jeudi 7 août 2014

L'amplificateur SE 300B-iS Officina Tron-audio

Avec cet article, je souhaite vous décrire la réalisation d'un amplificateur SE d'exception utilisant un transformateur inter-étage à noyau amorphe pour piloter une triode de puissance 300B !

Cet appareil se distingue également par un design et une philosophie spécifique ainsi que par l'utilisation de composants et d'éléments de tout premier ordre !

En outre, j'ai également souhaité utiliser des matériaux à forte valeur ajoutée notamment pour la réalisation de la plaque supérieur comme le POM pour le prototype et le cuivre massif pour la version finale.

Introduction En construction...

Suite à la réalisation et les excellents résultats sonores obtenu avec la dernière version de mon PSE 300B-IS Officina j'ai souhaité réaliser cette même configuration mais en version Single End. En effet, les résultats obtenu dans une écoute large bande sont de très haut niveau ! Je dirais même que cette configuration muni de ces éléments est pour moi une référence en terme de transparence et de réalisme ! 

Comme décrit dans mon article dédié au PSE 300B-IS Officina le SE 300B-IS Officina présenté ici suit exactement la même philosophie mais utilise des éléments propres et dimensionnés en conséquence notamment en ce qui concerne le TRA, le TRS et la self. Bien entendu, l'étage de sortie n'emploie qu'une seule triode de puissance et offre moins de puissance env.10W, mais peu importe finalement si nous disposons d'enceintes appropriées. 


300B-Is Officina sans Logo

300B-Is Officina sans Logo

SE 300B-Is Officina associé à des Audio Note an-e spe


Patine spécifique vintage de la face avant 


Comme dans toute réalisation à tubes qui plus est dans une configuration single ended le premier choix à faire et le plus critique sans doute et celui du TRS (transformateur de sortie) à employer. Comme vous le savez ce dernier est la pierre angulaire et l'un des éléments essentiel de l'amplificateur et il impactera en grande partie les résultats qui seront obtenus.

Etant donné la configuration retenue ici le cahier des charges du TRS sera moindre notamment en ce qui concerne le courant de saturation du noyau et la puissance à transmettre. Nous pourrons ainsi choisir dans une plus large gamme le transformateur de sortie à employer. 

Il existe différentes marques et modèles que l'on pourra utiliser dans ce projet comme par exemple avec des références proposée dans la gamme Lundahl transformersOu encore souhaiter utiliser des référence vintage très connues comme : Tango, Hashimoto ou Tamura. Personnellement, j'ai choisi et sélectionné dans la gamme Monolith Magnetic’s en l'occurrence le modèle SA-9 avec noyau amorphe. Dans la foulée j'ai également sélectionné le transformateur inter-étage également avec noyau amorphe la référence ITA-01.

Le schéma général

Comme pour le PSE (Parallèle Single Ended) j'ai repris le même circuit de pré-amplification et utilisé le même tube pilote. Cet arrangement comme vous le savez et mon clin d’œil personnel à Susumu Sakuma San célèbre concepteur Japonnais. Pour ceux d'entre vous qui ne le connaissent pas vous pourrez sans autre trouver le lien de son site sur ma liste de liens ou vous renseigner sur la toile ou encore visionner cette très belle vidéo de présentation.

Susumu Sakuma San

Ci-dessous mon schéma avec les choix technique mis en oeuvre. Comme vous pouvez le voir c'est très simple, et c'est là toute la difficulté car le plus difficile justement c'est de faire simple ! 

 Schéma général du SE 300B-IS mono Officina

Dès lors, vous pouvez à travers cet article choisir de le réaliser fidèlement en suivant mes conseils et/ou suggestions ou vous en inspirer et réaliser une version plus personnelle. 

