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Dernière mise à jour : 01/09/2006
Présentation
Cette page présente quelques exemples simples de
réalisation de boites de direct passives. Tous proposent une
entrée asymétrique haute impédance sur jack mono
6,35mm, et une sortie symétrique basse impédance sur XLR
mâle. Pour plus d'informations concernant l'utilité de ce
type d'accessoire, merci de vous reportez à la page de Présentation de
la
boite de direct.
Boite de directe passive simple
Une boite de direct passive repose sur l'emploi d'un transformateur
BF, et ne requiert aucune alimentation pour fonctionner, d'où sa
qualification de passive. Comme vous pouvez le constater, ce montage
peut ne faire appel qu'à très peu de composants, et peut
donc être extremement simple à réaliser.
Interrupteur Lift/Grounded
Cet interrupteur permet d'isoler ou de relier la masse de sortie et la
masse d'entrée. Il permet d'éviter les problèmes
de boucle de masse dans certaines configurations de cablage. Comme le
nombre de configurations d'installation est grand, il est impossible de
dire précisement ce qui est le mieux, et il faudra donc comparer
les résultats pour les deux positions de cet interrupteur, afin
de
déterminer celle qui convient le mieux. En temps normal, cet
interrupteur doit être en position ouverte. Notons au passage
qu'il ne devrait en théorie pas y avoir d'interrupteur de ce
type sur une boite de direct
passive, puisque l'un de ses interêts majeurs est de permettre
une isolation
galvanique totale entre entrée et sortie. Il est montré
ici parce qu'on le rencontre parfois. Dans le schéma A, les
masses
d'entrée et de sortie sont isolées ou
reliées directement entre elles grâce à
l'interrupteur SW1. Dans les
schémas B et C, une résistance (R1) et un condensateur
(C1)
sont ajoutés. L'association de ces deux composants permet une
meilleur
"adaptation" de la connexion de masse, d'un point de vue RF
(radio-fréquence) au bout du cable qui arrive sur
l'entrée (appelons celà la terminaison
du cable), et contribue à une meilleur rejection des
fréquences radio qui pourraient être ensuite
détectée. On peut donc trouver ces trois configurations
dans les DI du commerce, j'ignore s'il en existe d'autres (je ne parle
ici que du cablage de la masse, pas d'autres fonctions annexes telle
que pad).
Important
: Le jack d'entrée doit impérativement être de
type isolé si votre boitier est métallique. Si ce n'est
pas le cas, c'est à dire si vous utilisez un jack
d'entrée non isolé, la
masse d'entrée se trouve en contact avec le boitier (metallique)
de la DI. Si en sortie la borne 1 de la XLR est reliée à
la masse mécanique (ce qui devrait être le cas),
l'interrupteur n'a plus aucun effet ! Pour cette unique
raison, je vous invite à utiliser un modèle isolé.
Amélioration du schéma de base
Les schémas tels qu'ils ont été
présentés ci-avant sont certes simples, mais cette
simplicité peut parfois se payer par de petits
désagrements. Nous allons maintenant voir comment apporter
quelques modifications pour s'assurer d'un bon fonctionnement dans un
plus grand nombre de situations.
Couplage d'entrée
On y revient décidement toujours ! Ce fameux condensateur
de
liaison, que l'on cherche le plus souvent à éliminer
du
trajet du signal audio, va devoir une fois de plus montrer le bout de
son nez. S'il est parfois possible de s'en passer dans un montage
électronique actif en adoptant des topologies de schéma
adéquates, cela est plus difficile dans un montage tout passif.
On serait bien tenté de penser "Mais pourquoi mettre un
condensateur
pour
stopper une composante continue, alors que le
transformateur va de toute façon la bloquer ?". Vous avez
raison, le transformateur ne laisse passer que les signaux alternatifs.
Mais qui vous dit qu'il va bien aimer recevoir en permanence une
tension continue ? Car le problème est bien là. S'il est
vrai que le transformateur ne transmet pas sur son secondaire la
tension continue présente sur son primaire, il ne reste pas pour
autant inactif face à la présence d'une telle tension.
Une bobine de transformateur crée un champs magnétique
quand elle est parcourue par un courant. Et qui dit tension, dit
courant. Il est donc important de prévoir un condensateur en vue
de bloquer toute composante continue qui pourrait venir de la sortie
instrument que l'on raccorde à l'entrée de la boite de
direct. Faut-il systématiquement en mettre un ? Si votre boite
de direct est destinée à rester à demeure
connectée sur une sortie micro guitare passive, non, ce n'est
pas nécessaire. Si par contre elle est susceptible d'être
raccordée en sortie d'un synthé, oui, c'est
nécessaire. Nous pouvons même généraliser en
disant que la présence d'un condensateur de liaison est
nécessaire dès l'instant où l'on raccorde
l'entrée de la DI sur la sortie d'un équipement
alimenté par pile ou par le secteur, car on ne sait pas si cet
équipement est doté ou non d'un condensateur de liaison
sur sa sortie. Le schéma suivant montre où et comment
ajouter ce condensateur.
