Electronique > Réalisations > Atténuateur BF 004

Dernière mise à jour : 15/05/2011

Présentation

L'atténuateur audio variable présenté ici a été conçu pour être intercallé entre une sortie BF niveau "ligne" et une entrée BF niveau "micro" d'un micro émetteur HF dont l'entrée ne pouvait pas être configurée en entrée ligne. J'en avais besoin pour un petit tournage cinema avec un enregistreur 4 pistes Sound Device 744T et un émetteur HF Sennheiser, pour permettre à la réalisatrice d'entendre tout ou partie des prises de son devant son moniteur de contrôle vidéo. Je souhaitais pouvoir faire varier le taux d'atténuation car je voulais pouvoir adapter cet atténuateur à plusieur niveaux de sortie ligne (-10dB, +4 dB et +12 dB) et à différents types de micros HF aux sensibilités d'entrée parfois "variables". Pour la fonction de variation du taux d'atténuation, j'avais le choix d'utiliser des potentiomètres (continuement variable), des rotacteurs mécaniques (par exemple 4 ou 6 plots / pas fixes) ou un simple inverseur (choix entre deux ou trois valeurs). J'ai choisi la dernière méthode mais vous communique plusieurs schémas, à vous de choisir celui qui vous fera craquer.
- Schéma 004 : version de base avec taux d'atténuation fixe de -20 dB, -40 dB ou -60 dB;
- Schéma 004a : version avec taux d'atténuation continuement variable entre -20 dB et -50 dB;
- Schéma 004b : version à deux ou trois positions fixes, avec inverseur.

Avertissement

Ce montage a été étudié pour des fonctions de retours ou d'enregistrements de contrôle, pas pour de la prise de son directe déportée (je n'en verrais de toute façon pas l'intérêt).

Schéma 004 de base

Les schémas proposés par la suite sont dérivés du montage suivant. 

att_bf_004

Cet atténuateur stéréo avec entrées symétriques et sorties asymétriques a été conçu et utilisé de nombreuses fois pour raccorder des sorties lignes symétriques de consoles ou traitements de son sur un ordinateur portable dont l'entrée micro / ligne ne pouvait supporter un niveau d'entrée élevé (avec transfos BF ou PC sur batterie et non alimenté par secteur pour éviter au mieux les cochonneries audio typiques de ce genre de raccordement). Le taux d'atténuation est fixe, aucun organe de réglage ne permet de le modifier. Il faut donc savoir au moment de sa construction quelle est l'atténuation requise. Les valeurs de composants sont spécifiés pour une atténuation de 20 dB, 40 dB ou 60 dB, selon choix des résistances R1 et R1' (précisions sur le schéma lui-même). Pour les schémas qui suivent, on joue sur la valeur de R1 et R1' pour modifier la valeur d'atténuation. Voir aussi page Atténuateur BF fixe.

Remarques
- les schémas proposés sont de type stéréo ou double-mono, mais il va de soi qu'on peut n'en construire que la moitié pour une application purement mono.
- l'utilisation de cet atténuateur ne se réduit pas à la connection d'une sortie ligne de mixette ou enregistreur vers un micro-émetteur HF. On peut l'utiliser pour d'autres applications, par exemple relier une sortie talkback d'une console sur l'entrée micro d'un talkie-walkie pour pouvoir faire profiter à plusieurs personnes d'un même "réseau d'ordre". Merci à Thierry pour cette suggestion !
- sur mon deuxième proto de cet atténuateur (photos plus loin), j'ai placé une résistance de 100 ohms entre les broches 1 et 3 de la XLR. Si branchement sur sortie symétrisée de façon électronique, le point froid se trouve chargé sous une impédance de 100 ohms. Et si branchement sur sortie symétrisée par transfo BF, fermeture de la boucle secondaire transfo via résistance 100 ohms. Certes avec une petite atténuation, mais comparée à celle apportée par la résistance R1 (R1'), pas de soucis à se faire.

Schéma 004a

Version avec taux d'atténuation continuement variable entre -20 dB et -50 dB.
Voyez donc comme on peut parfois se simplifier la vie avec une poignée de composants... Le schéma qui suit est en effet complet, ne manque que le boitier.