L'alimentation générale

Comme vous vous en doutez on ne peut réaliser un SE ou un PSE de qualité sans porter une attention toute particulière à l'alimentation générale. Cette dernière se doit d'être bien pensée, bien conçue et correctement découplée car elle contribuera grandement dans les résultats qui seront fournis par l'étage de puissance ! Gardez à l'esprit que l'on n'amplifie pas un signal entrant mais qu'on module l'alimentation par son intermédiaire. Comme j'aime à le dire une bonne alimentation se doit d'ouvrir grand et vite !

Fidèle à mon habitude je privilégie la plupart du temps une alimentation à valve associé à un transformateur d'alimentation réalisé sur mesure et une cellule de filtrage CLC optimisée. Cette dernière pourra ici indifféremment utiliser une valve à chauffage direct de type 5U4G ou indirect comme la GZ34. Notez qu'en utilisant cette dernière et du fait de sa résistance interne plus faible la valeur de la tension d'alimentation sera plus importante 50Vdc environ. 


Schéma général de alimentation du SE 300B-IS Officina

Dans ce projet et pour cette section, j'ai privilégié et employé deux types de condensateurs différents les premiers sont de type PP (Polypropylène) et le second un PIO (Paper In Oil). Pour leurs valeurs et la marque voici ce que je vous suggère dans l'ordre : 30uF/630Vdc Tube Cap de Mundorf, ensuite après la self un 100uF/550Vdc Tube Cap Mundorf, 33uF ou 47uF/630Vdc Obligato Film Oil. Ces dernières valeurs pourront et devront être adaptées selon les caractéristiques de la self réellement implémentées dans votre réalisation.

Il est bien sûr possible d'utiliser dans ce projet une polarisation négative de grille pour l'étage de puissance dans ce cas il faudra en tenir compte et l'inclure dans les spécifications à fournir au bobineur pour la réalisation de votre transformateur d'alimentation. Si par contre on adopte une polarisation par Rk et tenant compte du point de polarisation fixé à 400Vdc/80mA la tension B+ nécessaire sera d'environ 490Vdc !




La self est également un élément très important, elle doit être dimensionnée correctement et tenir compte de la consommation du montage. Dans cette configuration je l'ai dimensionnée à 10H/110mA. Tout comme le TRS et le TRI j'ai choisi du sur mesure réalisé par Monolith Magnetic's. Toutefois, il existerai une alternative en utilisant une références du catalogue Hammond en l'occurrence le modèle 193J ou encore sa version Potted 193JP

Le transformateur inter-étage 

Autre élément très important dans la configuration retenue ici, le transformateur inter-étage. 
Pour ce composant très important j'ai également choisi un modèle spécifique chez Monolith Magnetic’s il s'agit du modèle ITA-01 Amorphe. Ceci étant dit, il est clair pour moi que l'utilisation d'un transformateur IS ne procurera pas la même texture sonore ni même une reproduction d'ensemble comparable à une liaison par condensateur, c'est différent, très différent....

Cette technique à bien sûr ses partisans et certains d'entres eux disent que du point de vue des résultats sonores c'est meilleur si c'est bien dimensionné, bien réalisé et que le transformateur et de bonne qualité. Quoi qu'il en soit, cette technique à tendance à disparaître parce que comme vous vous en doutez sa mise en oeuvre augmente le coût de l'appareil d'autant plus que la qualité du transformateur utilisé est élevé ou que les matériaux qui le composent sont plus spécifiques. Je pense notamment à l'utilisation d'un noyau amorphe ou mieux encore avec du Finemet® Nanocristalin Ensuite, bien sûr parce qu'il y à de moins en moins de bobineur susceptible et/ou capable de bobiner un transformateur IS avec d'excellente qualités !

Les transformateurs inter-étage ITA-01

Ceci étant dit, une configuration avec un transformateur inter-étage et un peu plus difficile à mettre en oeuvre et à optimiser qu'une configuration avec un condensateur de liaison. En cause les nombreux paramètres à prendre en considération comme l'impédance, l'inductance, la charge, le rapport du transformateur (élévateur/abaisseur) et/ou le choix du tube pilote à employer.

