Préamplificateur RIAA à tubes pour cellule MC-bobine mobile

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Jean_Marc
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Préamplificateur RIAA à tubes pour cellule MC-bobine mobile

Messagepar Jean_Marc » 02 Jan 2008, 16:46

Bonjour à tous,

Je me propose de décrire ici, étape après étape, la construction d'un préamplificateur RIAA destiné à des cellules à bobine mobile (MC), équipé d'un étage d'entrée en GRILLE COMMUNE un peu similaire au prépré Hiraga.

Les avantages de la grille commune sont :

- faible impédance d'entrée (mesuré 320 ohms sur le montage décris)
- très stable (pas d'effet Miller, isolation E/S par la grille à la masse dynamique).

Les inconvénients sont :

- présence possible d'une tension sur l'entrée risquant de détruire la cellule si aucune précaution n'est prise.

Le but est donc d'imaginer un montage (ou des montages) permettant d'annuler cette tension en entrée.

Le premier prototype réalisé est un grille commune simple (voir schéma), ayant un gain de 30dB, une impédance d'entrée de 320 ohms, et utilisant un tube à très faible bruit : triode 5842. Ce tube, particulièrement instable (tube UHF) se prêt bien au montage grille commune, très stable.

La 1ere étape se contente d'un réglage minutieux du 0Volts en entrée par ajustage de la tension négative de grille. Un relais temporisé (déclenché 1 minute après le relais de HT) court-circuite l'entrée à la masse pour maintenir volts lorsque la HT est absente (le -15V est présent et provoquerait un courant négatif dans la cellule).

Ce montage fonctionne. Prochaine étape, asservir la tension d'entrée à 0 Volts à une fréquence < 15Hz pour maintenir la tesnion nulle sans relais de court-circuit, et tout au long du vieillissement du tube.

Bien amicalement. Jean-Marc.
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Jean_Marc
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Messagepar Jean_Marc » 02 Jan 2008, 19:20

J'ai écouté ce montage ce soir, il est très doux, plus fin mais moins dynamique que le Hiraga à transistors décris dans ce fil. Il est très microphonique, ce qui était à prévoir vu les faibles tensions mises en jeu !

Une question pour les spécialistes des tubes (Serge, Francis, Yves et les autres...) :

Comment concevriez-vous le montage pour maintenir un 0 Volts en entrée, indispensable pour ne pas détruire la cellule phoni qui est connectée :

- transformateur d'isolement ?
- self en parrallèle ?
- asservissement quelconque ?
- autre ?

Merci. Bien amicalement. jean-Marc.

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Yves
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Messagepar Yves » 02 Jan 2008, 20:14

Ce serait dommage de mettre un transfo ou un self aprés avoir fait tout ça !

Je me souviens avoir vu de combines ingénieuses pour résoudre le même problème dans un convertisseur I to V destiné à être mis derrrière un D to A.

Ca devait être chez J.Broksie, je fouille !

Yves.

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vapkse
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Messagepar vapkse » 03 Jan 2008, 00:21

Salut Jean-Marc

Trop tard pour réfléchir, mais en ce qui concerne ton asservissement d'annulation de la tension, met le condo en CR sur l'aop, ça tévitera qu'il se transforme en oscillateur qui plus est à un endroit aussi sensible.

Regarde le régulateur de symétrie ici:
http://picasaweb.google.ch/vapkse/KT88SRPPV2
10ème photo.

La zener est juste la pour qu'il ne s'écarte pas de sa plage de travail avant l'établissement de la HT, tu n'en a probablement pas besoin.

Ton relais, à l'entrée, il ne pourrait pas être asservi par un aop qui mesure la tension justement. Comme mon montage coupe le transfo si le SRPP n'est pas ou plus équilibré?

A+
Serge

Jean_Marc
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Messagepar Jean_Marc » 03 Jan 2008, 06:41

Bonjour,

Merci à Yves et Serge,

C'est vrai que le condensateur passe-bas de l'asservissement est mal placé, il ne faut le placer en sortie d'AOP, mais sur l'AOP (intégrateur), ou en entrée...

