Mon Préampli à Tubes

Je l'avais présenté dans mes albums depuis la création de mon site, et je n'ai jamais parlé de ses entrailles ... Donc ces lignes vont permettre de cloner mon bébé par tous ceux qui se demandent ce que ça donne réellement.

Un bref descriptif:

C'est un préamplificateur stéréo à tubes avec 3 entrées, sans entrée RIAA, 2 sorties avant le bouton de volume, et 2 sorties atténuées par le bouton de volume. Pas de correcteur de tonalité (une correction de tonalité ne sert qu'a flatter les oreilles quand une prise de son ou un élément de chaîne est mauvais ). Donc pas de ça chez nous, la mère ne veut pas ! Toutes les entrées sont à équilibrer en gain, afin d'avoir un niveau homogène. Juste un bouton de volume motorisé, et une sélection d'entrée, par télécommande; Celle-ci permet également de commander la mis en marche ou arrêt de(s) ampli(s) par une fiche (XLR) qui va piloter un relais dans une boîte multiprises modifiée pour cette usage . 

 Avant de voir les détails, voyons les entrailles:

On distingue quatre parties dans la box:

• En haut à gauche, la partie pré-ampli avec ses tubes ECC 83. 1 tube par canal (fois 3 car 3 canaux) et 1 tube final ! les composants sont montés sur deux circuits imprimés, simple face, assemblés perpendiculairement pour permettre la saillance  des tubes sur la face avant . La commutation des entrées est assurée par des relais doublés, à contacts argentés, dont un circuit est utilisé pour alimenter le chauffage du tube et l'autre pour commuter la sortie sur le tube final. Mieux vaut couper l'ampli, pendant la commutation, si l'on veut s'épargner le clock des enceintes.(la nouvelle télécommande met le bouton de volume à "0" avant la commutation)... 
• En bas à gauche, les alimentations et les relais de commande... Les alimentation sont au nombre de 2; Du 13,6 volt pour le chauffage des tubes, les relais de commutation et le récepteur de télécommande et du 24 volt eff. qui après un doubleur de schenkel nous fournira le 60 volts de la haute tension . L'ensemble des relais permet de mettre en marche et arrêter le pré-ampli, même chose indépendamment pour l'ampli, le choix du canal et le pilotage du potentiomètre de volume motorisé.
• En haut à droite, le récepteur de télécommande; un produit de chez Velleman qui est remplacé par un récepteur home made afin de permettre beaucoup plus de souplesse dans les fonctions, une personnalisation à souhait et une miniaturisation de de l'émetteur IR. Le développement de celle-ci est maintenant terminée et vous pouvez la trouver par le lien suivant:Télécommande infra-rouge personnalisable  ... Vous remarquez également le potentiomètre de volume; de type motorisé avec réducteur et on le  choisi de très bonne qualité, chez Alps par exemple  
• En bas à droite, les transformateurs: De type non rayonnant, soit du torique avec cloche de blindage ou des modèles a noyaux de haute qualité afin d'éviter les ronflettes 50Hz. Dans une vie future, je me promet de disposer un écran métallique autour afin de réduire encore le risque d'induction. Le transfo 12v se doit d'être copieusement dimensionné (au moins 50VA) car il doit assurer le chauffage de deux tubes ECC83... Assurer également la protection primaire des transfos par un fusible temporisé et calibré car le transfo 12 volts reste sous tension en permanence pour l'apport de l'énergie du récepteur de télécommande. Un tore en ferrite sur les fils des primaires permet de s'affranchir des transitoires véhiculées par le secteur électrique .

Le schéma de la partie audio:

Commençons par les cellules de pré-amplification: 2 x 3 canaux identiques (stéréo oblige) dont chacune est ajustée en niveau par un potentiomètre multi-tours à régler en fonction du niveau de sortie de chaque lecteur, télé, box, etc... Personnellement, je les ai réglés par paire à 0dB, +1dB, +2dB ==> géné BF et Oscillo. (Voir plus bas). Chaque entrée est séparée de la grille de commande par un condensateur de 470nF et on polarise par une résistance de 47K. La cathode est reliée à la masse par une résistance de 1K et l'anode est chargée par une 10K sous une "haute tension" de 60 volts et est stabilisée par un 0,47µF/150v .... Le signal audio est récupéré sur l'anode, à travers un électrochimique de 4µ7/150v (Golden_Cap conseillé) et limité en impédance par une résistance de 220K, pour arriver via le relais sur l'étage suivant . Etage suivant qui est identique au premier, hors mis l'atténuateur d'entrée. Les relais de commutation sont de qualité, contacts argentés ou dorés ne pas altérer le signal. Les bobines de chaque relais ont une diode en inverse à leurs bornes pour absorber les courants de self induction lors des commutations, ce qui engendrerait un parasitage de la partie logique.

Des relais, de plus grand pouvoir de coupure, sont eux utilisés pour allumer le chauffage de chaque tube, en fonction du canal qui sera en service . Les filaments des ECC83 sont mis en série et alimentés sous 13,6 v en continu avec un point relié à la masse . 

