Electronique > Réalisations > Désymétriseur audio 005
Dernière mise à jour : 21/08/2011Présentation
Ce désymétriseur est de type électronique, et se base sur l'utilisation d'un circuit spécialisé de type INA137, SSM2141 ou SSM2143.
Il dispose d'une entrée symétrique niveau ligne et d'une sortie asymétrique niveau ligne, et présente de très bonnes caractéristiques, notemment en terme de bruit et de réjection de mode commun. Ce montage est le compagnon idéal du symétriseur 006. Plusieurs schémas sont proposés :
- Schéma 005a : gain 0,5 - le plus simple, sans correction d'offset
- Schéma 005b : gain 0,5 - avec correction d'offset, mais avec erreur (voir texte)
- Schéma 005c : gain 0,5 - avec correction d'offset, fonctionne bien.
- Schéma 005d : gain 2 - sans correction d'offset
- Schéma 005e : gain 2 ou 0 - sans correction d'offset
Schéma 005a - gain de 0,5 (atténuation de -6 dB) et
sans
correction d'offset
C'est le schéma le plus simple à mettre en oeuvre,
la patte 1 de U1 (reference) est câblée directement
à la masse. Finalement, les INA137, SSM2141 ou SSM2143 ne sont
que des AOP de bonne
qualité avec les habituelles résistances "satellite" (de
contre-réaction) intégrées. C'est pourquoi on n'en
voit aucune ajoutée sur le schéma.
Le signal audio symétrique arrive sur le connecteur XLR d'entrée J1 au travers de filtres RF destinés à atténuer toute réception radio (selfs L1 et L2 associées à C6 et C7), puis ressort sous forme asymétrique sur le connecteur jack de sortie J2. Que dire de plus ? Le condensateur de liaison C5 coupe court à la présence d'une éventuelle petite tension continue en sortie du circuit intégré.
Schéma 005b - gain de 0,5 et avec correction d'offset sans AOP additionnel
Ce schéma correspond au proto que j'ai réalisé, il ne faut pas le faire tel quel !
Si vous l'avez déjà fait, voir correction à apporter, un peu plus loin.
Schéma 005c - gain de 0,5 et avec correction d'offset avec AOP additionnel
C5 peut être supprimé à condition de brancher la patte 1 de U1 non pas à la masse mais sur un circuit de correction d'offset comme montré ci-après. Comparé au schéma 005b, un AOP additionnel a été inséré entre le potentiomètre RV1 et la patte 1 de U1 afin de conserver en ce point une impédance faible.
Schéma corrigé du 18/04/2010 (voir § Corrections et remarques)
Le potentiomètre RV1 doit être ajusté de telle sorte que la tension continue en sortie borne 6 de U1 soit de zéro volt, en absence de signal audio à l'entrée (les deux broches 2 et 3 de la XLR auront d'ailleurs interêt à être raccordée à la masse durant ce réglage - sans source aucune raccordée).
Schéma 005d - gain de 2 (amplification de +6 dB)
Ce n'est pas très compliqué, il suffit de brancher le circuit à l'envers.
Quand je dis "brancher à l'envers", c'est une blague évidement, même si le schéma en lui-même est tout à fait juste. Mais il est vrai que ce type de schéma peut prêter à question si on ne connait pas le cablage interne du INA137, qui est rappelé ci-après.
Connaissant la structure interne du CI, on se rend compte que l'inversion des pattes ne fait qu'intervertir les résistances de 6 KO avec celles de 12 KO, d'où l'écart de gain de 12 dB (rapport de quatre en tension).
Schéma 005e - gain de 2 (+6 dB) ou nul (0 dB), au choix
Philippe L. me demande si on obtient bien un gain de 0 dB en insérant une résistance de 6 kO en série sur les entrées points chaud et points froid de la XLR d'entrée, pour le schéma 005d. La réponse est oui, tout à fait ! On peut donc en déduire que la mise en place d'un inverseur double suffit pour sélectionner le gain désiré, 0 dB ou +6 dB, comme le montre le schéma 005e qui suit.
Le gain est de 2 (+6 dB) si R1 et R2 sont toutes deux hors circuit (comme montré sur schéma), et il est nul (0 dB) si R1 et R2 sont en circuit (mises en série avec les deux broches d'entrées de la XLR).
Différences entre INA137, SSM2141 et SSM2143
Elle réside dans les caractéristiques
générales, mais surtout dans le fait que les
résistances internes ne sont pas de même valeur entre
INA137 et SSM2141. Par contre, mêmes valeurs de résistance
entre INA137 et SSM2143.
La conséquence première d'utiliser un SSM2141 est donc un niveau de sortie différent pour un signal d'entrée identique.
