Electronique > Réalisations > Correcteurs > Egaliseur audio 002 (5 voies)
Dernière mise à jour : 28/02/2021Présentation
Le présent égaliseur est un modèle 5 voies, aussi facile à construire que l'égaliseur audio 001, si ce n'est plus vu qu'il possède moitié moindre de voies. La encore le coût de cet appareil est réduit si on utilise des potentiomètres économiques (on trouve des potentiomètres rotatifs ALPS "miniatures" de bonne qualité pour 1 ou 2 euros pièce, mais vous pouvez aussi utiliser des potentiomètres rectilignes). Une alimentation symétrique est requise, mais moyennant l'ajout de quelques composants, le circuit peut tirer son jus d'une alimentation simple (comme fait pour le schéma de l'égaliseur audio 001).
Le circuit présenté ici correspond à une voie mono, ce qui veut dire qu'il faut le réaliser en double exemplaire pour une application stéréo (avec deux rangées de potentiomètres simples, ou une seule rangée de potentiomètres doubles).
Schéma 002b - Alim symétrique
Le principe réside dans l'utilisation de filtres actifs à AOP montés en gyrateurs (simulation de bobine/self). On dénombre cinq exemplaires de filtre, de forme identique mais avec des valeurs de composants différentes.
Deux circuits intégrés TL074 qui comportent chacun quatre AOP identiques (boîtiers 14 broches) sont utilisés. Un des quatre AOP d'un des deux boîtiers n'est pas utilisé (trouvez lequel), ses entrées et sa sortie ne seront pas câblées. Ces AOP peuvent être remplacés par des AOP simples de type LM741, TL071 ou TL081, ou par des AOP doubles type TL072 ou TL082.
Si remplacement de référence, veillez à adapter les brochages en conséquence.
Circuit d'entrée
Basé sur un AOP (U2:C), il dispose d'une haute impédance d'entrée, grossièrement fixée par la valeur de la résistance R11 de 100 kO. La valeur de cette dernière peut être abaissée sans problème jusqu'à 22 kO. La sortie de cet étage d'entrée est reliée - via R12 - à l'entrée non-inverseuse de l'AOP U2:D qui constitue l'étage de sortie.
Circuit de sortie
L'AOP U2:D permet de disposer d'une sortie à basse impédance. Ses entrées non-inverseuse et inverseuse sont reliées sur la bardée de potentiomètres qui permettent l'atténuation ou l'amplification de chacune des cinq bandes de fréquence.
Entre l'entrée et la sortie...
Cinq filtres identiques en forme, avec pour seule différence la fréquence centrale de chacun, déterminée par les composants qui les composent. Les résistances de ces filtres sont de mêmes valeurs, ce sont les deux condensateurs qui déterminent leur fréquence centrale et leur largeur de bande (C1 et C2 pour la première bande, C3 et C4 pour la seconde bande, etc). Comme l'égaliseur possède cinq bandes de fréquence, on travaille avec un écart de deux octaves entre chaque bande, ce qui signifie que la valeur de la fréquence centrale d'un filtre est quatre fois moindre de celle du filtre qui suit directement. Enfin... presque. Car dans le haut du spectre, les valeurs de fréquences centrales ne suivent pas rigoureusement cette progression de x4. C'est bien sûr voulu, mais vous pouvez modifier tout cela selon vos préférences.
Le tableau qui suit résume la valeur de la fréquence centrale des filtres, en fonction des composants utilisés (formule mathématique un peu plus loin, Ca correspond à C1, C3, C5, C7 ou C9, tandis que Cb correspond à C2, C4, C6, C8 ou C10).
| Ca |
Cb |
Freq. |
| (1
uF) 820 nF |
(47
nF) 39 nF |
(47
Hz) 56 Hz |
| 220
nF |
10
nF |
225
Hz |
| 47
nF |
2,2
nF |
1,0
kHz |
| 15 nF (10 nF) |
680 pF (470 pF) |
3,5 kHz (4,9 kHz) |
| 4,7 nF |
220 pF |
10 kHz |
Cela surprend toujours la première fois qu'on voit ça, mais la sortie des AOP qui constituent les cinq filtres reste bien "dans le vide". Ce type de montage constitue une "self virtuelle" (gyrateur) où la self classique est remplacée par un AOP, résistances et condensateurs. Sans trop de surprise, la largeur de bande des filtres est assez large (faible coefficient de surtension).
Pas d'inquiétude ! La courbe ci-devant à droite résulte de l'action de deux filtres adjacents ;-)
Sur le schéma, amplification quand curseur en haut et atténuation quand curseur en bas.
Modification de la fréquence centrale des filtres
Si la fréquence centrale des filtres proposées ici ne vous convient pas, vous pouvez la modifier. Pour ce faire, deux solutions sont possibles, qui peuvent être combinées :
- modification des composants de chaque filtre, notamment condensateurs : en diminuant leur valeur, la fréquence de résonnance augmente (on monte dans les aigus). Les valeurs de condensateur les plus élevées permettent de travailler dans le bas du spectre.
- remplacement des résistances de 100 kO entre entrée non-inverseuse des AOP et masse, par un potentiomètre de 1 MO en série avec une résistance talon de 47 kO à 68 kO. Dans ces conditions, la fréquence de résonnance est la plus élevée quand le potentiomètre est réglé à sa valeur minimale.
Pour ceux que les formules ne font pas fuir, voici celle requise pour vos soirées studieuses, les références des composants correspondent à la première cellule de filtrage (mais c'est la même chose pour les autres).
