Electronique > Réalisations > Boîte de direct 002c (active)
Dernière mise à jour : 24/09/2023Présentation
Boîte de directe (DI) spécialement développée pour les élèves de l'école d'audiovisuel ESIS Paris.
Cette "DI-Box" (Direct Injection Box, boîte de direct) présente une entrée asymétrique haute impédance pour instrument sur jack mono 6,35 mm et une sortie symétrique basse impédance sur XLR mâle. Elle peut fonctionner sur pile 9 V ou avec une alimentation Phantom.
Schéma
Cette boîte de direct est basée sur l'emploi d'amplificateurs
opérationnels (AOP) pour assurer une impédance
d'entrée élevée tout en permettant une sortie
symétrique à basse impédance.
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Descriptif
Principe de fonctionnement et descriptif complet donné en cours.
Remarques
- Pour pouvoir utiliser cette boîte de direct aussi bien avec une pile 9 V qu'avec une alimentation phantom P48, les deux condensateurs C2 et C3 doivent impérativement être de type bipolaire / non polarisés. Si l'usage avec une pile 9 V est écarté (usage uniquement avec alimentation phantom P48), alors les deux condensateurs C2 et C3 peuvent être de type polarisé. Dans ce cas, leur pôle positif doit être orienté vers la prise XLR de sortie (pôle négatif sur sortie AOP). Dans le doute, adopter des condensateurs bipolaire / non polarisés.
- L'interrupteur Ground/Lift peut être placé directement sur le circuit imprimé, comme montré sur l'illustration 3D en début d'article. Toutefois, si l'ensemble est placé dans un coffret (ce qui est plutôt conseillé pour un usage sur scène), cet interrupteur doit être accessible et donc déporté et relié au circuit imprimé par deux fils courts. Ceci dit, il n'est pas impératif d'effectuer le câblage Ground/Lift en passant par le circuit imprimé, il peut aussi être effectué "en l'air", directement entre le connecteur jack d'entrée et le connecteur XLR de sortie, avec les composants R12 et C6 eux aussi câblés "en l'air".
Circuit imprimé
Réalisation d'un exemplaire par élève.Version d'origine (2020)
Reconnaissable avec les coins à angle droit.
Version la plus récente (2023)
Reconnaissable avec les coins arrondis. Prototypes
J'ai assemblé 4 prototypes conformément au plan ci-devant (version 2020), et ai réalisé des tests avec trois types d'AOP et des valeurs différentes pour les résistances R7 et R8.
Pour chaque prototype et chaque AOP (20 configurations différentes), j'ai effectué un relevé des tensions aux points nodaux XLR et sur l'AOP lui-même. Le tout est résumé sur le tableau suivant.
| Scarlet 2i2 / ZED6 (1) |
Point de mesure |
TL072 (5,0 mA max) |
TLE2072 (3,9 mA max) |
OPA2277 (1,8 mA max) | LM358 (3,0 mA max) | LF353 (6,5 mA max) |
| R7 = R8 = 2k2 | XLR | 32,4 V | 36,1 V | 36,5 V | 36,6 V | 34,0 V |
| AOP | 27,2 V (4,7 mA) |
32,1 V (3,6 mA) |
32,6 V (3,5 mA) | 32,8 V (3,4 mA) | 29,4 V (4,1 mA) |
|
| R7 = R8 = 3k3 | XLR | 32,5 V | 36,2 V | 37,9 V | 38,0 V | 34,2 V |
| AOP | 25,0 V (4,5 mA) |
30,4 V (3,5 mA) |
33,0 V (2,9 mA) | 33,1 V (2,9 mA) | 27,5 V (4,0 mA) |
|
| R7 = R8 = 4k7 | XLR | 32,6 V | 36,3 V | 38,9 V | 38,9 V | 34,3 V |
| AOP | 22,0 V (4,5 mA) |
28,2 V (3,4 mA) |
32,6 V (2,6 mA) | 32,7 V (2,6 mA) | 25,0 V (3,9 mA) |
|
| R7 = R8 = 6k8 | XLR | 32,8 V | 36,4 V | 40,3 V | 40,2 V | 34,3 V |
| AOP | 17,8 V (4,4 mA) |
24,8 V (3,4 mA) |
32,7 V (2,2 mA) | 32,8 V (2,0 mA) | 21,0 V (4,0 mA) |
Remarques :
- Les valeurs de tension et d'intensité de courant indiquées sont statiques (absence de son à l'entrée de la DI).
- Pour les AOP qui consomment peu, la tension maximale (sur les broches alim AOP) est limitée par la diode zener D3 de 33 V. L'intensité de courant indiquée entre parenthèses correspond alors à la consommation totale, AOP + courant diode zener. Par exemple, l'OPA2277 consomme au pire 2 mA, le surplus de courant va donc dans la diode zener.
- D'une manière générale et pour la plupart des AOP "classiques", des résistances de 4k7 ou 6k8 conviennent. J'ai toutefois tenu à pouvoir injecter plus de courant pour élargir les tests en régime dynamique (avec du son à l'entrée).
- Aucun test n'a été réalisé avec le PCB version 2023, le circuit électronique est rigoureusement le même que celui de la version 2020.
Historique
24/09/2023
- Ajout mesures tensions avec mélangeur ZED6 et AOP type LM358 et LF353.
-
Reprise mesures avec TL072, TLE2072 et OPA2277, les valeurs précédentes
obtenues avec ma Scarlett 2i2 étaient incohérentes.
- Les
valeurs d'intensité de courant indiquées entre parenthèses dans le
tableau de mesure correspondent désormais à la consommation totale de
la boîte de direct. Auparavant, les valeurs indiquées étaient celles
d'une seule branche de la ligne symétrique et ne reflétaient que la
moitié de la valeur réelle.
13/09/2023
- Légères modifications du circuit
imprimé (PCB) : coins désormais arrondis et possibilité d'y souder
directement un inter "Ground/Lift".
05/07/2020
- 4 prototypes réalisés et testés avec 3 AOP différents, voir tableau
des essais prototypes.
26/06/2020
- Prototype réalisé, mais pas encore testé avec une guitare.
11/06/2020
- PCB fabriqués et expédiés ;)
07/06/2020
- PCB commandés (5 exemplaires) pour validation.
- Première mise à disposition.