Ampli DIY 4 voies pour filtre actif

[Jacques92]

Bonjour,

Démarrage d'un nouveau projet d'amplification. Là il s'agit de réaliser un amplificateur 4 voies pour un petit système bi-amplifié. Les enceintes utilisées sont des deux voies avec une voie de grave et une voie medium/aigu. Pour la partie filtrage, je vais utiliser un filtre actif MiniDSP Flex (2 entrées, 4 sorties).
Pour ce qui est de la puissance, il faut 50W pour le grave et 10W pour le medium/aigu.

En synthèse les caractéristiques de l'ampli :
 - 2 voies 10W RMS en classe A
 - 2 voies  50W RMS en classe B
 - Gestion de volume 4 voie à résistances commutées par relais pilotée par roue codeuse
 - Alimentation "quasi" quadruple mono
 - Soft Start
 - système de gestion de télécommande ready pour le futur

Tous les circuits d'amplifications sont basés sur de nouveaux schémas "maison".

Pour commencer, le synoptique complet de cet ampli :

[Jacques92]

Quelques infos concernant les composants prévus :
 - Boitier Mini Dissipante de chez Modushop
 - Face avant réusinée pour caser une plaque qui portera la roue codeuse et l'affichage
 - Transfo Blindé Toroidy Supreme Audio Grade II 4 sorties sur mesure pour la partie puissance
 - Transfo Toroidy Audio Grade pour l'alimentation 12V
 - Pour les composants des carte : 100% industriel chez TME et Mouser
 - Prise IEC : Furutech

---

La partie ampli pour le medium-Aigu.

C'est un Ampli 10W RMS de structure supersymétrique en full transistor bipolaire.
La contre-réaction utilise 6 résistance sans liaison de masse (du genre amplificateurs d'instrumentation mais doublée pour s'adapter à la structure en X de l'ampli).

Le module embarque sa propre alimentation, le redressement est déporté sur la carte de distribution d'alimentation. Les deux voies sont sur les même enroulements du transfo mis chaque voie a sa propre alimentation (Ampli quasi quadruple mono)



Epreuve 3D :

[Jacques92]

La suite avec l'ampli pour la voie de grave.

Le schéma :



C'est l'intégration d'un étage de sortie en classe B à faible distorsion et contrôle du bias en temps réel (étude complète présentée dans un autre fil de cette rubrique). Un ampli OP est mis en amont pour le gain et la rebouclage de la CR.
L'étage de sortie prend pour lui une partie du gain et l'AOP l'autre partie. Cela permet de limiter l'excursion de signal en sortie de l'AOP qui est alimenté à la moitié de la tension d'alim.

Caractéristiques :
 - 50W RMS
 - Classe B avec bias de 20mA compensé en température
 - Distorsion à pleine puissance : <0.003%
 - Dissipation au repos : 2.5W
 - Tension d'alim du circuit : +/-35V

L'alimentation est embarquée sur le circuit de chaque canal.
C'est une alimentation régulée. Le redressement est déporté sur la carte de distribution d'alim (voir Synoptique).

Epreuve 3D du circuit :

[Jacques92]

On continue avec la conception des autres éléments de cet ampli.

La carte de distribution des alimentation (redressements) et l'alimentation 12Vdc permanent :



On est en quasi quadruple mono : deux enroulements du transfo de puissance (alim symétrique) pour deux modules d'amplification mais ensuite chaque module embarque sa propre alim.
Donc quatre redresseurs pour la partie puissance.



La carte atténuateurs à relais :



32 positions d'atténuation, par pas de -2dB
Les résistances ne sont pas indiquées car je n'ai pas encore décidé de la résistance d'entrée (à voir en fonction du courant  que sait fournir le DSP)



La carte Soft-start :



Le premier relais c'est pour le Marche / arrêt.
Le second relais c'est pour le soft-start qui utilise quatre thermistances en série/parallèle.



