AUDIO

40 Elektor 4/2001

CrescendoMillennium EditionRemake d’un amplificateur d’anthologie

À la technique : Ton Giesberts Au clavier : Sjef van Rooij

Au printemps de 1984Elektor a décrit dans sescolonnes un amplificateur àFETMOS révolutionnairepour son époque, maillonaudio qui garde, aujour-d’hui encore, ses partisansenthousiastes. Nous avonsvoulu, suite à un courrierimportant à ce sujet, réac-tualiser ce projet cure dejouvence qui s’est d’ailleursaccompagnée d’une amé-lioration sensible de la fia-bilité et de la sécurité defonctionnement de cenouvel amplificateur. Lapuissance produite de90 watts dans 8 Ω ou135 watts dans 4 Ω devraitsatisfaire la majoritéd’entre nos lecteurs.

AUDIO

414/2001 Elektor

Résultats de mesure (alimentation de la figure 3, courant de repos de 200 mA)

– Sensibilité d’entrée : 1 Veff– Impédance d’entrée : 45 kΩ– Puissance sinusoïdale (0,1% THD) : 90 W/8 Ω 137 W/4 Ω– Bande passante de puissance (80 W/8 Ω) : 1,5 Hz à 300 kHz– Taux de montée (slew rate) : 60 V/µs (temps de montée = 1 µs)– Rapport signal/bruit : 104 dB (pondéré en A)

(par rapport à 1 W/8 Ω) 96 dB (B = 22 kHz lin.)– Distorsion harmonique à 8 Ω : à 4 Ω :

(bande passante 80 kHz) à 1 kHz: 0,002% (1 W) 0,0026% (1 W)0,0017% (40 W) 0,004% (80 W)

à 20 kHz: 0,028% (40 W) 0,04% (80 W)– Distorsion d’intermodulation : 0,0017% (1 W) 0,003% (1 W)

(50 Hz : 7 kHz = 4 : 1) 0,004% (40 W) 0,007% (80 W)– Distorsion d’intermodulation dynamique : 0,0026% (1 W) 0,003% (1 W)

(signal carré 3,15 kHz avec sinus 15 kHz) 0,0014% (40 W) 0,0023% (80 W)– Facteur d’atténuation (à 8 Ω) : 460 (1 kHz)

330 (20 kHz)– Paramètres en boucle ouverte :

Gain : 4 000 xBande passante : 25 kHzImpédance de sortie : 0,5 ΩProtectionCC : +4,7 V/–4,3 VSurcharge (0 V en sortie) : +5,8 A/–5,4 ATemporisation de mise en fonction : 8 à 10 sCompensation de polarisation (bias) : ± 4,5 µA

Les nombreux zéros après la virgule que comporte le bulletin decet amplificateur montre au premier coup d’oeil qu’il s’agit ici d’unrapport de mesures exemplaire. Il vous sera difficile de trouver deschiffres meilleurs que ceux-là. La distorsion est extrêmementfaible, le facteur d’atténuation excellent et le taux de montée peutmême être qualifié de remarquable.Comme nous l’avons fait régulièrement depuis un certain nombrede réalisations, nous accompagnons les chiffres « secs » de quelquescourbes produites par un analyseur de chez Audio Precision.La figure a rend la distorsion harmonique totale + bruit (DHT+B,THD+N pour Total Harmonic Distorsion + Noise qu’ils disent del’autre côté de la Manche) de 20 Hz à 20 kHz à une charge de 8 Ω ,mesures faites avec une bande passante de 80 kHz. À une puis-sance de 1 W la croissance de la distorsion à 20 kHz est minime,mais à mi-puissance (40 W correspond à 70% du niveau de modu-lation maximal) la capacité d’entrée non linéaire des FETMOS com-mence à se manifester.La figure b montre la distorsion d’un signal de 1 kHz dans 8 Ω enfonction de la modulation exprimée en watts, facteur mesuré à unebande passante de 22 kHz. Une bande passante plus réduite per-met de mieux visualiser le comportement de l’amplificateur. Jusqu’à10 W la DHT+B est due en majeure partie au ronflement de l’ali-mentation et au bruit. Au-delà de 10 W on constate une augmenta-tion légère et ce n’est qu’à 90 W que nous atteignons un niveau deHDT+B de 0,1%.La figure c montre la puissance de sortie maximale sous 4 et 8 Ωrespectivement, à nouveau pour la plage de fréquences allant de20 Hz à 20 kHz à une distorsion de 0,1% (bande passante de80 kHz). Ces 2 courbes sont pratiquement rectilignes.La figure d donne, pour finir, une analyse de Fourier d’un signal de1 kHz (1 W sous 8 Ω, fondamentale éliminée). La DHT se cettemodulation se situe sensiblement en deçà du ronflement de l’alimen-tation dont les composants de fréquence se trouvent en dessous de100 dB. La 2ème et 3ème harmoniques se situent, avec respective-ment une valeur de –118 et –115 dB, à un niveau négligeable.

