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Dernière mise à jour : 21/08/2006
Présentation
Cette page présente un exemple de réalisation d'une boite
de direct active, présentant une entrée
asymétrique haute impédance pour instrument sur jack mono
6,35mm (un commutateur permet d'utiliser cette entrée sur une
sortie HP) et une sortie symétrique basse impédance sur
XLR mâle. Elle peut tirer son alimentation d'un couple de piles
9V, ou d'une alimentation Phantom (d'une console de mélange
par exemple). 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.
Le schéma
Cette boite de direct est basée sur l'emploi d'amplificateurs
opérationnels (AOP) pour assurer une impédance
d'entrée élevée tout en permettant une sortie
symétrique.
Alimentation
Le fait que cette boite de direct soit active impose la
présence d'une alimentation. Bien qu'il est possible d'utiliser
une alimentation secteur dédiée, le choix s'est
porté ici sur l'utilisation de piles 9V standards (piles
rectangulaires format 6F22), ou sur l'utilisation d'une alimentation
phantom. Le choix entre les deux sources d'alimentation s'effectue
à l'aide de l'inverseur simple SW2, qui fait également
office d'interrupteur général d'alimentation (en position
alim phantom, la pile est totalement déconnectée). Les
amplificateurs opérationnels utilisés nécessitent
une alimentation symétrique
pour fonctionner normalement. Une astuce consiste ici à utiliser
une
alimentation simple et à créer une tension de
référence
(VREF sur le schéma), qui servira de masse virtuelle. Cette
tension
de référence est élaborée à partir
d'un
banal pont diviseur constitué des deux résistances R11 et
R12,
d'égales valeurs. Une stabilisation par condensateurs (C9
à
C12) permet à cette tension de référence de
conserver
une valeur qui fluctue le moins possible. Notez la présence d'un
bouton
poussoir SW3 "Test Alim" permettant en un coup d'oeil de s'assurer de
la
présence d'une tension d'alimentation suffisante pour le
montage, en
allumant la led D4 (de type faible consommation de
préférence). Le cablage en continu de cette led n'est pas
souhaitable pour économiser les piles, ou pour ne pas trop
"tirer" sur l'alimentation phantom. La diode zener D1 de 24 V permet de
limiter la valeur de la tension générale lorsque
l'inverseur du choix d'alim est en position Alim phantom (48 V). Le
courant circulant dans cette diode zener est limité à
environ 3,5 mA par les
résistances R9 et R10 de 6K8 chacune (il faut penser qu'il y a
aussi deux résistances de 6K81 côté prise micro).
Le courant cosommé par le TL072 est compris entre 1 et 2 mA,
donc l'ensemble consomme grosso-modo 5 mA sans la led.
Entrée
L'entrée permet, selon la position de l'inverseur double
SW1,
de recevoir des signaux BF provenant d'une source haute
impédance
niveau ligne ou inférieur (SW1 en position haute sur le
schéma)
ou de recevoir des signaux BF provenant d'une source basse
impédance de niveau élevé (SW1 en position basse
sur le schéma). Dans les deux cas, un condensateur (C1) permet
d'empêcher la tension continue provenant de VREF et passant par
R1, de remonter vers la source. En même temps, ce condensateur
évite toute tension continue éventuelle
présente à la source, de venir décaller le point
de
fonctionnement du montage. L'impédance d'entrée est ici
quasiment
fixée par la valeur de R1, et avoisine ici les 700 KOhms.
Sortie
Le signal BF, après avoir traversé C1, arrive ensuite sur
l'entrée non inverseuse de U1:A, monté en suiveur de
tension
: la sortie de cet AOP restitue en sortie la même chose que ce
qu'il
reçoit en entrée, mais sous basse impédance. Cette
sortie
constitue la moitié de la sortie symétrique, la sortie
"positive".