Les faces avants :

On superpose une première plaque qui porte la roue codeuse. Cette dernière gère le volume et la mise ne marche /arrêt.
Unu seconde plaque (deux superposées en fait) vient par dessus avec la sérigraphie, l'affichage du volume et un trou plus grand pour l'accueil du bouton de volume.





Le tout est positionnée derrière la face avant en alu dans laquelle une ouverture circulaire de 90mm est pratiquée.

La face arrière :

Il y a les quatre entrées et les quatre sorties.
Et pas mal de trous prévus pour la fixation de trois cartes coté interne : à gauche et à droite une carte atténuateur stéréo, au centre la carte soft-start.



La carte de contrôle de la roue codeuse :

C'est repris de mon projet de préampli. Elle fonctionne sans processeur : pas de pollution HF conduite ou rayonnée dans le boitier.
La dernière version permet de connecter une récepteur de télécommande (connectique en face arrière de l'ampli)


Tous les PCB sont maintenant en cours de fabrication. Il y en a 8 différents au total.

Au niveau du coût,  boitier compris, on se situe aux alentours de 800€ pour du DIY avec des composants haut de gamme (transfo Toroidy Blindé, boitier alu Hifi2000, connectique de bonne qualité, PCB professionnel, composants sourcés chez TME ou Mouser, câble Cuivre argenté/Teflon, etc.)

[jtwildduck]

Salut Jacques,
Bravo pour ce nouveau projet !
Et merci pour le partage.

Une question : pourquoi réguler l'alimentation de l'ampli B ?
Tu n'as pas peur que ça "ralentisse" l'ampli sur les appels de courant d'un coup de basse ?

Jean

[gonzo]

Jacques 
excuse pour le compliment ....
comme à ton habitue un travail remarquable qui a dû  demander pas mal de réflexions 

à ma connaissance , c 'est la 1er fois que je vois un ampli disposant d'une bi-amplifications 
possible avec pour chaque registres ,une amplification adaptée en terme de puissance et de mode de fonctionnement (classe A et B ) 
avec , de plus , une gestion du  volume  travaillant dans le domaine analogique ( jeux de résistances )  géré numériquement


merci pour le partage 
un très beau projet

[Jacques92]

Salut Jacques,
Bravo pour ce nouveau projet !
Et merci pour le partage.

Une question : pourquoi réguler l'alimentation de l'ampli B ?
Tu n'as pas peur que ça "ralentisse" l'ampli sur les appels de courant d'un coup de basse ?

Jean

Salut Jean,
Merci pour tes encouragements.
L'alim de l'ampli B est régulée car il faut éviter des variations de tension d'alim qui viendrait faire bouger le bias, ce qui est essentiel pour un fonctionnement en vrai classe B. Sans régulation, et même avec une simple stabilisation on peut avoir 1V de chute sur les appels de courant. Du coup avec cette régulation ca ne bouge plus que de quelques mV.
Les alimentations régulées posent problèmes dans le medium aigu plus que dans le grave car l'alim doit réagir rapidement. Dans le grave tout est très lent et l'alim pourra répondre sans problème à n'importe quel demande courant.

Jacques 
excuse pour le compliment ....
comme à ton habitue un travail remarquable qui a dû  demander pas mal de réflexions 

à ma connaissance , c 'est la 1er fois que je vois un ampli disposant d'une bi-amplifications 
possible avec pour chaque registres ,une amplification adaptée en terme de puissance et de mode de fonctionnement (classe A et B ) 
avec , de plus , une gestion du  volume  travaillant dans le domaine analogique ( jeux de résistances )  géré numériquement


merci pour le partage 
un très beau projet

Merci Gonzo,
C'est tout l'intérêt du DIY ; on peut faire du sur mesure.
Pour le volume analogique : oui la différence s'entend immédiatement par rapport à un volume numérique, ce dernier étant d'ailleurs présent sur le MiniDSP Flex. Je tiens à rester à pleine échelle dans le monde numérique pour garder toute la dynamique.