Transformateur Vs condensateur de liaison

Comparativement et très honnêtement une configuration bien réalisée avec un transformateur inter-étage de qualité et avec de bons composants annexe procure d'excellents résultats subjectif. Personnellement je dirais même que dans l'absolu je la préfère à la liaison par condensateur tout particulièrement dans la reproduction du grave et du médium. 

A contrario, certains pourront penser qu'il en serai autrement dans le haut du spectre ! C'est vraisemblable parce que les exigences de transfert d'un transformateur audio de part et d'autres du spectre sonore sont contradictoires. Aussi tout l'Art du bobineur et de trouver un ou le compromis idéal afin de satisfaire l'un et l'autre. 

A ce constat, j'ajouterais que cela dépends aussi de sa qualité intrinsèque, des matériaux utilisé pour sa réalisation et aussi du rapport employé. Quoi qu'il en soit, je trouve cette configuration vraiment très musicale et très transparente à tous les niveaux ! Son seul défaut et que c'est plus cher si on souhaite aller jusqu'au bout avec cette configuration.

Certes le coût est plus élevé, mais cela reste très relatif car honnêtement quand on se pose la question : que recherche t'on ? Des performances objectives mesurables ou des performances subjectives ? 

Chaque concepteur se doit ou devrais répondre à cette interrogation et au minimum trouver un compromis satisfaisant dans une configuration donnée. En ce qui me concerne pour ce projet comme pour tout les autres c'est en premier lieu les performances sonores qui sont recherchées ! Donc à quoi bon économiser ici ou là ? Je vous conseille donc d'employer et de faire le meilleur tout de suite.

Le tube pilote ou driver

Le tube que j'ai sélectionné pour être associé au TRI est aussi beau que performant ! Il s'agit d'une triode spécifique. L'EML20A Mesh du constructeur Emission LabsCette magnifique triode nous offre une exceptionnelle linéarité un facteur d'amplification de 22,5 ainsi que des caractéristiques tout à fait intéressantes pour cette fonction.

EML 20A-Mesh plate

Courbes caractéristiques de l'EML 20A-M

Le tube de puissance 300B 

Vous pouvez bien entendu utiliser n'importe quel modèles de 300B pour ce projet, il en existe d’ailleurs un grand nombre de modèles !  Au besoin reportez-vous à mon article : 
La mythique triode de puissance 300B. Toutefois je vous conseille d'opter pour le modèle standard de chez Emission Labs, en l'occurrence la référence EML 300B. certes c'est plus cher, environ 400 Euros à l'export, mais selon moi cela en vaut vraiment la peine d'autant plus qu'Emission Labs offre une garantie sur sa production de 12 à 18 mois et accessoirement aussi parce qu'on utilise un tube pilote du même constructeur ! Noter que l'on peut également pousser jusqu'à utiliser et employer une valve EML 5U4G


EML 300B

Le step-up d'entrée 

Hormis le souhait de me rapprocher de la philosophie " Sakuma San " dans la réalisation de ce projet l'emploi d'un step-up d'entrée nous apporte un avantage important ! En effet, il nous permets une isolation galvanique entre la source et l'amplificateur ce qui éliminera de facto toute problématique liées aux boucles de masses puisque le transformateur ne transmet que le mode différentiel et rejette le mode commun ! J'ajoute que cette problématique et d'autant plus importante dans la réalisation d'un ampli avec 2 blocs distincts ! 

Il existe divers constructeurs pour l'achat ou la réalisation d'un step-up d'entrée de qualité. Cependant et pour plusieurs raisons j'ai d'emblée souhaité utiliser une des références qu'offre la gamme très étoffée que l'on trouve chez Lundahl Transformer's ! En outre, le distributeur auquel je me suis adressé Mr.Christian Bubendorf, de CERES Electronique et très sympatrique, compétant et de bons conseils. C'est également pour cela que je vous recommande de passer par son intermédiaire..