Mais, il n'y a pas qu'un seul condensateur, sur ce schéma !
Exact, il y en a trois. C1 et C2 sont montés
tête-bêche, afin de se comporter comme un unique
condensateur non-polarisé. Bien entendu, vous pouvez utiliser un
condensateur non polarisé de 22uF à la place de ces deux
condensateurs de 47uF, mais cela vous coutera sans doute bien plus cher
et plus de temps de recherche. Un condensateur non-polarisé
(abbréviation NP) est en effet moins bien distribué par
les revendeurs de composants car il s'agit d'un composants assez
spécifique et peu demandé dans le monde du grand public.
Le condensateur C3 de 100nF n'est pas obligatoire, mais permet un
meilleur transfert des transitoires (fréquences
élevées). Si vous le montez, choisissez un modèle
de bonne qualité, au polypropylene. La résistance R1
permet de fixer le potentiel "gauche" du condensateur à
zéro volt, ce qui limitera fortement les plops lors de la
connexion / déconnexion de la prise jack en entrée (voir
polarisation des condensateurs de liaison).
Et à quoi sert R2 ? A deux choses : d'une part à
atténuer le risque de saturation du transfo, et d'autre part
à ne pas connecter directement la sortie BF d'un
équipement électronique à une bobine (ici le
primaire du transformateur). Certaines sorties audio n'aiment pas qu'on
leur raccorde une charge selfique en sortie, surtout quand il n'y a pas
de résistance en série avec ladite sortie. Ce simple
ajout ne coute pas grand chose et là aussi présente un
interêt dont il serait dommage de se passer, surtout si vous
souhaitez raccorder la boite de direct sur une sortie de synthé.
Cette résistance peut cependant tout à fait et sans
risque être omise si vous comptez raccorder l'entrée de la
boite de direct à une sortie micro passif de guitare, ou si vous
savez que le niveau max avant saturation du transfo ne sera pas atteind
avec vos appareils.
Atténuateur de sortie
Il est des cas où l'adjonction d'un atténuateur fixe
(pad) en sortie (et pas en entrée, ce n'est pas une erreur) peut
être nécessaire :
- quand le niveau ligne du signal d'entrée est très
elevé, et que le transfo supporte encore ce niveau
élevé et ne sature pas encore (s'il risque de saturer, un
pad doit alors être installé en entrée)
- quand la longueur du cable en sortie est grande et de très
moyenne
qualité (plus de 5 mètres)
Comme vous pouvez le constater, il s'agit d'un atténuateur (pad)
traditionnel. Les valeurs des composants données ici (R3
à R5) lui confère une atténuation de l'ordre de 15
dB. Cette atténuation s'ajoute bien sûr à
l'atténuation déjà provoquée par le
transformateur BF, qui est de l'ordre de 20 à 40 dB selon le
transfo (la valeur de l'atténuation d'un transfo est en partie
liée au rapport des impédances primaire / secondaire).
Bon, on peut bien comprendre qu'il faut un atténuateur pour
diminuer un signal trop fort, mais pourquoi est-ce nécessaire
pour de grandes longueurs de cable ? Et bien pour la simple raison que
le cable possède une capacité parasite qui est d'autant
plus importante que sa longueur est importante (la capacité
parasite du premier cm de cable s'ajoute à la capacité
parasite du second cm de cable, etc). Et un bobinage (un secondaire de
transformateur par exemple) placé en parallèle avec un
condensateur constitue un circuit résonnant. Et un circuit
résonnant à la particularité suivante : il
possède une fréquence de résonnance. Si on
applique un signal BF sur un tel ensemble et que la fréquence de
résonnance se situe dans la partie audible, les
fréquences situées sur et autour de la fréquence
de résonnance vont être augmentées dans des
proportions parfois importantes. A moins de vouloir prendre ce risque
pour voir ce que celà donne, il est nécessaire
d'éviter cette entrée en résonnance, en
intercalant un circuit résistif "amortisseur" entre la bobine du
transfo et le condensateur (la capacité) du cable de liaison de
sortie.
Remarque :
Un
atténuateur de sortie, tel que décrit ici, ne doit pas
systématiquement être prévu ! En
pratique, cela fonctionne
parfaitement sans dans la grande majorité des cas, et c'est
heureux. L'usage d'un cable audio de
très bonne qualité limite sérieusement le risque
de problèmes de tous genres. Le problème potentiel
évoqué ici fait mention d'un défaut qui peut ne
pas s'entendre de façon évidente, car s'il s'entend, ce
n'est que sur une partie de la bande passante et dépend donc du
spectre du signal audio qui transitera dans la liaison. Ce n'est pas
comme une ronflette qui s'entend tout le temps. C'est un
défaut plus subtile. Si vous ne prévoyez pas ce pad, cela
ne signifie pas que cela fonctionnera mal; et si un petit défaut
apparait, il n'est même pas certain que vous l'entendrez. C'est
typiquement le genre d'ajout qui fait causer : "Mais que raconte-t-il
donc, je n'ai jamais vu de pad en sortie !" ;-).
