SPUD's, amplicateurs mono étage pour compressions et pavillons
#1
SPUD's, amplicateurs mono étage pour compressions et pavillons
Bonjour,

Ayant PASCAL BENOIST et moi-même terminé ces amplificateurs, nous allons essayer de résumer cette aventure.

Tout d'abord pourquoi un ampli 1,5 watt maximum juste avant écrêtage et pour quelle application ?

C'est l'histoire du fil droit avec le moins de composants possibles sur le trajet du signal et pour corser l'affaire avec une triode !

Donc un seul étage sans circuit additif ni contre réaction. Suite à la construction d’un premier SPUD pour ETF 2012, Pascal a choisi le tube russe 6S45P qui équivaut à la WE437A, à la célèbre EC8020 TELEFUNKEN, à la L3A/157M ou à la CV5112.

Mais avant, nous avons vérifié, par le calcul et la mesure, que ce fameux 1,5 watt maximum allait remplir sa mission sur des ensembles compressions avec leurs pavillons et en l'occurrence pour les essais TAD 2001 + EJLMC 600 et PB950 avec IWATA 220.

La pression acoustique moyenne généralement préconisée au point d'écoute dans un salon se situe entre 75 dbs et 80 dbs.

Si nous faisons le calcul avec la TAD 2001 qui a un rendement de 108 db /W/m, nous avons besoin d'une puissance de 0,016 watt pour 83,5 db au point d'écoute à 3 m.

   

Pour passer les "fortes" nous multiplions la puissance par 10 ce qui donne une puissance de 0,16 watt et 93,5 db.

   

Puis nous avons gardé un peu de réserve ce qui nous amène à 0,5 watt pour 98,4 db soit 15 db de dynamique pour le SE et 1 watt pour 101,5 db soit 18,5 db de dynamique pour la version SRRP.

   

   

Alors vous nous direz que tout cela est arbitraire et que cela dépend de la situation réelle. Alors nous avons fait les mesures de pression acoustique avec micro calibré pour se rendre compte de l'effet rendu. Un sinus à 3 KHz de 90 db procure un effet de pression sonore très élevé et dans le même temps nous avons également relevé la tenson en V rms aux bornes des hautparleurs : 400 mV rms soit 0,016 watt sur une charge de 8 ohms à 3 khz.

Un autre paramètre important était à prendre en compte : le bruit de fond sans modulation. Les 2 premiers prototypes construits par Pascal nous ont permis de faire des tests en situation réelle. Pascal a ensuite retouché les alimentations.

A suivre.

Pascal et Eric
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#2
RE: SPUD's, amplicateurs mono étage pour compressions et pavillons
L'amplificateur Single Ended à un seul tube et un seul étage.

Sur le schéma qui suit vous observerez que la partie concernée par le signal audio qui est dans le carré rouge, est réduite à sa plus simple expression, un potentiomètre (supprimable), 2 résistances et une LED ! Il est difficile de faire avec moins de composants. Il n’y pas de condensateur sur le trajet du signal.

   

Le reste fait parti de l’alimentation du tube qui gère le courant de repos de celui-ci et dans le même temps supprime le bruit de fond à la sortie de l’amplificateur.



Implantation et câblage.

Pour l’implantation des composants, nous avons essayé d’avoir le moins de trajet possible entre l’entrée du signal et la sortie (17 cm) et d’obtenir 2 parties distinctes, une audio et une alimentation.
Nous avons également éloigné le plus possible, le transformateur et la self d’alimentation de la partie audio.

Tous les fils rouges et verts que vous voyez sont soit des fils d’alimentation soit des fils de masses. Il n’y a en tout et pour tout que 2 morceaux de fil de 5 cm sur le trajet du signal. Le reste des connexions est faites avec les sorties des composants.

   



Performances techniques.

L’utilisation de composants de très haute qualité combinés à un schéma simple et efficace, nous a permis d’obtenir de très hautes performances.