Le schéma de la partie alimentation / commutation :

Pour fabriquer la haute tension de 60 volts, j'utilise un doubleur de tension (en haut à gauche) qui, avec les demi-alternances du secondaire 24 volts du transfo, vont venir charger les électrochimiques C1/C2 , ce qui donne une fois mis en série: 24 x 2 x 1,414 = 67 volts ! Une régulation, par les deux diodes zener de 30v, la résistance de polarisation de la base et le transistor ballast Q1, permettent de ramener la tension à 60v, stabilisée grossièrement par le condensateur C3 et filtrée par C4 (100µF/63v sur le schéma, mais moi j'ai mis du 100v).

La tension de 12 volts est obtenue de manière très classique (en haut à droite) via un redresseur, filtrage et régulateur intégré: cette tension ne sert que pour les circuits de commande, car le régulateur est limité à 1 Ampère de courant de sortie... 

Pour le chauffage des tubes, il faut indépendamment du circuit 12 volts, doubler le circuit redresseur et régulateur. Si on est puriste, on peut ajouter une diode 1N4004 en série avec la borne GND (2) du régulateur afin de faire monter la tension à 13,6 volts, qui est la valeur préconisée par les datasheets.

La sélection des entrées est faite par les relais K6 à K8 . Vous allez dire: "encore des relais !" mais le premier jet de ce pré-ampli était avec un clavier qui tirait à "1" les sorties alors que l'ajout de la télécommande tire à "0" ... Il est bien sûr évident que vous pourrez simplifier tout cet accastillage de relais ...

Idem pour la partie droite du schéma: On y trouve la mise en marche du pré-ampli par la télécommande (ce qui oblige de laisser en permanence le 12 volts sur le récepteur ) et la mise en service de l'amplificateur par une sortie qui pilote un relais dans une boîte de multiprise avec les protections adéquats. Le tirage à "0" par le transistor du récepteur de télécommande va "allumer" l'opto-coupleur, dont la led est limitée à 15 mA par la résistance de 820 Ohms. Son photo-transistor, via la résistance de 4K7 ,polarise la base du transistor 2N2222 qui permet le collage des relais (un pour le chauffage, l'autre pour alimenter le primaire du 2° transfo 'Pow_Tr'). On retrouve la même configuration sur la partie du bas pour le relais qui commande la mise sous tension de l'ampli 'Cmd_Plug' .

En bas, sur la partie gauche, nous avons la commande du potentiomètre motorisé de volume par les deux relais qui font un inverseur de polarité et une fonction d'exclusivité. On limite la vitesse du moteur de potentiomètre par une résistance (100 Ohms/3W) dans mon cas, mais rien ne vous oblige à garder cette valeur, suivant le type de motorisation et votre dextérité à la télécommande.

Toutes les bobines de ces relais doivent être protégées par une diode montée en inverse, pour absorber les effets de sels; si l'on veux immuniser le microcontrolleur du récepteur de télécommande contre des décrochages intempestifs 

Le récepteur de télécommande et le potentiomètre de volume:

Une platine en époxy aura la double fonction de recevoir le potentiomètre motorisé et le récepteur de télécommande .

La version initiale était asservie à une télécommande en kit chez Velleman K8050: un récepteur infrarouge 15 canaux, monté juste à coté de la sérigraphie du potentiomètre, et un boîtier émetteur K8049 de chez Velleman également. Le manque de souplesse de ce dispositif m'a fait remplacer l'ensemble par un module Arduino Nano qui autorise toutes les combinaisons de touches et de sorties . Le lien ici   renvoi vers le descriptif de ce nouvel asservissement  ...

Les mêmes dimensions que celles de mon ampli ont été respectées pour la réalisation du pré-ampli de manière a pouvoir poser l'ampli directement dessus; deux cotés en chêne rainurés afin d'y engager sur 2 mm une tôle inox polie glace pliée à la forme de la rainure. Le tout est maintenu par des tiges filetées de 4 mm et écrous borgnes en laiton. Sur ces dernières on suspend tous les circuits et platines, en respectant les risques de bouclage de masse... On prend bien soin de faire dépasser dessous la tôle la cellule photo-réceptrice infra-rouge pour qu'elle ne soit pas occultée...

Le circuit suivant (optionnel) est à incorporer dans un boîtier multi prises pour permettre de commander la mise en marche et arrêt de(s) ampli(s). Sur les cinq prises, on peut en commander que deux, par exemple, en coupant chirurgicalement la barre de pontage à l'intérieur ... (ça tient dans les modèles standard en lieu et place de l'interrupteur).

Les réglages :

D'une simplicité extrême, il faut juste équilibrer les niveaux par les potentiomètres multi-tours; Un géné BF et accessoirement un oscillo suffisent ... L'oscillo peut être remplacé par un multimètre si il comporte un calibre dB-mètre. On injecte sur chaque canal le même signal et on ajuste la sortie au niveau désiré en conservant un signal propre (là, l'oscillo est nécessaire).

Les dessins techniques du boîtier au format JPG:

Pre box (269.28 Ko)

Et tous les autres fichiers:

• Schémas de circuits sous Eagles
• Partlist du pré-ampli sous Eagles
• Sérigraphie des circuits sous Eagles
• Boîtier sous Visio Cad .

Pre files (518.23 Ko)