Il faut quand même placer à mon avis un condensateur en sortie, non pas pour le passe-bas, mais pour éviter de réinjecter le souffle de l'AOP dans l'entrée de la 5842, vu les faibles niveaux mis en jeu. L'art consistera à choisir une fréquence de coupure plus élevée pour le filtre en sortie d'AOP que pour le filtre en entrée ou en CR. J'envisage 5 à 15 Hz de Fc en entrée ou sur l'AOP, et 30 à 50 Hz en sortie d'AOP pour filtrer le souffle. Qu'en pensez-vous ?

Hier soir j'ai amélioré la dynamique en plaçant une résistance de 56 ohms entre entrée 5842 et masse : l'impédance de 320 ohms semblait un peu élevée pour ma cellule. Elle se comporte mieux à présent.

Je vais câbler le proto de l'asservissement ce week-end, et je vous tiens au courant des essais. Je mets en ligne le schéma définitif si fonctionnement OK pour avoir votre avis.

Une dernière question : j'ai utilisé une régulatrice à gaz (150B2) pour stabiliser la tension d'alimentation. Connaissez-vous ces tubes, et en particulier sont-ils plus performants que les zeners en terme de bruit de fond ?

Bien amicalement. jean-Marc.

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vapkse
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Messagepar vapkse » 03 Jan 2008, 08:30

Salut Jean-Marc

Pour ce qui est de ta vitesse d'asservissement, tout dépend du rôle de l'aop. Si il est sensé rattrapé tout problème éventuel sans mesure supplémentaire de protection comme par exemple un relais, et que ta cellule tolère ainsi une tension le temps qu'il stabilise, alors oui, il faut qu'il aie vite.

Si par contre un relais protège ta cellule tant que la tension n'est pas à 0 et ouvre si la tension quitte le 0, c'est le relais qui doit aller vite, et dans ce cas, inutile que l'aop aie vite puisqu'il est juste sensé compenser des dérives du système en température ou à long terme par usure du tube.

En tout cas, aucune variation brutale ne devrait avoir lieu, et si il y en a une, c'est qu'il y a un problème. Normalement en cas de soucis de ce type, l'aop ne devrait pas essayer de règler le problème sauf si c'est la seul sécurité pour ta cellule. Dans mon ampli, le régulateur est très lent (genre 10 secondes à l'allumage), mais le relais de déclenchement du transfo lui est rapide. Si je me retrouve avec des variations brutales de tension en sortie du SRPP, au moins je le vois puisque le son coupe le temps que mon aop stabilise le bignou.

Mais Yves à surement une solution plus jolie et plus tube :wink:

Serge

Jean_Marc
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Messagepar Jean_Marc » 03 Jan 2008, 09:18

En fait je pense retirer purement et simplement le relais, qui n'est là que le temps que l'AOP soit installé...

Cet AOP devra donc bloquer le générateur de courant due que l'alim est en marche (apparition du +et- 15 Volts à la mise sous tension), et ensuite corriger assez doucement au collage du relais HT (filtrage HT par suite de cellules RC 2K7 - 680µF, temps de montée de la HT = 10 secondes).

Il n'y a qu'un petit sursaut, c'est à l'amorçage du tube régulateur à gaz 150B2, il amorce à 155 Volts et redescent brutalement à 149 Volts. ca ne devrait pas être forcément gênant, puisque ça ne joue que sur le VAK du tube qui va passer de 109 Volts à 103 Volts brutalement. Ca n'aura à mon avis qu'une incidence très réduite sur IA donc sur V entrée.

Amicalement. jean-Marc.

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Messagepar Jean_Marc » 04 Jan 2008, 09:28

Bonjour à tous,

Ca y est : l'asservissement à AOP est câblé, selon le schéma suivant. Pour le moment, aucune constante de temps (condensateur) n'est installée. le montage réalise une contre-réaction totale destinée à maintenir Volts en entrée.

