour le neutraliser

même problème pour l'oscillation....pourquoi les hautes fréquences se mettraient à oscillé ? ça donnerait quoi comme résultat ? de la distortion ?, des aigues haché ?, concrétement à l'écoute, une oscillation ça donne quoi ?...mais surtout pourquoi ce phénomène survient, on est la pour apprendre hein ? :-p