le micro-système

 

Avril 2008

Je m'étais fixé l'année dernière un défi personnel dans l'esprit du Do It Yourself  jusqu'auboutiste : construire moi-même avec mes grosses mains pleines de doigts un système performant de la source jusqu'aux aux enceintes. De A à Z quoi. J'ai commencé durant l'été 2007 avec la source, un lecteur CD, et voici maintenant la suite de la chaîne à savoir un convertisseur numérique-analogique, un amplificateur et enfin des enceintes. Le tout tient dans une petite valise puisque le défi comportait une contrainte supplémentaire : la plus petite taille possible. Mission accomplie.

L'outillage utilisé, visible sur certaines photos, fait partie du matériel courant chez le bricoleur moyen : scies, limes, forêts, tarauds, sable (oui !) pinceaux et vernis plus quelques outils électroportatifs. Un ingrédient essentiel n'est pas photographié, à savoir une quantité non négligeable d'huile de coude extra-vierge 1ère pression à froid.

Les chassis des électroniques ont été réalisés à partir de tôle d'aluminium 60/10° et de bois brut. Les coffrets contiennent respectivement un minuscule amplificateur fonctionnant en classe D et un convertisseur numérique analogique 24bits/192KHz avec des entrées optique Toslink et SPDIF 75ohms.

Le tout est installé dans mon bureau, et la configuration peut varier selon les besoins ou les envies du moment. Les sources sont un Teac VRDS10 sérieusement modifié utilisé uniquement comme drive, la conversion N/A étant assurée par le DAC décrit ci-dessous, et un tuner Kenwood KT615 (également amélioré) pour la FM. Le préamplificateur Audio Research LS2B assure ensuite le réglage du niveau et la sélection des sources. Pour l'amplification plusieurs solutions sont utilisées : un Zenquito fonctionnant en classe A, ou bien des amplificateurs classe D, dont celui décrit ci-dessous.

Je vous invite à découvrir la construction des éléments en images.

 

L'amplificateur

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Le convertisseur numérique - analogique

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Les enceintes

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En ce qui concerne les enceintes acoustiques le cahier des charges comportait les impératifs suivants :

Ces critères ont conduit au choix d'une charge isobarique pour la voie grave, confiée à quatre woofers - mediums AURA NS3-193-8A à très grande élongation et à faible distorsion (seul le haut-parleur extérieur est visible). Une membrane en aluminium très rigide, une excursion maximale de 19 mm crête à crête et un aimant néodymium très puissant font de de petit haut-parleur le candidat idéal pour l'application envisagée. Son diamètre étant très faible sa directivité l'est également jusqu'à une fréquence assez élevée (le raccordement entre les voies se fait à 4,5KHz). Le choix du modèle 8 ohms - il existe une version 4 ohms - permet de câbler les haut-parleurs en parallèle, assurant ainsi une admissibilité en puissance plus importante sans sacrifier la sensibilité. La voie aigüe est confiée au magnifique petit tweeter annulaire VIFA XT19 qui fait preuve d'une faible directivité et d'une douceur de restitution remarquable. Son impédance est également de 4 ohms.

L'ébénisterie est réalisée en sandwich [MDF | compound | MDF] totalisant 26mm d'épaisseur sur toutes les faces du coffret. Le compound adhésif intermédiaire utilisé assure la cohésion de l'assemblage ainsi que le découplage des parois extérieures et intérieures. Le montage ne comporte aucune vis, sa rigidité est assurée par des coupes et un ajustage précis, de la colle vinyle en quantité et un séchage sous pression. L'enceinte est rigoureusement étanche à l'air, ce qui est indispensable pour le type de charge retenu, et un choc sur n'importe quelle paroi permet d'en vérifier l'inertie et l'immunité aux résonnances : on a l'impression de frapper un bloc de béton. Les volumes internes sont emplis de laine de polyester non tassée.

 

ISOBARIQUE

Isobarique signifie à pression constante. Le principe de la charge isobarique est utilisé sous diverses formes par des constructeurs tels que Linn avec son modèle ISOBARIK DMS/PMS, ou Chesky Records avec son modèle C1, ou encore certains modèles Wilson Benesch. Ce type de charge, outre l'extension de la réponse vers le grave, fait "voir" à l'arrière de la membrane du haut-parleur extérieur un volume et une pression d'air constants puisque les deux cônes se déplacent rigoureusement ensemble et de la même manière. Outre la suppression des effets négatifs et les non linéarités dues à l'élasticité de la masse d'air dans les autres types de charge (close, bass-reflex etc.), les autres avantages sont une diminution importante de la distorsion, une grande vitesse de réaction et un volume de coffret réduit de moitié par rapport à tout autre type de charge.