Le bruit de fond

Le bruit de fond s’entend très facilement sur des moteurs à compression chargés par des pavillons. En plus de l’alimentation étudiée tout spécialement pour cela, l’implantation et le câblage doivent être irréprochables. Il n’y a aucun bruit de fond même l’oreille collée au pavillon.


Réponse en fréquences.

La réponse en fréquences est étendue dans le haut du spectre et volontairement limitée dans le bas.
Pour ce faire, Yves MONMAGNON a calculé des transformateurs de sortie tout spécialement pour cet amplificateur et c’est CHARLY DORIA qui les a réalisés avec succès.

Edité le 16 décembre 2013.
La version originelle de ces transformateurs portent la référence DA 201 et nouvelle version nommée DA 189 est faite pour aller plus loin dans le bas du spectre.

En mono étage d’une simple triode, nous atteignons 160 KHz à -3 db et 104 KHz à – 1 db avec aucun accident notoire et sans contre réaction ou dispositif similaire!

   



La distorsion.

Pascal a fait des tests de point de fonctionnement et de charge de sortie pour un minimum de distorsion. Attention, minimum ne veut pas dire nul, tout le monde sait que ce type d’ampli génère principalement de l’harmonique 2.
Un tri rigoureux des tubes par canal pour minimiser la distorsion est nécessaire, tout en obtenant un dégradé d’harmonique parfait à toutes fréquences.
En effet le µ de ces tubes ont des écarts d’un tube à l’autre et au vu de notre recherche de performance maximum, les tubes ayant la plus forte pente sont à sélectionner et à appairer.
Cela permet d’obtenir un écrêtage à la puissance maximale acceptable par les tubes et ainsi de retarder le transfert de H2 à H3 en cours d’écrêtage.

Le niveau de distorsion principalement composé de H2 est de 0,6 % à 0,16 watt ce qui n’est pas gênant à l’écoute. Il passe à 1,5 % à 0,5 watt, ce qui reste en deçà des limites généralement admises.

Nota : les harmoniques visibles de faible amplitude à partir de 10 KHz sont de la carte son de mesure et non de l’ampli.

Ci-dessous les dégradés d’harmoniques et niveaux de distorsion en fonction de la fréquence aux puissances d’utilisation et à 0,5 watt.

Le dégradé d'harmoniques à 0,016 watt

   

A 0,16 watt.

   

A 0,5 watt.

   

Nous observons que le meilleur dégradé est celui de 0,17 watt même si les autres ne déméritent pas. Cela signifie que l’ampli fonctionnera dans sa zone de travail optimal au-dessus de 0,017 watt et trouvera ses limites vers 0,5 watt.

La distorsion en % en fonction de la fréquence à 0,5 watt. Nous remarquerons sur cette vue que la distorsion remonte plus fortement à partir de 200 hz. Nous conseillons donc d’utiliser cet amplificateur dans les fréquences supérieures ou égales à 200 HZ.

Nota : par construction, cet amplificateur est fait pour fonctionner au-dessus d’une fréquence minimum de 100 Hz.

   

Pascal et Eric
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#3
RE: SPUD's, amplicateurs mono étage pour compressions et pavillons
L'amplificateur Single Ended à un seul tube et un seul étage.



Impédance de sortie et facteur d’amortissement.

Dû à leurs membranes très légères (de l’ordre du gramme) et à leurs champs magnétiques puissants, les ensembles compression et pavillons de haute qualité comme, JBL, ALTEC, TAD, WESTEN ELECTRIC….ont des facteurs d’accélération (FA) extrêmement élevés, de l’ordre de 20000. Pour un ordre de grandeur, un hautparleur électrodynamique de très haute qualité tels ceux fabriqués par LOWTHER ou FOSTEX aura un FA de l’ordre de 2000. Cela étant dit cet ampli peut très bien piloter ce type de HP chargés par un pavillon frontal. Nous en avons fait l’expérience avec succès.

