Electronique > Réalisations > Mélangeurs > Mélangeur audio actif 010
Dernière mise à jour : 22/09/2013Présentation
Ce mélangeur est conçu pour mixer quatre sources sonores provenant de microphones dynamiques. Contrairement au mélangeur présenté à la page Mélangeur audio actif 008, celui-ci dispose de fonctions débrayables de filtrage dans le bas et dans le haut du spectre sonore (filtre coupe-bas et filtre coupe-haut), ce qui le rend compatible avec deux contextes d'utilisation "contradictoires" : hi-fi (parole et musique) et sonorisation (parole seulement). Dans le second contexte en effet, on privilégie l'intelligibilité de la voix, qui est fortement améliorée quand on atténue les fréquences basses et aigues (pour ces dernières, on limite en même temps le risque de larsen). L'alimentation requise pour l'ensemble du mélangeur est de +/-12 V continu, la consommation en courant n'est que de quelques mA.Avertissements
La conception du montage est terminée, mais je ne l'ai pas encore réalisé pratiquement, il me faut encore dessiner le circuit imprimé. En l'état, l'ensemble doit fonctionner, mais il est possible que certains ajustements mineurs soient nécessaires.Schéma
Oui, je sais, "vos montages sont super compliqués, vous avez pas plus simples ?".
Afin de rendre le descriptif plus digeste, décomposons le tout en petites parties et analysons-les l'une après l'autre.
Préamplificateurs d'entrée
Chaque préampli d'entrée est de type actif. Et c'est bien heureux ainsi car il est vraiment difficile, de nos jours, de trouver des étages d'amplification qui ne nécessitent aucune alimentation externe. L'amplification de chaque voie micro se fait via deux AOP montés en amplificateur, le premier avec un gain fixe de l'ordre de 20 dB, et le second avec un gain variable (max de l'ordre de 20 dB) permettant de s'adapter à la sensibilité des microphones utilisés. Le premier étage dispose de deux commutateurs mécaniques destinés à mettre en ou hors service un filtrage dans le bas du spectre (filtre coupe-bas) et dans le haut du spectre (filtre coupe-haut). Les termes "filtre coupe-bas" et "filtre coupe-haut" sont sans doute un peu exagérés, puisqu'il ne s'agit pas de filtres en tant que tels, mais de limitations posées sur l'étage d'amplification. Cependant, regardons les choses sous leur aspect le plus simple, qui ne peut pas être nuisible à la compréhension du montage.Filtrage coupe-bas
L'atténuation dans les fréquences basses peut se faire de plusieurs façons, la plus simple consiste à placer un condensateur en série avec l'entrée, c'est à dire directement entre le microphone et le premier étage d'amplification. Ici, on procède différement : on place un condensateur en série avec la cellule de contre-réaction, et plus précisement en série avec la résistance qui détermine le gain de l'étage et qui va à la masse (R2 pour la voie 1). Si ce condensateur à une valeur élevée, sa capacitance (ou impédance, résistance en alternatif) sera faible aux fréquences basses. S'il a une valeur faible, sa capacitance sera élevée aux fréquences basses. La valeur de ce condensateur détermine donc à partir de quelle fréquence, en partant du bas du spectre, on obtient de l'étage un gain uniforme, et en-dessous de laquelle le gain chute progressivement. Cette fréquence de transistion correspond à la fréquence de coupure du "filtre". Afin de permettre un choix dans cette fréquence de coupure, il est décidé de mettre en place deux condensateurs de valeurs très différentes, et de mettre en service celui que l'on veut : valeur faible pour couper les basses, ou valeur élevée pour les laisser passer. La sélection du condensateur voulu peut se faire au travers d'un inverseur de type SPDT, mais on peut aussi utiliser un interrupteur simple de type SPST (détails SPST et SPDT à la page commutateurs) qui met en court-circuit un des deux condensateurs, ces derniers étant montés en série. C'est le choix qui a été retenu ici, avec le condensateur C2 qui est toujours en service et le condensateur C1 qui est ou n'est pas court-circuité (pour la voie 1). Si C1 est court-circuité, seul C2 se trouve dans la cellule de contre réaction, en série avec R2. Si C1 est libéré (non court-circuité), les deux condensateurs C1 et C2 se retrouvent en série, avec une valeur équivalente de
Ceq = (C1 * C2) / (C1 + C2)
(même type de formule que celle qu'on applique pour deux résistances montées en parallèle).