 

 

 

Dans un premier temps le fonctionnement est en bi-amplification active. A cette fin je me suis procuré un filtre actif analogique et cela fut l'occasion de constater quel tournant a pris l'électronique audio ces dernières années, voyez le donc ici.

Avec un amplificateur MosFet maison pour le grave et un classe D ultra-performant pour l'aigu, le résultat laisse songeur si l'on considère la taille des enceintes. Leur trait le plus caractéristique est sans doute la difficulté pour l'auditeur à localiser la source émissive - les enceintes disparaissent littéralement - ainsi qu'une grande aptitude à reproduire toutes les transitoires sans inertie, ce qui donne beaucoup de vie à la restitution. La puissance admissible est relativement importante, ce qui autorise une pression sonore sur l'ensemble du spectre encore une fois sans rapport avec leur taille. Le son ne semble jamais provenir des enceintes, un peu comme avec un système dipôle mais sans ses inconvénients.

Le déplacement de près de 20mm crête à crête des petits woofers est un spectacle tout simplement ahurissant : pour vérifier que les spécifications sont tenues j'ai injecté un signal sinusoidal de 5Hz en augmentant progressivement la puissance et l'on se demande vraiment jusqu'où l'on ira trop loin ! Pour en avoir une idée regardez cette vidéo (je mettrai la mienne en ligne bientôt) réalisée avec un Aura NS3-193-8A dans une enceinte bass-reflex alimentée par un amplificateur Carver de 300 watts, c'est assez éloquent.

La finition des coffrets est réalisée en placage de noyer naturel. Je l'ai ciré après l'avoir soigneusement poncé et je suis assez satisfait du résultat.

La connectique est constituée d'un système Neutrik NL4FC dit "Speakon" et les enceintes sont reliées à l'amplification par du câble Klotz LSCF425BL à quatre conducteurs. Les filtres passifs seront situés à l'extérieur de celles-ci dans un boîtier unique indépendant , ainsi il sera très simple de passer de la bi-amplification active à la mono amplification passive.

La face avant des enceintes doit encore recevoir une plaque d'aluminium de 4mm d'épaisseur vissée dans les inserts en laiton visibles sur les photos. Le rôle de cette plaque rôle est double : assurer une finition irréprochable et surtout aligner le baffle avec le chassis du tweeter afin de supprimer toute diffraction ou résonnance néfaste. L'ouverture du woofer, dont seule la membrane sera apparente sera quant à elle fraisée à 45°.

 

Les essais avec plusieurs électroniques s'avèrent bien plus que concluants

(photo interactive)

#########Zenquito EVO RenaissanceAudio Research LS2bEnceinte IsobariqueEnceinte IsobariqueTEAC VRDS 10 SuperclockAmplificateur Classe DAmplificateur Classe DConvertisseur NA 24/192  

 

Juillet 2008

Le filtre passif

Celui-ci est situé à l'extérieur des enceintes en raison de leur volume interne très faible et de la complexité du filtrage retenu. Je n'en publie pas les valeurs, cela ne servirait à rien car elles sont adaptées très précisément à ces haut-parleurs dans cette charge : les paramètres éléctroacoustiques (réponse, courbe d'impédance, sensibilité) en ont été très exactement et individuellement relevés à l'aide d'un banc de mesure et les filtres les intègrent pour offrir une réponse en phase et en amplitude absolument linéaire. Les valeurs des filtres et des cellules de compensation ne sont donc pas utilisables ailleurs, y compris avec les mêmes références de HP !

Le choix d'un rack 2U permet d'installer tous les éléments "à l'aise" et de soigner le câblage. Le code de couleur choisi pour la connection des enceintes au filtre évitera toute erreur destructrice, les fiches bananes des câbles reliés aux enceintes étant codées à l'identique.

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Vous pouvez voir ci-dessous quelques photos du filtre pendant sa construction, son câblage est en cours. Les deux petits circuits au centre sont les protections contre les surchages et leurs LEDs témoins de déclenchement sont reportées en face avant. Ces systèmes sont vraiment à conseiller sans réserve car ils assurent une tranquilité d'esprit bienvenue quand ont songe aux conséquences d'un excès de puissance accidentel : j'utilise souvent des amplis que l'on peut qualifier de "très gros calibres" lors de mes écoutes et quelques centaines de watts transforment presque instantanément un haut-parleur en chaleur et en lumière s'il n'est pas conçu pour cela.

Synoptique : le signal venant de l'amplificateur entre sur les bornes rouges et noires situées aux bords extrêmes du rack et il en ressort vers chaque transducteur sur les bornes colorées au centre. Simple quoi.

cliquez sur les images pour les agrandir

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######### mesure du système #########