Ce FA élevé combiné au niveau de pression du diaphragme ne nécessite aucun amortissement extérieur. Au contraire un fonctionnement le plus libre possible est fortement recommandé.

L’impédance de sortie de cet ampli est de 4,3 ohms soit un FA de 1,8 sous 8 ohms. Cela signifie que cet ampli amortit très peu la compression.



Distorsion de forme sur signaux carrés à 0,3 watt.

Nous remarquerons une légère inclinaison des signaux inférieurs à 1000 Hz qui est la conséquence des caractéristiques que nous avons imposées au transformateur de sortie ; cette inclinaison ne perturbe aucunement la restitution des signaux supérieurs à 100 Hz. En moyennes et en hautes fréquences la réponse sur signal carré à 10 kHz et 20 KHz est tout simplement proche de la perfection et à 40 KHz plus qu’acceptable !

Réédition du 23 / 09 / 2013

A 200 Hz.
   


A 500 Hz.
   



A 1000 Hz.
   


A 5 KHz.
   


A 10 KHz
   


A 20KHz
   


A 50 KHz
   

Comportement de la courbe de phase Vs fréquences, calculs et mesures.

Après cette première étude, il nous a semblé intéressant d'étendre légèrement la réponse de cet ampli dans le bas du spectre sans en faire un LB. L'utilisation dans le bas médium sera donc possible sans altération de ses performances dans le haut du spectre.

La première publication concerne les calculs de Pascal qui en fonction de l'inductance du primaire des transformateurs de sortie prévoit la réponse en tension et la réponse en phase de cet amplificateur. La phase commence à remonter partir de 200 Hz et la réponse en fréquence à partir de 100 Hz ( courbe en pointillés noirs).
Les courbes en pointillés rouges montrent l'extension prévue dans le bas du spectre et permettra un fonctionnement en dessous de 100 Hz avec le même transformateur DA201. Yves a fait les calculs en conséquences.

   

Nous avons vérifié par la mesure les calculs théoriques avec ARTA IMP en SIN SWEEP.

Sur la première vue en SIN SWEEP 48 K, la phase remonte bien plus fortement à partir de 200 Hz conformément aux calculs.

   

La réponse en fréquence est aussi conforme mais avec un démarrage de la coupure à 200 Hz en pente douce.

   

Ces mesures montrent avec quelle exactitude Pascal pour l'amplificateur et Yves pour les transformateurs ont des modèles de calculs très pertinent dans leurs approches.

La courbe de réponse du groupe délais renforce cette vérification et montre un départ de monté très fort à partir de 200Hz.

   

Nous allons ensuite examiner ce qui se passe dans le haut du spectre avec un SIN SWEEP EN 192K.

Comme sur le SRPP la phase descend en pente douce à partir de 5 KHz pour atteindre -18 ° à 80 KHz. Cela se traduit par un minimum de rotation de la phase dans la bande audible de fonctionnement de cet ampli. Sans sa réponse en fréquence étendue dans le haut du spectre cela n'aurait été possible.

   

La réponse de groupe délais nous confirme cette stabilité aux hautes fréquences.

   

Edition du 9 / 10 2013Réalisation

Afin que tout amateur éclairé puisse réaliser cet amplificateur, nous transmettons la nomenclature des pièces.
Pour des réalisations complètes à insérer dans des systèmes HR, nous contacter.


.pdf   BOM SPUD SE 6C45PI.pdf (Taille : 15,84 Ko / Téléchargements : 451)


Nous résumerons les écoutes des 2 amplis à la fin de ce rapport.

Et pour finir sur ce premier amplificateur une vue avec ces tubes montés.

[attachment=5544]

Pascal et Eric
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#4
RE: SPUD's, amplicateurs mono étage pour compressions et pavillons
Amplificateur mono étage à 2 tubes montage SRPP.