1

500

2

5

10

20

50

100

200

W

20 20k010001 - C

50 100 200 500 1k 2k 5k 10k

Hz

4Ω

8Ω

0.0006

1

0.001

0.002

0.005

0.01

0.02

0.05

0.1

0.2

0.5

%

1m 1002m 5m 10m 20m 50m 100m 200m 500m 1 2 5 10 20 50010001- BW

0.001

1

0.002

0.005

0.01

0.02

0.05

0.1

0.2

0.5

%

20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k 10k010001-AHz

40W

1W

a

b

c

Il n’y que très peu de réalisations qui, plus de10 ans après leur publication, trouvent encoreune telle résonance que notre amplificateurde puissance de 1984, le Crescendo. De parson concept à symétrie parfaite, il s’agissaità l’époque d’une approche étonnante, maiscet amplificateur a sans doute dû sa popula-rité surprenante à l’utilisation, au niveau desétages de sortie, de FETMOS de puissance.Il existe en effet un nombre non négligeabled’inconditionnels de cette approche. Nombredes mordus des amplificateurs à tubes qui,par conviction, rejettent tout ce qui tient auxsemi-conducteurs, ont souvent un faible pourles FETMOS et sont prêts à commettre uneentorse à leurs principes.Et pourtant, malheureusement, ce furent trèsprécisément les FETMOS qui furent la sourcede la plupart des problèmes qu’à connu le ditamplificateur. Les types de transistors utili-sés à l’origine n’existent plus depuis long-temps et les solutions de remplacement secomptent sur les doigts d’une main à laquelleil manquerait 2 ou 3 doigts. On nous a fait

part à l’époque de certains pro-blèmes de stabilité de l’amplificateurd’autant plus que nombre de ceuxqui ont réalisé le Crescendo étaientd’avis que l’absence de tout disposi-tif de protection était préjudiciable,si ce n’est à sa durée de vie, dumoins à sa réputation.Tous ces faits nous ont convaincu derendre une nouvelle jeunesse à ceprojet en réactualisant son conceptde manière à prévenir toutes les cri-tiques du passé tout en lui gardantles excellentes caractéristiques duconcept d’origine.Tous comptes faits, nous pensonsavoir réussi dans notre entreprise,d’autant plus que la mise en oeuvred’une nouvelle paire de FETMOSnous donne une puissance de sortietelle qu’il ne nous a plus paru néces-saire d’envisager, comme ce fut lecas pour le Crescendo d’il y 3 lustres,2 versions de ce nouveau Crescendo,

un modèle à faible puissance et uneversion à fort wattage.

Un concept identique

Comme nous avons choisi à desseinde respecter autant que possible leconcept de l’amplificateur de réfé-rence, le Crescendo d’il y a 15 ans,les différences entre le schéma del’époque et le schéma de cette nou-velle version sont minimes.Nous nous trouvons partant en pré-sence d’un concept comportant undouble amplificateur différentiel àsources de courant à l’entrée, unétage de commande en cascode etun étage de puissance à FETMOS. Sien 1984 nous pouvions prétendrequ’il s’agissait d’un concept relati-vement sophistiqué, à la vue de latechnologie actuelle nous devrionsparler aujourd’hui de « concept mini-mum » (minimal design).

