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Dernière mise à jour : 23/01/2011

Alim Green - Vu-mêtre Green - Résumé des discussions

Avertissements

Ce montage ne m'appartient pas ! Site d'origine : 1176neve.
Depuis 2011, le lien d'origine ne fonctionne plus, peut-être pour des questions de droits d'auteur. A ce jour, possibilité de retrouver des traces du projet d'origine (V14) aux adresses suivantes :
http://www.nrgrecording.de/green_pre.pdf
http://www.mhumhirecords.org/DIYpages/Green/_V14-All.gif
Discussions sur la réalisation de ce préampli sur le forum d'AudioFanzine Les mains dans le cambouis - Fabriquer un préampli micro.

Présentation

Le Green Microphone Preamp est un préamplificateur pour microphone basé sur une association transistors / circuits intégrés (aucune lampe), reconnu comme étant de haute qualité. Je ne l'ai personnellement pas réalisé, mais la structure de son schéma électronique me laisse penser qu'il s'agit d'un très bon produit (mais mon avis personnel s'arrête là). Il est doté d'une alimentation phantom (+48V) débrayable. La version dont il est question ici est la V9, même si l'auteur met désormais à disposition le typon de la version V14.

Description du schéma électronique

Conseil : avant de lire ce qui suit, imprimer le schéma électronique de façon à l'avoir sous la main (voir site d'origine). Passer du papier à l'écran sera plus aisé que de passer d'une fenêtre à l'autre sur un même écran (je pense à ceux qui n'ont qu'un seul écran).
Circuits intégrés : en réalité, il n'y a que deux circuits intégrés, de type NE5532. Chacun de ces circuits contient deux amplificateurs opérationnels (AOP). Il est donc normal de voir 4 AOP sur le schéma, pour deux boitiers sur le circuit imprimé.
S1, R36, C15, R34, R35 : section alimentation phantom. L'interrupteur S1 permet la mise en/hors fonction du +48V sur la prise XLR d'entrée micro. R36 et C15 assurent le filtrage et contribuent à obtenir une alimentation possédant une très faible tension alternative résiduelle. R34 et R35 applique la même tension de +48V sur les deux bornes "signal" de l'entrée micro symétrique (par rapport à la masse). Il est impératif d'apparier ces deux résistances, elles doivent être de valeur tout à fait identique.
C1, C1a, C2, C2a : blocage composante continue. Ces condensateurs évitent que la tension de l'alimentation phantom, quand elle est activée, ne parvienne à l'étage d'amplification.
D1, D2, D3 et D4 : ces diodes zener assurent l'écretage de toutes surtensions qui pourraient bloquer (latchup) ou endommager le circuit intégré IC1 NE5532. Vous pouvez utiliser des modèles classique 500mW ou 1,3W (série BZX55C par exemple).
La partie préamplification est confiée aux transistors Q1 et Q2, au circuit intégré IC1 ainsi qu'aux composants qui "tournent" autour.
Les selfs F1 et F2 sont des selfs de choc, vous pouvez utiliser des modèle VK200, ou des perles ferrites "nues" dans lesquelles vous ferrez passer un petit bout de fil électrique (reliquat de queue de composant par exemple). Pour plus de détails, vous pouvez jeter un oeil aux pages Ferrite et Filtre RF.
Le réglage de gain (d'amplification) est assuré par un commutateur associé à un ensemble de résistances fixes (R22 à R33). Le remplacement de cet ensemble par un potentiomètre est envisageable, voir remarques au paragraphe "Commutateur de gain", un peu plus loin.
Le potentiomètre R10A est destiné à obtenir un taux de rejection en mode commun maximum. Pour le régler, vous devez relier ensemble les deux pôles U3 et U4 de l'entrée micro, puis appliquer sur cette "unique" entrée un signal sinusoidal de 1KHz, puis régler le potentiomètre R10A jusqu'à ce que le signal en sortie du préampli soit minimum. Pour être puriste, il faudrait trouver un bon compromis avec des signaux test produits à plusieures fréquences (100Hz, 1KHz zt 10KHz). Mais un réglage à 1KHz suffira déjà bien comme ça. Remarque : lors du réglage du potentiomètre R10A sur un préampli réalisé il y a peu par un ami, il s'est avéré que le réglage optimum se situait juste à l'extrémité du potentiomètre, ce qui ne permettait pas d'obtenir un réglage fiable. J'ai donc remplacé le potentiomètre de 500 (470) ohms par un de 1Kohms, et remplacée la résistance série R10 de 680 ohms par une de 100 ohms. Là, le réglage n'a pas posé de problème. Celà confirme donc la modification apporté par l'auteur dans sa dernière version, et que j'avais déjà mentionné sur le forum de AF.
Les quatre condensateurs de 47uF placés sur les bornes d'alimentation des circuits intégrés IC1 et IC2 sont des condensateurs de découplage d'alimentation. Il doivent être cablés le plus près possible des bornes 4 et 8 desdits circuits intégrés. Personnellement, je rajouterais en parallèle sur chacun d'eux, un condensateur d'une valeur comprise entre 0,1uF et 1uF, afin d'améliorer le comportement dans les fréquences élevées.
IC2a est cablé en mode différentiel, et le signal final amplifié se retrouve sur sa sortie, au niveau du condensateur C11 de 100uF. En plus d'être orienté vers la sortie principale, le signal de sortie va être inversé par IC2b, ce qui permet, à moindre coût, de disposer d'une sortie symétrique. A ce propos, j'attire votre attention sur le fait que les circuits intégrés employés, s'ils sont de bonne qualité, ne supportent cependant pas trop une mise à la masse au niveau de leur sortie. C'est la raison de la présence des résistances R13 et R16 de 100 ohms, déstinées à réduire la charge en cas de court-circuit, ce qui peut arriver si vous cablez la sortie du préampli sur une entrée asymétrique (celà dépendra en fait du câblage du cordon de raccordement que vous utiliserez). Si celà arrivait, aucun composant ne serait détruit, mais la qualité audio serait un peu dégradée. Si vous devez cabler la sortie de ce préampli sur une entrée asymétrique, je vous conseille de ne câbler que la borne de sortie "positive" (sortie de IC2a) et de laisser en l'air la borne de sortie "négative" (sortie de IC2b).