att_bf_004a

Principe général
L'amplitude d'un signal BF provenant d'une sortie ligne (ordre de grandeur quelques centaines de mV) est trop élevée pour attaquer directement une entrée micro qui réclame un signal d'amplitude bien plus faible (ordre de grandeur quelques mV). Il faut donc atténuer l'amplitude du signal de sortie ligne pour que l'attaque sur l'entrée micro se fasse dans de bonnes conditions et sans distorsion. L'atténuation à apporter dépend du niveau de sortie réel de la sortie ligne et de la sensibilité (et de la marge de manoeuvre) de l'entrée micro. Cette atténuation doit globalement être de l'ordre de 40 dB mais dans des cas "extrêmes" 20 dB suffisent et parfois il faut 60 dB. Le travail peut être réalisé très simplement par deux résistances montées en pont diviseur, sachant que le taux (facteur) d'atténuation dépend du rapport de valeur entre les deux résistances utilisées. En utilisant deux résistances fixes, le taux d'atténuation est fixe, et si on utilise une résistance fixe associée à une résistance variable (potentiomètre), alors le taux d'atténuation peut être ajusté. Dans le cas présent les valeurs de résistances et potentiomètres ont été choisies de telle sorte que le taux d'atténuation soit compris entre 20 dB et 50 dB. Le principe n'est guère difficile et est expliqué plus en profondeur à la page Atténuateur BF fixe.

Taux d'atténuation
Le taux d'atténuation dépend des valeurs données aux composants R1, R3, R4 et R5, ainsi que de celle donnée à la résistance R2. A cause de cette dernière, il varie aussi en fonction de l'impédance d'entrée de l'entrée micro (ordre de grandeur quelques dB). Des valeurs "globales" sont données ci-après en fonction de la course (en pourcentage) du potentiomètre RV1 ou RV1', avec des potentiomètres de type logarithmique avec broche "1" ou "E1" relié au connecteur d'entrée XLR (broche du potentiomètre que l'on brancherait à la masse s'il était utilisé pour un réglage de volume standard).

0% : -19 dB
10% : -25 dB
20% : -28 dB
30% : -32 dB
40% : -34 dB
50% : -36 dB
60% : -38 dB
70% : -40 dB
80% : -43 dB
90% : -46 dB
100% : -52 dB

La résistance R1 (R1') sert de résistance talon, elle limite le taux d'atténuation à une valeur minimale quand le potentiomètre est en position de résistance minimale. Les courbes de variation selon position du curseur du potentiomètre vous excite au plus haut point ? Alors hop !

Arrêt tension continue
Certaines entrées micro sont susceptibles de délivrer une tension continue de quelques volts pour polariser (alimenter) le microphone - souvent de type electret - qui y est raccordé. C'est à ma connaissance toujours le cas avec des micro-émetteur HF. Cette tension continue éventuelle n'a aucun intérêt à remonter à la source BF niveau ligne, ce qui explique la présence des condensateurs de liaison C1 et C1' en sortie de l'atténuateur. Il y a peu de risques que cette tension continue - assez faible en soi - cause des dommages à l'électronique de la source, mais il arrive qu'une distorsion audible apparaisse. Alors autant limiter au maximum le risque de se retrouver avec un signal inutilisable ou désagréable à entendre. La valeur du condensateur est choisie pour ne pas atténuer trop les fréquences basses, en tenant compte de l'impédance d'entrée micro qui est de l'ordre du kOhm. Baisser la valeur de ce condensateur à 47 uF ou à 22 uF si vous souhaitez remonter la fréquence de coupure dans la partie basse du spectre, ce qui équivaut à moins laisser passer les basses (ce qu'on peut se permettre pour une écoute de contrôle, même si un filtre passe-bas a déjà été mis en place au niveau de la prise de son, sur micro et/ou enregistreur). En temps normal, une valeur de 47 uF à 220 uF convient parfaitement. En ce qui concerne la tension de service de ces condensateurs, une valeur de 16 V est amplement suffisante, on n'a pas affaire ici à des tensions d'alim phantom de 48 V. Et comme la taille physique des condensateurs dépend de leur tension de service, pas besoin d'en ajouter à ce qu'on doit déjà se trimbaler.

Rôle de l'interrupteur SW1
SW1, quand il est fermé, relie la broche 3 des XLR d'entrée à la masse. A ne faire que si les sorties ligne utilisées se font sur transfo BF. Si les sorties ligne sont de type électronique (cas le plus fréquent de nos jours) l'inter SW1 doit rester ouvert. A la limite, si vous comptez utiliser cet atténuateur sur un ou plusieurs appareils que vous connaissez bien, vous pouvez supprimer SW1 et adopter de façon définitive la configuration qui vous convient.

Choix des potentiomètres et du boîtier
Il est impératif d'utiliser des potentiomètres de très bonne qualité, étanches et à piste plastique ou cermet. Si vous souhaitez juste expérimenter le procédé et ne pas utiliser l'atténuateur en condition réelle de tournage ou de scène, vous pouvez utiliser un potentiomètre classique bon marché non étanche à piste carbone, bien moins cher mais aussi bien moins fiable dans le temps. Pour le boîtier, vous pouvez partir sur un modèle plastique tant que vous restez dans le domaine de l'expérimentation. Au-delà de ce type d'exercice, boitier métal impératif !