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42 Elektor 4/2001

bias

T12

2SK1530

T13

2SJ201

T11

2SK537

R34

0Ω

22

R35

0Ω

22

R1

1M

R2

47

k

R3

470Ω

R5

1M8

R4

1M8

R16

22

k

R19

22

kR17

27

0Ω

R20

27

0Ω

R18

8k

2

R21

8k

2

R8

1k

R9

1k

R13

1k

R14

1k

R6

47Ω

R7

47Ω

R11

47Ω

R12

47Ω

R22

47

0Ω

R10

330Ω

R15

330Ω

R23

12k

R32

220Ω

R33

220Ω

R37

1Ω

R25

33Ω

R24

10

k

R26

10

k

R27

33Ω

R29

12

0Ω

R28

27

0Ω

R30

22

k

R31

22

k1kP1

LSP+

LSP–

tp1

tp2

tp3

C1

2µ2

C4

1n

C5

1n

C3

180n

C2

1n

C10

100n

C14

100n

C12

100n

C11

10n

R36

10Ω

C6

100µ25V

C7

100µ25V

C8

220µ 25V

C9

220µ 25V

C13

1000µ63V

C15

1000µ63V

D1

D2

T5

BC556B

T3

BC556B

T4

T6

BC546B

T1

BC546B

T2

T9

BC550C

T10MJE340

T7

BC560C

T8MJE350

D3

3V90W5

D4

3V90W5

L1

2x

2x

+45 ... 50V

– 45 ... 50V

*

*

*

see text*zie tekst*siehe Text*voir texte*

010001 - 11

CW

2SJ201

G

D

S

2SK1530MJE340

E

C

B

MJE3502SK537

D

G S

Figure 1. Il est difficile, sur ce schéma, de trouver les différences par rapport à la version du Crescendo d’origine.

ront pas manqué de constater que le conden-sateur électrochimique bipolaire a disparu dela contre-réaction (R22/R23) et que partantnous avons opté pour un couplage en continu(CC). L’offset de sortie qui en résulte est éli-miné par le biais du circuit de compensationse trouvant sur le circuit de protection; nousavions de toutes façons l’intention de faireappel au dit circuit pour la correction de l’off-set induit par l’inévitable asymétrie au niveaude l’étage d’entrée. L’électronique de com-pensation se résume en fait à un amplificateuropérationnel monté en intégrateur chargé demesurer la tension de sortie de l’amplificateuret de réinjecter le courant de compensationrequis vers l’entrée (de polarisation). De parles valeurs élevées de R4 et R5 et le décou-plage qu’introduit C3, cette correction n’a pasle moindre effet sur le signal audio.Autre détail important à noter : de par l’ad-jonction de R30 et R31 le gain en boucleouverte (open loop) est rendu indépendant dela charge. Ces résistances définissentensemble la résistance de sortie de l’amplifi-cateur en tension, de sorte que les transistorsT12 et T13 montés en source-suiveurs ne fontrien d’autre, dans la bande audio, que de tra-vailler en tampon. En l’absence de ces2 résistances le comportement de l’amplifi-cateur serait directement fonction de lacharge qu’il a à piloter et ce n’est pas ainsique les choses doivent se passer.En association avec les réseaux de compen-sation R10/C4 et R15/C5 la modification intro-duite par R30/R31 garantit une stabilité àtoute épreuve de l’amplificateur à un point teld’ailleurs que l’on peut même se passer duréseau de Boucherot R35/C11 indispensablenormalement.Le système de protectionL’électronique de protection placée sur uneplatine distincte (figure 2) comporte une pro-tection contre une surcharge, une protectionen CC, une temporisation de mise en fonctiondu relais de sortie et une détection de tensionqui désactive instantanément le relais de sor-tie en cas de coupure ou d’absence de l’unedes tensions fournies par le transformateur.On trouve en outre sur ce circuit imprimé l’in-tégrateur utilisé par la compensation de latension de dérive (offset).La platine principale de l’amplificateur com-porte 3 points de connexion par le biais des-quels arrive l’information nécessaire au fonc-tionnement du dispositif de sécurité : tp1 ettp2 fournissent la tension aux bornes desrésistances d’émetteur, tp3 donnant la ten-sion de sortie. La protection proprement diteprend la forme d’une paire de relais, Re1 etRe2 dont les contacts ont été pris en parallèlede manière à réduire le plus possible la résis-tance de transfert introduite par ces compo-