Ce deuxième amplificateur toujours à un seul étage fait appel à 2 tubes par canal en montage SRPP.
Le but est d’obtenir plus de puissance tout en gardant les mêmes avantages.

Sur le schéma qui suit vous observerez que la partie concernée par le signal audio qui est dans le carré de gauche, est également réduite à sa plus simple expression, un potentiomètre (supprimable), 4 résistances et une LED et un condensateur de liaison!

   

Le reste fait parti de l’alimentation des tubes qui gère la tension (courant) de l’ensemble et par conséquent son courant de repos et qui dans le même temps immunise la sortie du bruit de fond.



Implantation et câblage

Cet amplificateur est conçu comme le premier avec les mêmes règles d’implantation et de câblage. IL y a simplement une longueur supplémentaire de 2 cm de fil au niveau du condensateur de liaison.
Tous les composants de haute qualité sont appairés et leurs caractéristiques vérifiées.

   



Performances techniques.


Le Bruit de fond

Nous obtenons les mêmes résultats que sur le premier applicateur, pas de bruit !


Réponse en fréquences.

La réponse en fréquences est étendue dans le haut du spectre et volontairement limitée dans le bas.
Pour ce faire, Yves MONMAGNON a calculé des transformateurs de sortie tout spécialement pour cet amplificateur et c’est CHARLY DORIA qui les a réalisés avec succès sous la référence DA 200. Ils sont différents de ceux de l’amplificateur SE.

En mono étage SRRP, nous atteignons 148 KHz à -3 db et 90 KHz à – 1 db avec aucun accident et sans contre réaction ou dispositif similaire ! Même si dans le bas du spectre la courbe de réponse montre que nous pouvons descendre à 15 Hz, les transformateurs de sortie ne sont pas fait pour et nous nous limiterons à 50 Hz -3 db maximum. Cet amplificateur peut donc aussi travailler à partir du haut grave sur des compressions type WESTERN ELECTRIC qui coupent à 100 Hz ou des hautparleurs classiques de FA > 2000 pavillonés.

Cet ampli ne pourra pas être utilisé en-dessous de la limite de 50 Hz – 3db sans risque d’être endommagé.

   


La distorsion.

Pascal et moi-même avons fait des tests de point de fonctionnement et de charge de sortie pour obtenir un taux minimum de distorsion (THD, pour Total harmonic distortion ). Attention, minimum de veut pas dire nul, tout le monde sait que ce type d’ampli génère une distorsion propre aux tubes et caractéristique du montage.
Nous tenons à repréciser qu’un tri et un appairage rigoureux des 2 tubes par canal pour minimiser la distorsion sont nécessaires, tout en obtenant un dégradé d’harmonique parfait à toutes fréquences. En effet le µ de ces tubes montre des écarts d’un tubes à l’autre et au vu de notre recherche de performance maximum, les tubes ayant la plus forte pente sont à sélectionner et à appairer.
Cela permet d’obtenir un écrêtage à la puissance maximale acceptable par les tubes et ainsi de retarder le transfert de H2 à H3 aux fortes puissances.

Le niveau de distorsion principalement composé de H2 est de 0,9 % à 0,16 watt ce qui n’est pas gênant à l’écoute. Elle passe à 2 % à 1 watt.

Ci-dessous les dégradés d’harmoniques et niveaux de distorsion en fonction de la fréquence aux puissances d’utilisation et à 1 watt.

A 0,016 watt.
   


A 0,16 watt.
   

A 1 watt.
   


Nous observons que le meilleur dégradé est celui de 0,17 watt même si les autres ne déméritent pas. Cela signifie que l’ampli fonctionnera dans sa zone de travail optimal au-dessus de 0,017 watt et trouve ses limites vers 1 watt.

La THD en % en fonction de la fréquence à 1 watt.
   