Choix des composants

Pour les résistances, je vous conseille de n'utiliser que des modèles à couche métal, éviter les résistances carbones pour de l'audio.
Pour les condensateurs, utiliser de préférence des modèles plastiques MKP, MKT ou MKS. Pour plus de détails, merci de vous reporter à la page Condensateurs, et/ou sur le site Optimise ton ampli, qui décrit très bien comment choisir ce type de composant.

Pour ou contre l'emploi de transfo d'entrée ?

Personnellement, je suis 100% pour, si le transfo est de très bonne qualité (ce qui se paye évidemment). Milerioux, Lem, Girardin, Lundahl, Jensen, sont des marques proposants des transfos de très bonne facture, mais il existe d'autres marques que je ne connais pas. Le transfo est en effet un des rares composants passifs qui peu apporter du gain sans apporter de bruit supplémentaire (s'il est bien blindé, sinon bonjour les ronflettes) ! Certains constructeurs emploient toujours des transfos d'entrée pour le premier étage de leur préampli micro, et certaines consoles analogiques haut de gamme en possèdent aussi. La seule chose à savoir et à maitriser sont les caractéristiques du transfo (notemment l'impédance de ses enroulements), qui peuvent influer fortement sur la bande passante et sur la phase du signal audio s'ils sont incorrectement utilisés.

Commutateur de gain

Certains d'entre vous se demandent pourquoi utiliser un commutateur rotatif avec plein de résistances pour le réglage du gain, alors qu'à priori un simple potentiomètre pouvait suffire. La réponse est simple : le montage adopté nécessite l'emploi d'un potentiomètre de type Anti-Logarithmique de valeur 150 kO, qui est un composant relativement difficile à trouver. De plus, il faut bien reconnaître qu'un commutateur de gain s'use moins dans le temps, et est moins sujet à des crachements lors de la manoeuvre de son axe. Et puis pour continuer avec les points positifs, imaginez simplement la facilité pour "accorder" entre eux le gain de deux préamplis de ce type identiques (un couple stéréo par exemple), surtout dans les valeurs de gain élevées où le réglage par potentiomètre commence à devenir accrobatique... Mais si vous souhaitez tout de même installer un tel potentiomètre (à condition bien sûr d'en trouver un), vous pouvez tout à fait le faire (la page Potentiomètre - Modification courbe variation pourra sans doute vous donner un peu de grain à moudre si vous ne trouvez pas le potentiomètre adéquat). Le commutateur rotatif choisi ici est de type 1 x 12 positions, "contact avant coupure", appelé aussi"contacts court-circuitant" : quand on passe d'une position à une autre, le contact commun ne se retrouve pas "en l'air", il reste toujours connecté à un plot ou à un autre. Le cablage des résistances sur le commutateur rotatif s'effectue ainsi :

Cablage rotacteur gain

Notez que le dessin étant en 2D, j'ai dessiné les résistances à plat. En pratique, vous les monterez parallèles entre elles et par rapport à l'axe du rotacteur. Le dessin représente le rotacteur vu de dessus (axe face à soi, plots derrière).