Cette approche n’a rien de péjoratifen fait sachant qu’il est louable, dansle cas d’un amplificateur, d’essayerde faire en sorte que le trajet dusignal soit aussi court que possible.Cette remarque faite, revenons à nosmoutons.La reprise du concept d’origine amè-nera ceux qui voudraient procéder àune comparaison entre le schéma dela figure 1 et celui de la version ori-ginale de mai 1984 à les examiner detrès près pour trouver les différences.Il existe en tout état de cause desdifférences de sorte qu’il noussemble intéressant, avant de passerà une description détaillée duschéma, de passer en revue les dif-férences les plus importantes.La modification la plus évidente sesitue bien évidemment au niveau dela paire de nouveaux FETMOS prisen sortie. Les 2SK1530 et 2SJ201 deToshiba sont (relativement) faciles àtrouver; ils ont, de plus, une dissipa-tion de puissance telle que nousavons réussi, en n’utilisant qu’uneseule paire de ces composants, defaire pratiquement doubler la puis-sance par rapport à l’ancien « Mini-Crescendo » en la faisant passer dequelque 50 à 90 watts dans 8 ohms.Cette puissance plus importanteimplique une adaptation nécessaireet suffisante du paramétrage en cou-rant des différents étages et l’utili-sation, dans les étages de cascode,de nouveaux types de transistors;nous y reviendrons.Nous avons pris un certain nombrede mesures, sous la forme desréseaux R10/C4, R15/C5 et R30/R31,pour optimiser la stabilité de l’am-plificateur. Signalons, pour finir,adjonction importante, la présence,sur une platine additionnelle, d’undispositif de protection efficace etd’une compensation d’offset auto-matique. Ici se termine l’énuméra-tion des points les plus importants.

Le détail du schéma

Il est temps maintenant, après cesurvol rapide, de nous intéresser deplus près au détail de ce montage.Commençons, logiquement, parl’entrée.La structure du filtre d’entrée estrelativement classique. R2 (surlaquelle la résistance R1 est prise enparallèle) détermine l’impédance

d’entrée et constitue, associée aucondensateur C1, un filtre passe-haut destiné à bloquer les fré-quences inférieures à quelque1,5 Hz. C1 sert en outre à éviter touteinfluence néfaste sur le paramétrageen CC de l’étage d’entrée. La paireconstituée de R3 et de C2 forme unfiltre passe-bas accordé à un peuplus de 300 kHz chargé de bloquertoute distorsion d’intermodulation(TIM) et d’éliminer d’éventuels para-sites HF.Le double amplificateur différentiel à4 transistors, T1 à T4, est paramétré,en raison de la puissance de sortieplus importante, à un courant 3 foisplus élevé environ que sur l’ancienCrescendo. Les sources de courantresponsables de ce paramétrage, T5et T6, utilisent cette fois, commeréférence, non pas une diode zener,mais une LED, D1 et D2 respective-ment, sachant que cette approche setraduit par un bruit intrinsèque plusfaible. Pour assurer une stabilitéthermique (en température) du para-métrage CC, nous avons prévu uncouplage thermique des combinai-sons D1/T5, D2/T6 ainsi que dans lecas des paires de transistors T1/T2et T3/T4.Le paramétrage des étages en cas-code T7/T8 et T9/T10 est lui aussisensiblement plus ouvert que celan’était le cas sur la version précé-dente du Crescendo. Ce nouveauparamétrage risquant de dépasserles capacités des types utilisés àl’origine pour T8 et T10, nous lesavons remplacés par des transistorsplus puissants, du type MJE340 etMJE350.Venons-en à l’étage de sortie. À l’in-verse de ce qui était le cas desanciens types de FETMOS, les2SK1530 et 2SJ201 utilisés ici pré-sentent un coefficient de tempéra-ture positif, ce qui signifie qu’à ten-sion grille flottante source identique,le courant de drain croît en casd’augmentation de la température. Ilnous a partant fallu imaginer un cir-cuit de courant de repos différentdans lequel le FETMOS T11 montésur le même radiateur que les pairesT8/T10 et T12/T13 se charge de lacompensation requise.Terminons par l’énumération d’uncertain nombre de points dignesd’intérêt.Les spécialistes en la matière n’au-