Filtrage coupe-haut
Ce filtrage n'est pas plus compliqué ni à mettre en oeuvre, ni à comprendre, et fait là aussi appel à la mise en ou hors service d'un condensateur. Mais cette fois, le condensateur en question se trouve entre la sortie de l'AOP et son entrée non-inverseuse, c'est à dire en parallèle de la résistance de contre-réaction (R3 pour la voie 1) qui combinée à la première (R2 pour la voie 1) détermine le gain de l'ensemble (gain total = R3 / R2). L'effet du condensateur sur le gain est facile à comprendre : plus sa valeur capacitive est grande, et plus sa capacitance aux fréquences basses est faible, c'est ce qu'on a vu tout à l'heure et la théorie n'a pas changé entre temps. Ainsi, plus le condensateur a une valeur élevée, et plus la résistance qu'il présente en parallèle sur R3 (pour la voie 1) est faible, et plus le gain diminue. En conclusion, plus la valeur de ce condensateur est faible et plus la fréquence de coupure du "filtre" coupe-haut va se déplacer vers le bas du spectre. Ce qui représente une chose très importante : si le choix de la valeur qui est fait ici ne vous convient pas d'un point de vue auditif et pour les microphones que vous utilisez, vous pouvez changer la valeur dudit condensateur pour que l'ensemble réponde mieux à vos besoins ou préférences personnelles. SW2 est l'interrupteur qui permet de mettre en ou hors service le filtrage coupe-haut, grace au condensateur C4 (pour la voie 1) : s'il est ouvert, le filtrage n'est pas en service et les aigus sont normalement restitués en sortie. Si SW2 est fermé, les aigus sont atténués. Remarquez la présence d'un condensateur de faible valeur (C3 pour la voie 1) qui reste en service en permanence. Ce condensateur joue le même rôle que le condensateur C4, mais comme sa valeur est faible, la fréquence de coupure est haute et n'entraine pas de modification audible dans le hat du spectre sonore. Sa présence permet de limiter le risque d'oscillations parasites engendrées par une instabilité de l'étage amplificateur, et est conseillée même si le gain n'est pas vraiment très important ici.
Mélange des sources
Il est confié aux quatre résistances de sommation R5, R10, R15 et R20, qui aboutissent toutes en un point unique qui est l'entrée inverseuse de l'AOP U5:A. Inutile de vérifier la présence d'un quelconque signal sonore en ce point, qui virtuellement se retrouve à la masse et donc avec un potentiel de l'ordre de 0 V (les entrées inverseuse et non-inverseuse de l'AOP sont au même potentiel et l'entrée non-inverseuse est à la masse). Je vous dis ça pour vous éviter de trop vous gratter la tête en vous demandant quel peut bien être ce mystère (par le passé, je suis resté des heures à essayer de comprendre comment on pouvait avoir un signal en sortie du sommateur et rien - de visible - en entrée).Etage de sortie
Deux sorties sont mises à disposition : une de type asymétrique et l'autre de type symétrique. Je me suis permis ce luxe car il ne demandait guère de composants en plus pour en bénéficier. Bon, ce n'est pas une sortie symétrique professionnelle et elle n'est pas conçue pour le raccord d'un câble de 100 mètres, mais ça peut tout de même rendre service. La sortie asymétrique se fait en sortie de l'AOP sommateur U5:A, au travers d'un potentiomètre de réglage de niveau, immédiatement suivi d'un condensateur de liaison (C19). La sortie symétrique nécessitant deux signaux en opposition de phase, un AOP (U5:B) inverse le signal de la sortie asymétrique pour délivrer le signal manquant sur la XLR J5.Courbes de réponse en fréquence de l'étage d'entrée
Ci-après, quelques courbes représentant la réponse amplitude / fréquence en fonction des filtres mis en service. Sans réelle surprise.Réponse plate
Coupe-bas hors service et coupe-haut hors service.
Filtrage dans les graves
Coupe-bas en service et coupe-haut hors service.
Filtrage dans les aigus
Coupe-bas hors service et coupe-haut en service.
Filtrage dans les graves et dans les aigus
Coupe-bas en service et coupe-haut en service.
Alimentation
L'alimentation du montage doit être de type symétrique, telle que l'alimentation symétrique 001 ou l'alimentation symétrique 002.Simplifications possibles
En y réfléchissant un peu, il est finalement possible de retirer quelques composants afin de simplifier le montage, au détriment bien entendu des fonctions qui le caractérisent.Suppression des filtres coupes-bas
Retirer C1, C5, C9, C13, SW1, SW3, SW5, SW7
et mettre un strap à la place de C1, C5, C9, C13
Suppression des filtres coupe-haut
Retirer C4, C8, C12, C16, SW2, SW4, SW6, SW8
Suppression de la sortie symétrique
Retirer C17, C18
Circuit imprimé
Non réalisé.Historique
22/09/2013- Correction erreur sur l'étage de sortie symétriseur, l'AOP U5:B n'avait aucune contre-réaction et je vous laisse imaginer le gain qu'il avait. Ajout de R30 et R31 pour que tout rentre dans l'ordre. Merci à Alexei qui m'a signalé le problème.
12/05/2009
- Première mise à disposition.