Essais : A la mise sous tension, on a - 1mV en entrée, du au fait que le générateur de courant (2N2222) ne se bloque pas complètement. Un pont diviseur dans la base avec le -15 Volts améliore ce blocage b(l'AOP ne peut fournir -15V en sortie, seulement - 12V). J'ai essayé une résistance de tirage au +15 Volts destinée à maintenir un courant dans le générateur de courant même lorsque le tube est froid, ça fonctionne, mais après ça ne fonctionne plus !

Lorsque la HT s'établit, la tension varie bizarrement à + 60 mV (énorme !) pour redescendre et se stabiliser à + 0.1 mV, valeur acceptable. Je vais essayer un AOP de précision pour essayer d'améliorer, et je peux aussi installer un système de compensation d'offset de l'AOP pour régler ce 0mV. Il me semble que 0.1 mV sont acceptables, mais ce n'est pas sûr : cela crée un courant de 0.008mA dans ma cellule, est-ce que celà peut la magnétiser ?

Il y a eu au début des essais un phénomène de réaction de l'AOP qui sortait de ses limites en créant une tension positive sur la cathode, saturation du générateur de courant qui ne pouvait rien tirer de plus. la diode sert à éviter cette emballement en empêchant une saturation du générateur de courant.

Je câble le 2ème canal et je fais des photos. J'expérimente les constantes de temps et je vous tiens au courant.

Amicalement. Jean-Marc.
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vapkse
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Messagepar vapkse » 04 Jan 2008, 10:28

Il y a un truc que je ne capte pas, comment peux-tu annuler la tension en sortie sans dérivateur?

Jean_Marc
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Messagepar Jean_Marc » 05 Jan 2008, 11:41

Bonjour Serge,

Je ne cherche pas à annuler la tension en sortie du montage, la liaison étant capacitive (classique).

Je cherche à annuler la tension en entrée du montage (liaison directe).
Pour celà, j'utilise un AOP générateur de courant (c'est la combinaison de l'AOP et du générateur de courant à transistor NPN) selon le schéma ci-dessous. C'est un classique montage inverseur qui maintient une masse virtuelle sur l'entrée - en compensant le courant qui rentre ou qui sort sur cette patte. C'est le principe classique ders AOP.

Dans mon schéma, les pattes >>+ et - sont inversées, puisque le générateur de courant inverse la phase du signal. Le "super AOP" crée par l'asssociation de l'AOp et du générateur de courant a bien les entrées + et - dans la configuration du schéma ci-dessous.

Est-ce que l'explication est claire ?

Amicalement. jean-Marc.
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Messagepar vapkse » 05 Jan 2008, 13:23

Je voulais dire en entrée, bien sur, pas en sortie.

Le schéma de ton dernier post, ne correspond pas à ton dernier schéma de préampli.

D'après le schéma de ton préampli, J'ai compris le principe de l'aop, mais pour annuler la tension, il faut que ton 2N2222 génère un courant exactement opposé à celui du tube, or pour cela, il devra recevoir un courant par sa base qui dépend de ses caractéristiques dans la situation ambiante ou il se trouve (température).

Or to aop ne dérive pas, donc pour un point d'équilibre parfait, il aura 0V en sortie! ce qui ne correspond pas forcement au courant à appliquer sur ton 2N2222 pour avoir 0V en entrée. Réellement, il me semble qu'il va se positioner entre l'équilibre parfait pour lui (0V en sortie de l'aop) et l'équilibre réel des courant en entrée, ce qui laissera toujours une petite composante continue sur l'entrée de ton préamp, invérsément proportionelle au gain de la boucle.

Ce n'est pas ce que tu as?

D'après moi, ton aop doit dériver jusqu'a arriver au point de travail idéale de ton 2N2222.

Serge

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Messagepar Jean_Marc » 05 Jan 2008, 15:16

Bonjour Serge,

Effectivement ton raisonnement est bien vu : pour avoir 0Volts exactement en entrée, il faut avoir 0Volts en sortie d'AOP... Actuellement j'ai - 8Volts en sortie d'AOP à l'équilibre, et je n'ai pas l'équilibre parfait...