Fo = 1 / (2 * Pi * racine[R1 * R2 * C1 * C2])Exemple avec la première cellule basée sur U1:A (2,2 kO / 100 kO / 820 nF / 39 nF) :
Fo = 1 / (2 * 3,14 * racine[2200 * 100000 * 0,00000082 * 0,000000039])Fo = 1 / (2 * 3,14 * 0,00265) = 60,0 Hz
Autre exemple avec la dernière cellule basée sur U2:B (2,2 kO / 100 kO / 4,7 nF / 220 pF):
Fo = 1 / (2 * 3,14 * racine[2200 * 100000 * 0,0000000047 * 0,00000000022])Fo = 1 / (2 * 3,14 * 0,000015) = 10,5 kHz
Schéma 002(a) - Alim simple
Schéma non présenté, voir le schéma de l'égaliseur audio 001 pour l'idée générale.
Pour pouvoir faire fonctionner ce circuit à base d'AOP avec une alimentation simple, il est nécessaire de recourir à une masse virtuelle qui apporte une tension approximativement égale à la moitié de la tension d'alimentation. Sa valeur exacte importe peu, mais il faut cependant conserver une bonne marge au dessus et en dessous pour que le signal audio qui ressort ne soit pas distordu par ecrêtage au niveau ligne +Valim ou au niveau 0 V (masse).
Schéma 002c - Version "semi-vintage"
Les AOP en mode gyrateur vous déplaisent et vous préférez les vraies selfs ? Voici de quoi vous amuser un peu...
Il y a moins de composants certes, mais la taille des selfs est conséquente, surtout celle requise pour la bande 60 Hz. Sans compter leur prix élevé (Sowter et Cinemag en proposent) et la difficulté (relative) de les confectionner soi-même. Vous disposez d'un appareil de mesure qui fait inductancemètre ? Génial, vous êtes prêt à compter les spires tout en sachant où vous allez !
Le fonctionnement de ce type de circuit est très simple. Chaque filtre est composé d'un condensateur, d'une résistance et d'une self reliés en série, le tout forme un circuit résonnant. La fréquence de résonnance du filtre correspond à sa fréquence centrale. Quand on s'éloigne de la fréquence centrale pour aller vers le bas du spectre, le condensateur C s'oppose de plus en plus au passage des signaux alternatifs. Et quand on s'éloigne de la fréquence centrale pour aller vers le haut du spectre, c'est la self L qui s'oppose de plus en plus au passage des signaux alternatifs.
L'impédance du filtre est la plus faible sur la fréquence centrale, elle augmente quand on s'en éloigne. Chaque filtre joue ainsi un rôle dans la zone de fréquences qui lui est attribuée. En ajustant un des potentiomètres, on "amène" le filtre correspondant plus ou moins sur l'entrée inverseuse ou sur l'entrée non-inverseuse de l'AOP de l'étage de sortie (U1:B), ce qui contribue à plus ou moins amplifier ou atténuer la bande concernée. Il est intéressant de comparer le type de courbe obtenu avec ce circuit à self, avec le type de courbe obtenu avec le circuit à AOP.
Un des points les plus "remarquable" est la plage de réglage bien plus étendue en atténuation et amplification, ce qui est un avantage et un inconvénient (on pourrait aussi dire que ce n'est ni un avantage ni un inconvénient, question de tournure). Heureusement, cette plage de réglage est assez tassée sur la plus grande course des potentiomètres, ce qui permet de rester assez précis pour des variations de +/- quelques dB. En revanche quand les potentiomètres sont au min ou au max, le gain ou l'atténuation peut atteindre une valeur comprise entre +/-25 dB et +/-30 dB à la fréquence centrale. Ces valeurs élevées sont peu communes, il faut l'avouer ! A noter également les petites bosses de part et d'autre de chaque bande, qui ajoutent du charme au système. Et comme les filtres sont du type passif et qu'ils sont sauvagement montés en parallèle, on ne peut passer sous silence que chaque réglage influence un petit peu son ou ses voisins. Une chose est sûre, le rendu sonore est très différent de celui obtenu avec le montage à base d'AOP : éducation de l'oreille, phase et déphasage, saturation... tout est dans le dosage mais aussi dans la qualité de réalisation.
Rappelez-vous qu'une self peut capter facilement des champs électromagnétiques. Pour cette raison, les selfs doivent de préférence être blindées pour éviter une dégradation sensible du rapport signal/bruit (au strict minimum, il faut placer le montage dans un coffret métallique).
Circuit(s) imprimé(s)
Non réalisé(s) de mon côté, mais version avec composants traversants gentillement proposée par Cyril, et version CMS réalisée par Maxime, que je remercie tous deux pour leurs retours positifs.
Prototype de Maxime B.
Réalisé en CMS pour intégration en pédale de guitare.
Remarque de Maxime : Bonjour Rémy, j'ai réalisé pour un ami une (légère) adaptation de l'Egaliseur audio 002. Cette version est destinée à une alimentation simple 9V pour intégration comme pédale de guitare. Je vous joins quelques photos en vrac du boitier et de la carte en CMS.
Beau travail, bravo !
Prototype de Cyril
Réalisé en simple face avec composants traversants, sous DesignSpark. Merci !
Typon de Cyril - 10/05/2015
Attention ! Ce PCB comporte au moins une erreur (liaison manquante), que je n'avais pas décelée lorsqu'on me l'a envoyé.
Historique
28/02/2021
- Ajout information concernant le
dessin de PCB proposé par Cyril, qui comporte une erreur. Merci à
Michel P. de me l'avoir signalée.
25/11/2018
- Ajout typon de Maxime B., que je remercie pour ses retours.
10/05/2015
- Ajout typon de Cyril, que je remercie.
03/05/2015
- Première mise à disposition.