Schéma 004b

Version avec deux ou trois valeurs fixes d'atténuation. Quasiment la même chose que le schéma précédent, on remplace juste le potentiomètre par un "set" de résistances commutées par un inverseur avec ou sans position centrale.

att_bf_004b

Le facteur d'atténuation dépend cette fois des résistances R1, R4 et R5 mises en service dans le circuit d'entrée. Pour ma part j'ai utilisé pour SW2 un double inverseur (type DPDT) avec position centrale verrouillée (style ON-OFF-ON), ce qui me permet de jouer avec trois positions au lieu de deux. En position centrale les deux résistances R4 et R5 (R4' et R5') sont hors circuit et seule la résistance R5 (R5') est en service. La valeur d'atténuation est alors la plus forte et atteint 60 dB. Si l'axe de l'inverseur SW2 est orienté vers R4 (R4'), alors les deux résistance R1 et R4 (R1' et R4') se trouvent en parallèle et conduisent à un taux d'atténuation voisin de 40 dB. Si maintenant l'axe de l'inverseur SW2 est orienté vers R5 (R5'), alors les deux résistance R1 et R5 (R1' et R5') se trouvent en parallèle et le taux d'atténuation chute alors aux alentours de 20 dB. Si pour SW2 vous optez pour un double inverseur classique sans position centrale (style ON-ON), vous devez choisir les deux valeurs d'atténuation qui vous conviennent le mieux, par exemple -20 dB et -40 dB. Dans ce cas, deux résistances suffisent et non trois, par exemple R1 et R4 sans R5.

Remarque : avec ma méthode (inverseur trois positions), on se trouve avec un taux d'atténuation dont la valeur n'évolue pas "linéairement" avec la position de l'inverseur. En allant de "gauche à droite", on dispose de -40 dB / -20 dB / -60 dB et non pas de -20 dB / -40 dB / -60 dB. Personnellement ça ne me gêne en aucune manière.

Prototypes

Réalisés pour les versions 004 (atténuateur fixe) et 004b (atténuateur variable avec inverseur).

Proto 004-001
Composants directement intégrés dans le corps des XLR.

att_bf_004_proto_001a att_bf_004_proto_001b

Pensez à mettre du scotch ou autre isolant autour des composants avant de refermer les connecteurs XLR si ces derniers ne possèdent pas de capuchon plastique de protection.

Proto 004-002
Même topo qu'avec le proto précédent, tous les composants sont intégrés dans le corps des connecteurs XLR. Mais cette fois j'ai utilisé des cordons BF plus gros, ça me rassure.

att_bf_004_proto_002a att_bf_004_proto_002b att_bf_004_proto_002c

Là je n'ai pas mis de scotch parce qu'il y avait déjà le système de protection en plastique qui fait barrage entre broches et corps principal. Comme les cordons BF étaient plus gros et qu'on ne pouvait pas en faire passer deux dans le petit gabarit du connecteur jack stéréo 3,5 mm, j'ai du jouer des raccords pas catholiques et de la gaine thermorétractable.

att_bf_004_proto_002d att_bf_004_proto_002e

Voilà le résultat, un poil plus "pro" que ma version précédente. L'avenir me dira si j'ai fait mieux.

Proto 004b-001
Composants mis à l'abri dans un boitier métal.

att_bf_004b_proto_001a att_bf_004b_proto_001b att_bf_004b_proto_001c

Comme on peut le voir, montage en l'air des composants, pas de circuit imprimé. Je ferai une sérigraphie imprimée plus présentable que celle actuellement dessinée au crayon de papier. J'ai utilisé des jacks TRS et non des XLR pour les entrées symétriques, simplement parce que le seul boitier métal que j'avais sous la main au moment de faire le proto n'était pas assez haut pour faire tenir des XLR. Ce qui implique (dans mon cas) l'usage d'un câble symétrique XLR / Jack. Ca va, je sais faire. Petit point qui me gêne tout de même un peu avec mon boitier, la position des inverseurs que j'aurais préféré placer entre les prises d'entrée et/ou de sortie pour disposer d'un boitier "plat" et plus facile à caser avec les autres équipements. Tel quel, je ne peux rien poser dessus et si un objet lourd tombe dessus, le risque de casser les commutateurs est plus grand.

Alimentation

Ce qui est bien avec ce type de montage, c'est qu'on dispose d'un signal audio dont l'amplitude est trop importante et qu'on veut diminuer. Pour cela point besoin d'alimentation.

Circuit imprimé

Non réalisé, les composants peuvent être monté en l'air sans aucun soucis. Pour mes atténuateurs fixes ligne / micro, je mets tous les composants dans le corps même des prises XLR (voir photo proto schéma de base 004-001 et 004-002). Pour les condensateurs de liaison, utilisez de préférence des modèles bas profil et/ou miniatures, mais surtout pas des tantales goutte !