Pascal et Eric
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#5
RE: SPUD's, amplicateurs mono étage pour compressions et pavillons
Amplificateur mono étage à 2 tubes montage SRPP.


Impédance de sortie et facteur de charge.

Les mêmes observations écrites pour l’amplificateur SE ci-dessus s’appliquent à celui-ci.
L’impédance de sortie de cet ampli est de 2,32 ohms soit un FA de 3,44 sous 8 ohms. Cela signifie que cet ampli amortit peu la compression.

Distorsion de forme sur signaux carrés à 1 watt.

De 100 Hz à 1000 Hz la réponse sur signal carré est très bonne. Il est nécessaire de prendre en considération la pente du signal carré d’entrée en bas de chaque vue. Au-dessus et ce jusqu’à 20 KHz les signaux sont tout simplement proche de la perfection et à 30 KHz est plus qu’acceptable!

A 50 Hz.
   


A 100 Hz.
   

A 500 Hz.
   

A 1000 Hz.
   

A 5 KHz.
   

A 10 KHz.
   

A 20 KHz.
   

A 30 KHz.
   


Phase et groupe délais.

Ces 2 paramètres ne sont généralement pas abordés ou, tout du moins les mesures faites ne sont généralement pas publiées.

Ces mesures ont été faites avec ARTA IMP et un Sin Sweep long 256K en 192KHz. Cela limite la mesure à la bande passante de la carte son soit 90 KHz.
Comme vous allez le voir, c'est juste suffisant pour bien voir le comportement de la phase d'un amplificateur et du groupe délais.

Phase SRPP canal gauche.
   

Nous voyons ici que la phase de ce SRPP descend régulièrement à partir de 5 KHz pour atteindre - 20 ° en 80 KHz. Ce qui est excellent car cela limite la rotation de la phase dans la bande audible. Il en aurait été tout autrement si cet amplificateur avait une bande passante écourtée ( 30 kHz ).

Groupe délais SRPP canal gauche.
   

La courbe de groupe délais nous confirme que pour l'instant la plage de travail est au-dessus de 50 Hz.

Réalisation

Afin que tout amateur éclairé puisse réaliser cet amplificateur, nous transmettons la nomenclature des pièces.
Pour des réalisations complètes à insérer dans des systèmes HR, nous contacter.


.pdf   BOM SPUD SRPP 6C45PI.pdf (Taille : 18,3 Ko / Téléchargements : 362)



Pour finir une vue de cet amplificateur avec ses tubes.
   


Avertissement important :
Les tensions continues peuvent être dangereuses. Celles de ces 2 amplificateurs sont respectivement 350 Vdc pour le SE et 540 Vdc pour le SRPP avec des pointes proche de 600 Vdc sur les condensateurs d'alimentation.

Tous les composants de l'alimentation doivent tenir les 630 Vdc, le potentiomètre et les galvanomètres aussi ( isolation / à la masse).
Si vous avez des doutes questionnez-nous s'il vous plaît.

Pascal et Eric
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#6
RE: SPUD's, amplicateurs mono étage pour compressions et pavillons
Réservé 4
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#7
RE: SPUD's, amplicateurs mono étage pour compressions et pavillons
Ecoute

Les premières écoutes des amplis version 1 et 2 ont été faites chez David à Angers.

Le système était composé de TAD 2001 + EJLMC 600 et David avait ses pavillons avec Hp's LOWTHER de 17 cm + un 18" en caisson central en dessous de 100 Hz.

Ces premières écoutes des prototypes de SPUD's étaient étonnantes de vitalité. C'est de là, qu'ait parti l'idée de fabriquer ce type d'amplificateur mais avec le moins de composants possibles (encore moins de condensateur et si possible pas du tout), la chose est faite !

Et bien, ils étaient aussi bons sur les TAD's que sur les pavillons LOWTHER coupant à 100 Hz de David. En passant, ceux sont de très bons pavillons avec des très beaux timbres.