En même temps, cette sortie est routée vers un second AOP,
U1:B, qui lui non plus n'apportera aucun gain, mais qui par contre va
inverser la
phase du signal. Ce second AOP fournit la seconde moitié de la
sortie
symétrique, à savoir la sortie "négative". Vous
aurez
sans doute remarqué la présence de plusieurs
condensateurs sur
la sortie de chaque AOP. Ces condensateurs sont bien sûr
destinés à stopper la composante continue présente
sur les sorties en question, puisque nous travaillons ici avec une
alimentation simple et que la masse virtuelle VREF est égale
à la moitié de la tension
d'alimentation (les signaux BF évoluent autour de cette
tension). En
même temps, il n'est pas question qu'une alimentation phantom de
48 V
parvienne sur ces sorties, elles n'aimeraient pas vraiment... Mais
celà n'explique pas la présence de deux condensateurs
polarisés montés
tête-bêche. Rassurez-vous, la raison en est fort simple.
Les
condensateurs placés en sortie des AOP doivent être
connectés
avec le + côté prise XLR si le montage tire son
énergie
d'une alimentation phantom, mais doivent être connectés
avec
le + côté AOP si le montage tire son énergie d'une
alimentation
par pile. Comme il est plutôt compliqué de commuter le
sens
des condensateurs en utilisation "live", deux condensateurs sont mis
ainsi
en série (avec polarités inversées) pour
constituer un
condensateur non polarisé. Ajoutons que deux condensateurs
montés
ainsi en série, s'ils sont de même valeur, constituent un
condensateur
équivalent de valeur moitié à l'un des deux (deux
condensateurs
de 220 uF en série équivalent à un seul
condensateur
de 110 uF). Voilà ! Quant aux deux condensateurs C4 et C7, ils
permettent
juste une meilleurs réponse dans les fréquences
élevées,
et ne sont pas indispensables. Les résistances R6 et R7
permettent
de limiter le courant de sortie des AOP en cas de court-circuit franc
sur
la sortie XLR. Diodes entre sortie AOP et +V : servent à
protéger
l'AOP contre l'apparition de tensions supérieures à la
tension
d'alim, susceptibles d'apparaitre à cause des condensateurs de
liaison,
lors de commutations de l'alim phantom.
Ground / Lift ?
L'interrupteur Ground / Lift brille par son absence... Un
oubli ?
Et non. Il est impossible ici de couper la masse de la sortie XLR, si
le montage tire son alimentation d'une alimentation phantom, dont la
référence est justement... la masse. A la limite vous
pouvez ajouter un inter Ground / Lift utilisable quand le
montage
fonctionne sur pile, à vous de voir. Notez cependant la
présence d'un circuit RC parallèle qui "isole"
partiellement la masse électrique du montage, de la broche 1 de
la XLR. Ce n'est pas l'idéal j'en conviens, mais ça
fonctionne tout de même dans de nombreux cas.
Choix des meilleurs composants à utiliser ?
Ah ! La bonne question !
Dans ce genre de réalisation, il faut être attentif
à trois choses :
1 - La qualité audio propre des composants, dont l'AOP bien
sûr, qui est particulièrement déterminant dans la
qualité finale. Les résistances seront des modèles
à couche métal, oubliez ici les résistances
carbone.
2 - La consommation du montage doit être minime, qu'il puise son
énergie dans une pile ou dans une alimentation fantome.
3 - La qualité de réalisation du circuit imprimé :
le tracé des pistes de cuivre (comme dans beaucoup de montages
audio ou HF) doit être refléchie. Il faut notement faire
bien attention au routage des alimentations et des masses.
Choix de l'AOP ?
Le TL072 choisi ici n'est certe pas ce qui se fait de mieux, mais il
consomme peu et présente tout de même des
caractéristiques plus qu'honorables. Je vous invite à
mettre un support
de circuit intégré (un support CI de type Tulipe, pas de
type Lyre) et à essayer le montage avec ce CI. Si vous souhaitez
ensuite essayer d'autres AOP (NE5532, OP270 ou OPA2134 par exemple),
rien ne vous en empêchera. Vous avez certes la possibilité
de fouiller dans le détails des caractéristiques
techniques de constructeurs (datasheets), mais il existe tellement de
produits identiques sur le papier, et qui sonnent différement en
conditions réelles d'utilisation...
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.