Le modèle que j'ai finalement retenu pour ce projet et le LL1676 à noyau Amorphe ! Bien entendu d'autres référence pu convenir, mais voilà, ils n'ont pas tous un noyau amorphe !

LL1676 Amorphous core

Pour la mise en oeuvre, le raccordement, la configuration et une fixation correcte de ces magnifiques step-up d'entrée j'ai d'emblée choisi de réaliser un PCB spécifique très pratique. Ce dernier ne mesure que 70 x 40mm ! 

Le step-up d'entrée peut selon la configuration retenue être configuré à choix avec un rapport 1:1 ou 1:2 à l'aide de cavaliers. En mode standard il est bien entendu monté en élévateur il nous procurera avec le gain du pilote une sensibilité théorique de l'ensemble d'environ : 1,56Vrms.


Raccordements du Step-up LL1676

Schéma de raccordement

Une carte d'alimentation compacte 

Pour ce projet il vous est possible d'utiliser ou de vous inspirer de la carte d'alimentation compacte 5U4G/GZ34 dont je fais une description complète ailleurs sur mon Blogg. 

Pour infos, je proposerais très prochainement une seconde carte (sans la section régulation HT et avec une seule section BT). Elle sera décrite et disponible je pense en kit. Cette dernière outre être très compacte dispose de quelques particularités intéressante dont la possibilité de monter à choix les composants sur l'une des 2 faces ce qui autorise un montage interne ou externe.


L'alimentation des filaments cathode

Pour réaliser cette tâche dans de bonnes conditions, il est possible d'utiliser les modules T_Rég Officina. D'autres solutions sont possible et vous pouvez sans autres voir ceux que je suggère et conseille d'utiliser dans l'article dédié !

Les modules T_Reg Officina

La plaque supérieure

Dans mon design la plaque supérieure supporte tout les éléments comme les transformateurs, la fiche IEC, les prises haut-parleurs, rca ainsi que toute l'électronique. Cette façon de faire est très pratique et m'apporte de réels avantages en terme de design, de câblages et aussi d'ordre pratique. 

Toutefois, il faudra pouvoir disposer d'une machine outil à commande numérique (CNC) ou alors la sous traiter et la faire usiner via des plans ad hoc. Ceci étant dit j'envisage une autre possibilité plus pratique et très rapide qui serait de proposer le service de commander les plaques " mon empreinte " spécifique à ce projet directement via un portail industriel comme Schaeffer ! Une fois réalisé ces plaques parfaitement usinées et traitées seraient à la portée de tous ceux qui le souhaiteraient. Elles pourraient même au besoin être personnalisée avec un coloris ou une gravure.

J'évalue donc la faisabilité de cette possibilité avant de pouvoir réellement vous la proposer Toutefois vous pouvez sans autre me contacter pour vous en informer.

Plaque supérieure SE 300B-IS Officina.dxf

Matière de la plaque POM Vs Cuivre

La plupart du temps, j'usine mes plaques dans de l'aluminium et selon le degré de finition que je souhaite obtenir je fais traiter les surfaces par éloxage, sablage, micro billage, et/ou traitement divers ! Toutefois et comme j'avais déjà réalisé quelques usinage j'ai souhaité utiliser pour le prototypage un matériaux vraiment pas courant en audio le POM !

Plaques de POM

Le polyacétal (POM) est un matériaux thermoplastique dont le degré de cristallinité est élevé caractérisé par une haute solidité et rigidité ainsi que par une stabilité dimensionnelle élevée. Cette matière est comme l'alu disponible en plaque qui peuvent être si on le souhaite de différents coloris. On peux également atteindre un très haut degré de finition comme par exemple avec la platine analogique " Performance " avec plateau et finition en POM de Clearaudio. 

Les plaques supérieures en POM du 300B-IS Officina 

Vue des plaques gauche & droite

Détails usinage et chambrage

Détail usinage emplacement tube

Quelques vues avec une plaque usinée en POM

Vue de face

Vue générale avec transfos

Vue arrière

Vue de détail

Vue de détail de l'usinage

Détails d'usinage de la plaque

Vues avec plaque en cuivre...