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434/2001 Elektor

sants; les contacts sont pris en série avec lasortie de l’amplificateur par le biais desconnexions « Amp » et « LSP ».La tension d’alimentation de l’électronique deprotection est dérivée des points assurantl’alimentation sur la platine de l’amplificateur.L’alimentation de l’intégrateur est purementet simplement dérivée de l’alimentation del’amplificateur par le biais de 2 diodes zener,D3 et D4.La protection contre une surcharge reprendune recette classique, à savoir celle d’un divi-seur de tension associé à un transistor. T1mesure, au travers des résistances R1 à R3,la tension régnant aux bornes de la résis-tance R34 de l’amplificateur de puissance etdétecte lorsque le 2SK1530 sort de sa zone defonctionnement sure (safe area). T2 remplitune fonction identique pour le 2SJ201, par lebiais des résistances R4 à R6 cette fois, enmesurant la tension sur R35. Le courant maxi-mum qui circule par le transistor de puis-sance est une fonction linéaire de la tension

qui lui est appliquée, et ce jusqu’à cequ’il ait atteint ou son courant ou satension maximal. Le diviseur de ten-sion constitué par R1/R2 (R4/R5 pourla seconde moitié) sert à déterminerla limite de courant maximal et, depar la résistance R3 (R6), cette limitene cesse de baisser au fur et àmesure que la tension aux bornes dutransistor de puissance augmente.Comme il s’agit de musique, nousavons opté pour une limite de100 ms, ce qui permet d’abaisser lalimite imposée à l’impédance decharge, sans que cela ne pose deproblème pour les transistors depuissance. S’il devait se faire que T1(ou T2) entre en conduction on met àcontribution, via T3 (ou T4), les tran-sistors de la protection CC pourdésactiver le relais. Les condensa-teurs C1 et C2 réduisent la sensibi-lité aux parasites HF. Les résistances

R7 et R9 sont du type 5 W (puis-sance) vu que la dissipation peutatteindre, en fonction de la situationanormale rencontrée, une valeurrelativement élevée.La protection en CC reprend unconcept souvent utilisé. Le filtrepasse-bas R11/C3/C4 (fréquence decoupure de 1,5 Hz) détecte et fournitune éventuelle tension continue. C3et C4 constituent un condensateurélectrochimique bipolaire. Dès que latension positive atteint un niveausuffisant le transistor T5 est amenéen conduction par le biais du divi-seur de tension R13/R14 de sorteque T7 devient conducteur à sontour au travers de la résistance R17.À l’inverse, en cas de tension néga-tive suffisamment importante, lecourant traversant T6 atteint unevaleur suffisante pour faire rendre T7également passant. Le diviseur de