Ajout d'un filtre HF à l'entrée

Depuis quelques années déjà, je place systématiquement un filtre HF à l'entrée de mes réalisations audio. L'usage de mes préamplis et consoles "maison" lors de scéances d'enregistrements en extérieur m'a vite convaincu que je devais faire quelque chose... En fait, tant que l'on n'est pas dans un environnement perturbé tout va bien, mais c'est le genre de chose pas vraiment prévisible... Même lors d'une prise de son dans l'église d'un village de 50 habitants, un cibiste peu passer en voiture à proximité. Et je ne parle même pas de la réception de France Inter ou d'une autre radio, quand les conditions de propagation des ondes radio sont bonnes...
Je conseille donc l'ajout d'un filtre passe-bas à l'entrée du montage, constitué de selfs, condensateurs et résistances, voir schéma ci-dessous (cliquer pour agrandir). Pour ceux qui s'inquièteraient de l'influence de ce filtre sur l'alimentation phantom, je les rassure tout de suite : pas de problème. En effet, les selfs se comportent comme un court-circuit pour les tensions continues. Pour les selfs, choisissez des modèles VK200 (une petite perle ferite sur laquelle sont bobinées quelques spires de fil rigide). Pour de plus amples renseignements sur le filtre RF, vous pouvez vous reporter à la rubrique Réalisation Filtre RF.

Filtrage HF sur entree BF

Ajout d'un inverseur de phase

Rien de plus simple ! Il suffit d'ajouter un double inverseur entre la prise XLR et les bornes d'entrée du circuit imprimé, comme indiqué sur le schéma ci-dessous (cliquer pour agrandir). Attention cependant à limiter la logueur des câbles, et à n'utiliser que du fil blindé de bonne qualité (pas du genre de celui où l'on voit l'isolant de l'âme au travers de la tresse de masse). Vous pouvez bien sûr envisager de placer le double inverseur directement sur le circuit imprimé, si vous avez les moyens de modifier et/ou réaliser vous-même le typon. Certains préfèrent employer un double inverseur garantit "sans court-circuit" quand on passe d'une position à l'autre. L'emploi d'un tel composant n'est pas impératif, mais peut dans certains cas éviter des bruits de commutation désagréables.

Inverseur phase BF

Ajout d'un pad

Un pad n'est ni plus ni moins qu'un atténuateur BF fixe. Son usage n'est justifié que si vous prévoyez d'attaquer l'entrée du préampli avec des niveaux très élevés, et si il y a saturation même avec le réglage de gain placé au minimum. Il faut tout de même garder à l'esprit qu'un préampli micro est conçu pour offrir une très grande amplification avec rajout d'un minimum de défauts (souffle, distorsion). Il serait ridicule de vouloir mettre en service un pad qui atténuerait un signal déjà faible, pour devoir l'amplifier encore plus après : catastrophe garantie ! Je ne présente donc le schéma du pad que pour ceux qui auraient l'intention d'utiliser le Green Mic Preamp pour des microphones ou autres sources "haut niveau". ci-dessous un modèle -23dB (à gauche, cliquer pour agrandir) et un modèle -20dB (à droite). Il y a deux schémas car il existe deux façons de faire pour atténuer le signal. Celui de droite (diviseurs de tension) présente l'avantage de compter une résistance en moins, mais ce n'est pas un schéma très souvent adopté car il fait référence à la masse (moins adapté à un étage d'entrée sur transfo). Dans les deux cas, l'inverseur double, quand il est en position haute (représentée sur les schémas) prend le signal avant l'atténuateur. En position basse, il prend le signal atténué.

attenuateur_bf_1 attenuateur_bf_2

Une autre façon de faire pour le pad symétrique consiste à n'utiliser que trois résistances au lieu de 5, cela simplifie un peu le câblage. 

attenuateur_bf_1ba attenuateur_bf_1bb

Ce câblage permet aussi à la résistance qui fait le lien entre points chaud et froid (R3) d'être totalement mise hors circuit.

Enchainement des modules

Voilà ma façon de faire, je ne sais pas s'il s'agit de la meilleure technique mais avec un peu de bon sens...
Filtre HF dès le connecteur d'entrée. Pad après les condensateurs d'entrée, de façon à éviter toute interaction avec la tension continue de l'alim phantom. Pour l'inverseur de phase, emplacement peu critique.

Preamp Syno general

Cablage général du préampli dans son coffret

Le cadre en pointillé représente le coffret, qui doit impérativement être en métal, afin d'assurer un blindage efficace. Ne pas cabler la broche 1 de la XLR d'entrée à la masse signal (masse sur le circuit imprimé du préampli), mais directement au niveau du boitier, là où est installé le connecteur. Faire de même pour la XLR de sortie. Celà contribuera à fortement réduire les risques de ronflette. Le cablage du point commun de sortie de l'alimentation basse tension (0V) doit être raccordé sur un point du chassis en même temps que le fils de terre qui arrive de la prise secteur (cablage en étoile).

Preampli micro - Cablage general


Prototypes

Le mien n'est toujours pas fini... alors qu'Edouard, un bon copain, en a construit 8 d'un coup pour de la prise de son percus.

preamp_green_proto_edx_001a preamp_green_proto_edx_001b preamp_green_proto_edx_001c

Toutes les cartes n'ont pas fonctionné du premier coup, et l'alim Phantom a eu l'occasion de fumer. Mais grâce à la persévérance de son géniteur, le rack est désormais 100% opérationnel.