Puis, Pascal a refait 2 autres prototypes que nous avons écoutés ensemble sur le système 4 voies (ONKEN / B15EX, IWATA 220 Hz / PB 950, EJLMC 600 / TAD 2001 et T925A à partir de 12 KHz) et qu’il m’a laissé pendant 9 mois.
Ces 2 prototypes (3 et 4) sont les pères des 2 présentés ici.

A part les SPUD's, les amplis présents étaient un 300 B LEGACY version personnelle, un 845 Angel version personnelle (driver 6SN7 EH + 5691 GE optimisés ) et un 845 Liang (nouveau driver 6AC7 WA GE + KT66 TUNG).

Premier constat, la scène sonore est plus précise, comme si un voile avait été enlevé.
Les chanteurs de chorales sont placés devant vous avec précisions et vous entendez la respiration de chacun d'eux.
Pascal leurs a d'ailleurs demandé de respirer en silence !

Les timbres des voies sont sublimes avec une présence folle.

Les timbres des instruments comme le violon, violoncelle, clavecin, piano... sont justes et très beaux.

Enfin les cymbales ou triangles sont bien définis dans l’espace avec un très bon respect des timbres.


Différences entre les 2 amplis :

Si le rendement descend vers 105 db au lieu de 108 db, le SRRP sera plus indiqué. Cela peut être le cas de certaines compressions ALTEC ou WE….

Le SE est bien dans son élément dans le médium et aigu avec un plus en transparence et en précision de la scène sonore.

Le SRRP a l’avantage de pouvoir travailler en plus dans le bas-médium. Il pourra également travailler avec des hauts parleurs pavillonnés de marque LOWTHER ou autres au-dessus de 50 Hz…..


Puis nous avons eu l'occasion d'écouter la dernière version du SE chez Yves sur les TAD 2001 + EJLMC 600. Cette dernière fait aucun bruit et est conforme à la version précédente.
Mais lors d'un meeting, il est impossible d'établir des certitudes par manque de temps et de recul.

9 mois d'écoutes et de réglages, nous ont permis d'appréhender correctement le sujet et de faire progresser ces amplificateurs.


A suivre sur ce chapitre.

Pascal et Eric
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#8
RE: SPUD's, amplicateurs mono étage pour compressions et pavillons
On attend les "réservés" 2, 3, 4 et 5....mais ça a l'air fichtrement séduisant, et ce, dés le bas médium...
Reste à écouter bien sur, mais l'écoute devrait suivre....
Vu le faible coût de la bête, je demanderai bien s'il est possible d'avoir une paire de transfos de sortie voir plus d'une paire !!!...
En tout cas, bravo pour le travail !!!
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#9
RE: SPUD's, amplicateurs mono étage pour compressions et pavillons
Bonjour Rendcar-cd,

Aucun problème notre but est d'être le plus flexible possible.

Le transfo de celui-ci s'appelle DA 201 et est fabriqué par Charly Doria. Mail : bobinaudio@freepointfr.

Nous pouvons fournir d'autres pièces comme les résistances américaines PRP technologie à très faible bruit ou les diodes ultra rapide à recouvrement progressif 1200V 8A.

Nous pouvons aussi livrer clef en main et réglé ou en kit ( à étudier).

Mais s'il vous plaît attendez un peu car il y a d'autres intéressés.

Cordialement.

Eric
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#10
RE: SPUD's, amplicateurs mono étage pour compressions et pavillons
Bonjour Eric,

en plus des écoutes sur compressions, typé haut-médium / aigu
si tu peux aussi par la suite nous donner les qualités de restitution sur HP "conventionnel" pavilloné ou grand pavillon,
pour situer les qualités en bas-médium, sur la zone des 200 hz où l'ampli commence à "couper"


Merci
Oliver
downsizing complet : L18P300 en clos / 215 sur BP Lolo JCA filtre GPA N1201 - NSD1480 sur 511 en bois
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