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44 Elektor 4/2001

T1

MJE340

T5

T6

BC546B

T4

BC546B

T10

BC546B

T2

MJE350

T8

BC556B

T9

BD140

T3

BC556B

T7

BC516

R8

5k

6

R7

1k

R3

18

k

R1

390Ω

R4

390Ω

R2

12

0Ω

R6

18

k

R9

1k

R10

5k

6

R12

1M

R14

15

0k

R5

12

0Ω

R18

12

k

R17

33

0k

R19

33

0Ω

R20

22

0k

R21

22

0k

R22

15

k

R23

68

0Ω

R28

47

0k

R29

3k

3

R11

10k

R13

1M

R1539

k

R16

22

0k

R24

1M

R26

4k7

R27

4k7

R25

10k

R30

10k

R31

10k

C1

150p

C2

150p

C5

47µ63V

C3

22µ 63VC4

22µ 63V

C7

220µ25V

C8

220µ25V

C9

1µ63V

C6

2µ2

D3

20V 0W5

D4

20V 0W5

V+

tp1

tp2

tp3

V– CNY17-3

IC25

4

1

2

6

V+

D8

1N4004

D7

1N4004

Re1

Re2

D1

1N4148

D2

1N4148

Amp.

LSP

biasIC1

OP77

2

3

6

7

4

1

8

V+

D6

BAT85

D5

+20V

V+

V-

–20VV-

+20V

–20V

Re1, Re2 = G2R-1-E

2x

2x

010001 - 12

35V

35V

Figure 2. Schéma du dispositif de protection et de la compensation d’offset.

conduction ce qui se traduit par le décolle-ment des relais.La compensation d’offset ne comporte enfait, si l’on fait abstraction des composantsrequis par son alimentation, que 2 résis-tances, 1 condensateur, un amplificateuropérationnel, IC1, et 2 diodes. Comme lecourant de correction est injecté sur l’entréenon-inverseuse de l’amplificateur de puis-sance, cet intégrateur devra également tra-vailler en inverseur. La paire de diodesD5/D6 et la résistance constituent une pro-tection additionnelle pour l’amplificateuropérationnel. Nous avons opté, pour ce der-nier, pour un OP77, un composant à offsetextrêmement faible, qui de plus est dotéd’une protection d’entrée et ne craint pas lescourts-circuits.

Une alimentation robuste

À l’époque de la description du premier Cres-cendo nous avions déjà insisté sur le fait quel’alimentation constituait l’un des sous-ensembles les plus importants d’un amplifi-cateur de puissance. C’est la pierre d’angle(et d’achoppement) de la qualité sonore finalede l’amplificateur concerné. Il n’est pas impé-ratif de réaliser une alimentation sophistiquéepour qu’elle soit bonne, la preuve, nous allonsfaire appel à la recette classique transfo +pont de redressement + condensateurs delissage. Il est recommandé pourtant de nepas être trop radin quant au dimensionne-ment des composants; ceci explique la pré-sence, sur le schéma de notre alimentationdonné en figure 3, de 2 condensateurs élec-trochimiques d’une capacité de 22 000 µFchacun. Signalons, pour éviter tout malen-tendu, qu’il s’agit là du schéma pour une ver-sion monophonique de l’amplificateur; il fau-dra donc, pour une version stéréophoniquedu Millenium Crescendo, réaliser cette ali-mentation en double exemplaire !Le système de « temporisation de mise enfonction » représenté en pointillés en figure 3n’est pas obligatoire mais n’en reste pasmoins recommandé –en particulier en casd’utilisation de transformateurs toriques.Cette électronique remplit très précisémentla fonction que suggère son nom et fait ensorte d’éviter, lors de l’application de la ten-sion d’alimentation, des crêtes de couranttrop importantes. Nous avons l’occasion, àplusieurs reprises, de vous proposer dansElektor l’un ou l’autre montage remplissantcette fonction; le plus récent se trouve dansle numéro double de Juillet/Août 1997,schéma que nous avons repris en figure 4.Le fonctionnement de cette électronique estsimple : lors de la mise sous tension lesrésistances R4 à R7 commencent par limiter