Le mieux à mon avis est d'installer un réglage de compensation d'offset, et de laisser l'AOP se positionner où bon lui fait plaisir pour alimenter le générateur de courant...

Mon montage a avancé, ci dessous le dernier schéma :

- remplacement des résistances E et C du générateur de courant par des 390 ohms : le générateur entrait en saturation et plus rien ne régulait.

- ajout d'une résistance de 15K entre +15V et entrée, de façon à fournir en permanence un courant de 1mA au générateur de courant lorsque le tube est froid. Avec cette astuce, plus besoin de relais de mise à la masse : on tient 0.5 mA tout le temps (tube froid ou chaud). Plus de dérive lors de la montée de la haute tension.

- remplacement de l'AOP bipolaire par un AOP J-fet OPA 2134.

- mise en place de la constante de temps (Fc=40Hz) sur la sortie du générateur de courant destinée à :

1) ne pas appliquer de contre réaction par l'AOP sur le message audio (F>40 Hz).

2) filtrer les bruits et souffles de l'AOP et du transistor (ne pas les injecter en entrée de l'amplificateur à 5842).

Programme de demain :

- essayer en signaux BF le fonctionnement correct dans cette configuration sur la bande passante audio, en particulier vers les 40Hz.

- mesurer l'impédance d'entrée sur l'étendue de la bande passante, en particulier vers les 40 Hz.

Le système fonctionnera si la faible amplitude des signaux en entrée (1 mV maxi pour une cellule MC je crois ?) ne saturent pas l'AOP. dans le cas contraire, il faudra installer une autre constante de temps en entrée d'AOP.

Egalement le principe de fonctionnement du tout (mon précédant synoptique était trop sommaire).

Bien amicalement. Jean-Marc.
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Messagepar vapkse » 05 Jan 2008, 15:35

Une compensation d'offset te permettra en effet de compenser ta différence au moment ou tu la règle, mais ne te permettra de compenser les dérives en T ou un vieillissement du tube à long terme.

Il te faut mettre un dérivateur pour laisser ton aop chercher sa plage de fonctionement quelque soit les paramètres que tu ne maitrises pas dans le temps.

Il te faut aussi un aop de précision.

Serge

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Messagepar fr6 » 05 Jan 2008, 16:02

Bonjour Jean-Marc et Serge,

bonne et heureuse année 2008.

les tubes stabilisateurs à gaz sont non seulement plus bruyants que les zeners de même valeur, mais en plus ils présentent un effet de résistance négative qui les rends instables (donc encore plus bruyants) lorsqu'on essaie de filtrer leur bruit par un condensateur en parallèle...

j'ai comparé avec une rampe de zeners de même valeur, c'est sans hésitation moins bruyant avec les zeners !
mais le plus simple est de mettre dans cette rampe de zener une bête TL431, dont la boucle de CR va intégrer toutes les zeners !

Schéma brouillon ci-dessous avec deux zeners de 56V et 68V en série avec la TL431. En plus c'est réglable avec précision si tu mets un multitour, et stable thermiquement si la R de 2,4k et le multitour le sont. j'en met qui ont des coeff de 70ppm/°C.
Le montage fonctionne à partir de 3-4 mA, 1mA dans le pont diviseur de réglage, et 2 minimum dans la TL431 pour qu'elle soit silencieuse.

Impédance dynamique et bruit plus de dix fois inférieurs à ceux d'une zener.

A+
Francis
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Jean_Marc
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Messagepar Jean_Marc » 05 Jan 2008, 16:20

Bonjour Serge et Francis,

Bonne & heureuse à vous deux...

Serge : Qu'est ce qu'un dérivatuer ? As-tu un exemple du schéma que tu me proposes et une explication ? Je ne connais pas ce montage...

Francis : Merci pour le schéma joint et les infos sur les tubes à gaz... Sinon que penses-tu aussi d'un multiplicateur de VBE.

Amitiés à tous les deux...


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