Ceci étant dit et conformément à mon objectif une version plus noble sera réalisée en utilisant des plaques en cuivre massif ! Ci-dessous quelques vues des plaques de cuivre usinées avant le traitement de surface.

Plaque cuivre en cours d'usinage

Contrôle placement avant finition



Le châssis et la mécanique des pieds 

Comme vous le savez peut-être j'aime soigner les détails...tout les détails ! Dès lors je ne pouvais pas me contenter de simple bout de gomme en guise de pieds. C'est pourquoi j'ai souhaité aller un peu plus loin en laissant libre court à quelques idées...en voici une qui pourra en plus être adaptée à des pieds réalisés sur mesure de différentes hauteur ou avec différents matériaux.



Pieds standard et vis micrométrique 

Support de pieds et fixations

Vue support et pied

Budget du SE 300B-IS Officina

Cette réalisation sans compromis utilise des éléments, composants et transformateurs de grandes qualités. Ces derniers par exemple sont fabriqués et fournis par des artisans reconnu pour leurs compétences et leurs savoir faire. Selon le besoin du projet une feuille excel regroupant  les pièces principales et leurs coûts pourrait être fournie  ! SE 300B-IS Officina.xls

Mesures objectives...

Texte...

Et subjectivement parlant...  

Texte...

a suivre....








6 commentaires:

  1. Magnifique réalisation.
    Schéma très intéressant, je suis moi même adepte de la liaison par transfo. Donne beaucoup d'aisance et d'aération. Je vais suivre avec intérêt.
    Fred Musset

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    Réponses
    1. Bonjour Fred,

      Merci de ton commentaires cela me fais plaisir.
      Oui absolument...de l'ouverture et de l'aération ! :):)

      N'hésite pas si besoin d'infos ou simplement pour échanger nos impression de mélomane passionnés !

      Meilleures salutations. Tony

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  2. Je voulais juste remercier Tony, non seulement pour son travail mais aussi pour sa passion, son temps et sa patience à mon égard.
    Le travail qu'il a réalisé sur mon SE 300-is est remarquable. Je pense qu'il m'aurais fallut dépenser plusieurs fois son prix pour avoir l'équivalent. Au niveau performance cela va au delà de mes attentes. je ne peux que vous conseiller de prendre contact avec Tony pour venir vous en rendre compte par vous même...

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  3. Hello Fred,

    Merci pour ton commentaire ici !

    Comme tu t'en doute je suis extrêmement heureux que tu soit satisfait. Note bien que comme je te l'ai dit nous optimiserons les quelques détails ensemble et in situ à savoir chez toi directement dans ton environnement et avec tes enceintes afin que tout soit optimisé Pico Bello !

    je m'en réjouis d'avance. Meilleures salutations. Tony

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  4. Bonsoir Tony

    Je suis toujours admiratif de tes réalisations. J'ai jeté un coup d’œil sur la réalisation de tes châssis. C'est très pro.
    Le schéma d'inspiration Sakuma, ça va marcher... Je suis sur la même piste.
    Encore bravo.

    Thierry

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  5. Hello Thierry,

    Content de te lire...Merci pour ton compliment ça me fais plaisir !

    Effectivement cet arrangement avec ces composants procure d'excellents résultats...je dirais même que pour moi c'est une référence !

    Comme tu t'en doute j'ai pas mal de choses en cours et pleins de nouveautés pour la rentrée. J'essaie de faire au mieux pour mettre à jour mon blog mais cela prends quand même du temps. Quoi qu'il en soit je vais d'ici quelques jours mettre quelques news dont ma visite chez Klinger Favre et de nouvelles photos ainsi que du câblage interne réalisé en Argent/teflon pour l'occasion.

    A bientôt donc et n'hésite pas à commenter et/ou demander si besoin.

    Meilleures salutations. Tony

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