tension R13/R14 en combinaisonavec R15/R17/R18 fait en sorte quele seuil de la tension positive et celuide la tension négative soient prati-quement identiques. T7 peut, luiaussi, être amené en conduction viaR12 et R16 et la paire T5/T6. Lors del’application de la tension d’alimen-tation, et en l’absence de situationanormale, le condensateur électro-chimique C5 se charge, au travers dudiviseur de tension R20/R21 jusqu’àune tension égale, pratiquement, àla moitié de la tension d’alimenta-tion. La temporisation d’activationdes relais est de l’ordre de 8 à 10 s.Le Darlington T8/T9 relie les relais àla tension d’alimentation. Dès entréede T7 en conduction, le condensa-

teur C5 se décharge immédiatementet les relais décollent.La détection de tension fait appel àun opto-coupleur en vue d’éviter lacréation de boucles de masse entrele transformateur et la masse dusignal et également de se mettre àl’abri d’autres parasites potentiels.La diode intégrée dans l’opto-cou-pleur est mise en conduction par lebiais de R29 à R31, en sachant que laconstante de temps définie par C9est telle que le transistor présentdans IC2 ne reste passant sans dis-continuer qu’à condition que les2 enroulements du transformateuraffichent un niveau de tension suffi-sant. En cas de disparition de la ten-sion, le transistor T10 entre en

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454/2001 Elektor

2x 35V

Tr1

225VA

B1

200V / 35A

+49V

–49V

C1

22000µ63V

C2

22000µ63V

1A T

F1

974078 - 1

010001 - 13

Temporisationde mise en

fonction

B1

B250C1500

C2

470µ40V

C3

470µ40V

R3

220Ω

R1

470k

R2

470k

C1

330n250V

Re1

F1

R4

10Ω

5W

R5

10Ω

5W

R6

10Ω

5W

R7

10Ω

5W

K2

K1

*~*

zie tekst*see text*voir texte*siehe Text*

Re1 = V23057-B0006-A201

974078 - 11

Figure 3. Il arrive que l’alimentation des amplificateurs audio grand public soitdimensionnée chichement, ce qui n’est pas le cas de la nôtre.

Figure 4. Une temporisation de mise en fonction telle celle présentée ici éviteraaux fusibles de rendre l’âme prématurément dès la mise sous tension del’amplificateur.

le courant. Une fois la constante de tempsintroduite par les condensateurs C2 et C3écoulée, les dites résistances se voient pon-tées par les contacts du relais de sorte quel’on aura circulation de la totalité du courantentre les embases K1 et K2. Nous avons uti-lisé un relais capable de commuter 2 000 VA.

L’alimentation du relais est dérivéedirectement du secteur par le biaisde C1, R3 et B1; ces composantsétant en contact avec la tension dusecteur il ne saurait être questionde les toucher (de la main ou par lebiais d’un instrument métallique)

Passons au soudageNous vous proposons, en figure 5, ledessin des pistes de la platine del’amplificateur et de celle de la pro-tection. Ces 2 circuits imprimés sont

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46 Elektor 4/2001

(C) ELEKTOR010001-1

C1

C1

C2

C2

C3

C3

C4

C4

C5

C5

C6

C6

C7

C7

C8

C8

C9

C9

C10

C11

C12

C13

C14

C15

D1

D1

D2

D2

D3

D3

D4

D4

D5D6

D7

D8

H1 H1H2

H2

H3

H3H4 H4

IC1

IC2L1

P1

PC7

PC8PC9

R1

R1

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R2

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R3

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R4

R5

R5

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R6

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R7

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R8

R9

R9

R10

R10

R11R

11R12

R12

R13

R13

R14

R14

R15

R15

R16

R16

R17

R17

R18

R18

R19

R19

R20

R20

R21

R21R22 R22R23

R23

R24

R24

R25

R25

R26

R26

R27

R27

R28

R28R

29

R29

R30

R30

R31

R31

R32

R33

R34

R35

R36

R37

RE1

RE2

T1

T1

T2

T2

T3

T3

T4

T4

T5

T5

T6

T6

T7

T7

T8

T8

T9

T9

T10

T10

T11

T12

T13

Am

p.