Un exemple de boite de direct
Nous avons assez discuté pour pouvoir fabriquer une petite boite
de
direct. Le schéma suivant regroupe ce qui a
été dit avant, on y retrouve le couplage d'entrée
par condensateur et l'atténuateur de sortie à
résistances (qui je le rappelle n'est pas obligatoire dans 95%
des cas).
Si vous souhaitez disposer de l'interrupteur Ground / Lift,
rappelez-vous qu'il faut impérativement utiliser un connecteur
jack
chassis dont la masse est isolée, afin d'éviter qu'elle
ne rentre en contact électrique avec le boitier
métallique et donc avec la broche 1 de la XLR de sortie, qui
elle doit être raccordée au boitier.
Utilisation sur une sortie de forte puissance
La connexion d'une boite de direct sur une sortie amplifiée (par
exemple la sortie HP d'un amplificateur de 100W), si elle est
construite selon les indication précédentes, n'est pas
possible. Il est nécessaire d'atténuer au
préalable le signal amplifié afin de le rendre compatible
avec le transformateur BF et avec le niveau micro. Une sortie
amplifiée procure en effet une énergie bien trop
importante pour pouvoir être digérée telle quelle,
et nécessite une atténuation conséquente, disons
de 50 dB pour fixer l'ordre de grandeur. Cette atténuation peut
s'effecteur à l'aide d'un simple pont diviseur résistif,
comme le montre le schéma qui suit.
Les deux résistances R1 et R2 constituent le pont diviseur en
question. Avec les valeurs adoptées sur le schéma,
l'atténuation est de l'ordre de 50dB. Si vous souhaitez une
atténuation moindre, il vous suffit d'augmenter la valeur de la
résistance R2 (1K8 pour 40dB d'atténuation, par exemple).
Il est important de choisir pour R1 et R2 des résistances
capables de dissiper de la chaleur plus qu'à l'habitude, c'est
surtout vrai pour R1 qui devra absorber la plus grosse partie de
l'énergie. C'est ainsi, que tout naturellement, le choix de
cette dernière se portera sur un modèle 2W.
L'atténuation d'un signal élevé provenant d'une
sortie symétrique est également envisageable. Il suffit
de remplacer le pont résistif par un atténuateur
adapté, comme celui visible sur le schéma suivant.
Nous retrouvons ici le même rapport d'atténuation que
précédement avec l'entrée asymétrique, mais
cette fois, la chute de tension se répartie également sur
deux résistances (R1 et R2) au lieu d'une seule. C'est la raison
pour laquelle ces deux résistances ont une valeur moitié
de celle que l'on avait précédement. Il en est de
même pour la puissance qu'elles devront toutes deux dissiper, ce
qui justifie l'emploi de modèles 1W.
Choix du transformateur
Un des principaux problème auquel on peut se trouver
confronté lorsqu'on veut faire soi-même une DI box
passive, réside dans la difficulté de
trouver un bon transformateur (qui procure une bonne sonorité).
Ce type de composant est en effet très cher s'il est vraiment
de très bonne facture (sans jeu de mot). Vous pouvez essayer
avec
divers types de transformateurs, dont les fameux Jensen ou Lundhal
(liens
vers les sites internet de ces constructeurs dans la page Liens), mais il existe bien sûr
d'autres
constructeurs dont les produits peuvent être testés...
Pour ce qui est
des impédances, choisissez une valeur elevée pour le
primaire (200KOhms par exemple) et une valeur faible pour le secondaire
(1,5KOhms ou moins). Le primaire doit supporter un signal d'amplitude
assez élevée sans saturer. Pour connaitre le seuil de
saturation du primaire, vous
devez impérativement consulter le datasheet (document technique
du constructeur) du transformateur. Généralement, il vous
faudra choisir un transformateur pouvant accepter des niveaux de +15dBu
ou plus. Notez que le type de transformateur requis pour ce type
d'application apporte une atténuation, mais que celà
n'est pas critique
dans la majorité des cas, du fait de la robustesse plus grande
contre
le parasitage lié à la symétrisation du signal.
Sur
le schéma ci-avant, le transformateur n'est pas
représenté avec le ou les écrans qu'il peut
posséder. Le cas échéant, relier ces écrans
à la masse (écran sur masse d'entrée s'il n'y en a
qu'un, écran d'entrée sur masse entrée et
écran de sortie sur masse sortie s'il y en a deux).
Ajout d'une sortie LINK
La sortie LINK n'est ni plus ni moins
qu'une prise cablée en parallèle sur l'entrée, et
se retrouve
donc sous forme asymétrique.
Ce type de reprise ne pose pas de
problème si la prise Link est reliée sur l'entrée
haute impédance d'un ampli guitare utilisé localement.