Alimentation
Ce montage doit être alimenté sous une tension double (symétrique) comprise entre +/-6V et +/-18V par rapport à la masse. L'alimentation décrite à la page Alimentation symétrique 001 convient très bien. Les quatre condensateurs de découplage d'alimentation C1 à C4 doivent être montés au plus près du circuit intégré U1.Prototype
Réalisé en double exemplaire (application stéréo), il correspond au schéma 005b.
Les tests ont été réalisés avec un générateur audio disposant d'une sortie symétrique (Schmid SiatMax réformé que j'ai pû récupérer avant qu'il ne parte à la poubelle), le montage étant alimenté sous une tension de +/-12V.
Remarques :
- A la place des VK200, j'ai mis des perles ferrites dans lesquelles j'ai fait un petit tour de fil (récupération queue des condensateurs 47 pF). Pourquoi ? Parce que comme un imbécile, j'ai une fois de plus utilisé une empreinte de self "miniature" et non une empreinte de VK200 lors du dessin du circuit imprimé. Je m'étais déjà fait avoir lors de la réalisation de mon symétriseur 006, et cela ne m'a même pas servi de leçon. J'ai décidement encore beaucoup de choses à apprendre.
- Les circuits utilisés pour les tests sont des SSM2143.
Résultat des tests
Au début, ça ne fonctionnait pas bien du tout, une forte disymétrie était visible sur les deux pattes d'entrée du SSM2143 (pin 2 et pin 3). En appliquant un signal unique de 6 Vcac en même temps sur les deux entrées du connecteur J1 pour estimer la réjection de mode commun, j'ai eu la surprise de voir un résidu en sortie de... 400 mV !!! Certes, quelque chose n'allait pas, puisque j'aurais normalement dû trouver un signal d'amplitude beaucoup plus faible, ordre de grandeur niveau de bruit de fond. J'ai mis un peu de temps à comprendre mon erreur, qui était liée à la présence du potentiomètre de suppression d'offset en tension continue en sortie du circuit. Je l'avais réglé de telle sorte que la sortie affiche 0 V en absence de signal à l'entrée, rien à dire de ce côté. Mais en relisant le datasheet du composant, la lumière s'est faite : la tension provenant du curseur du potentiomètre ne devait pas être directement injectée sur la borne 1 du SSM2143, mais devait être tamponnée par un AOP (de type OP27 par exemple) afin de conserver la borne 1 en basse impédance. Sur le prototype, j'ai donc renoncé, contraint et forcé, à bénéficier de l'ajustage de l'offset en sortie, et ai court-circuité la borne 1 à la masse, grâce aux deux pastilles prévues à cet effet sur le circuit imprimé, entre J1 et RV1 (j'aurais pû court-circuiter les deux résistances R1 et R2, une amélioration aurait été obtenue mais serait restée insuffisante). Ce montage, qui sans usage du potentiomètre correspond finalement au schéma 005a, a été associé au symétriseur audio 006...
... et donne de très bons résultats !
Circuits imprimés des schémas 005a / 005c
Réalisés tous deux en simple face.Typon 005a (correspondant au schéma 005a)
Avec ce typon, la patte 1 de U1 est reliée à la masse.
Typon 005c (correspondant au schéma 005c)
Avec ce typon, la patte 1 de U1 peut être reliée à la masse (interconnection des deux points A et B), mais dans ce cas il faut évidement retirer le circuit U2, sinon sa sortie ne va pas aimer du tout...
Typon corrigé du 18/04/2010
Typons circuits 005a / 005c aux formats PDF, EPS et Bitmap 600 dpi
Circuit imprimé du schéma 005b / prototype (ne pas
utiliser)
Réalisé en simple face.Ne pas utiliser, information donnée uniquement pour ceux qui auraient réalisé le circuit avec ce typon, et qui peuvent encore le corriger le cas échéant.
Ce typon correspond au schéma 005b, avec potentiomètre RV1 relié directement sur U1. Ce circuit est parfaitement utilisable, mais il ne faut pas implanter le potentiomètre RV1 ni les deux résistances R1 et R2, et il faut souder ensemble les deux pastilles situées entre J1 et RV1, qui permettent une liaison directe entre broche 1 de U1 et la masse (clic sur photo ci-dessous pour agrandir).
Sur le circuit de gauche, les deux pastilles ne sont pas encore soudées, et elles le sont sur le circuit de droite.
Corrections et remarques
21/08/2011- Ajout schéma 005e suite à demande de Philippe L.
18/04/2010
- Correction schéma 005c et typon correspondant. J'avais interverti les deux bornes d'alim (+15 V et -15 V) de l'AOP U2 optionnellement utilisé pour l'ajustage de l'offset de sortie. Ce n'est pas la première fois que ce genre de chose m'arrive... Merci à Didier A. d'avoir pris le temps de m'écrire pour me signaler cette erreur.