LSP

T

bia

s

~~

0

tp2

tp3

tp1

V+

V-

tp1

tp2

LSP

+

LS

P-

T

0

+-

bia

s

tp3

010001-1

0

(C) ELEKTOR010001-1

Figure 5. Les platines de l’amplificateur et de la protection sont fournies d’une pièce; il faudrales séparer avec de passer à l’implantation des composants.

Liste des composants de l’amplificateur

Résistances :R1 = 1 MΩR2 = 47 kΩR3,R22 = 470 ΩR4,R5 = 1MΩ8R6,R7,R11,R12 = 47 ΩR8,R9,R13,R14 = 1 kΩR10,R15 = 330 ΩR16,R19,R30,R31 = 22 kΩR17,R20,R28 = 270 ΩR18,R21 = 8kΩ2R23 = 12 kΩR24,R26 = 10 kΩR25,R27 = 33 ΩR29 = 120 ΩR32,R33 = 220 ΩR34,R35 = 0Ω22/5 W à faible

induction tel que, par exemple,série MPC71

R36 = 10 Ω/1 W *R37 = 1 Ω/5 WP1 = 1 kΩ ajustable

Condensateurs :C1 = 2µF2 MKT au pas de

5/7,5 mmC2,C4,C5 = 1 nFC3 = 180 nFC6,C7 = 100 µF/25 V radialC8,C9 = 220 µF/25 V radialC10,C12,C14 = 100 nFC11 = 10 nF *C13,C15 = 1 000 µF/63 V radial

Selfs :L1 = 9 spires de fil de cuivre

émaillé de 1,5 mm de diamètreautour de R37, diamètreintérieur 8 mm

Semi-conducteurs :D1,D2 = LED plate rougeD3,D4 = diode zener 3V9/0W5T1,T2,T6 = BC546BT3 à T5 = BC556BT7 = BC560CT8 = MJE350 (Motorola, STMicro)T9 = BC550CT10 = MJE340 (Motorola,

STMicro)T11 = 2SK537 (Toshiba)T12 = 2SK1530 (Toshiba)T13 = 2SJ201 (Toshiba)

Divers :5 x cosse plate M3 encartable

d’un outil adéquat (couteau ou cutter) gratterle vernis aux extrémités de la bobine pourpouvoir en souder les connexions.C’est à dessein que les transistors T8, T10 àT13 ont été montés tous les uns à côté desautres sur l’un des côtés de la platine, ceci envue de pouvoir les visser plus facilement surun radiateur commun. Il faudra bien entenduutiliser des plaquettes d’isolation, supportsque l’on enduira d’une (très) fine couche depâte thermoconductrice. La résistance ther-mique du radiateur doit être inférieure à0,5 °C/W. La photo de la figure 6 vous montrel’un de nos prototypes terminés doté de sonradiateur.La platine du dispositif de protection n’ap-pelle pas de remarque particulière. Attentionau diamètre du condensateur électrochimiqueC5, sachant qu’il ne doit pas dépasser 8 mm;s’il vous est impossible de trouver un conden-sateur de la bonne taille rien ne vous interditd’utiliser un exemplaire ayant une tension deservice de 40 V.Nous reprenons, à l’intention de ceux d’entrenos lecteurs qui « prendraient le train enmarche » le dessin des pistes et la sérigraphiede la platine de la temporisation de l’applica-tion de la tension secteur. Cette platine estmaintenant disponible auprès des adresseshabituelles (ce qui n’a pas été le cas lors desa première publication), car nous avonsconstaté que cette temporisation « à2 étages » présentait une utilité indéniable.

proposés d’un seul morceau; il fau-dra partant les séparer (avec pré-caution !) d’un trait de scie.Les routiniers des réalisations per-sonnelles ne devraient pas avoir de

problème lors de la réalisation des2 platines présentées ici; la sérigra-phie de l’implantation des compo-sants et la liste des composants sontsuffisamment éloquentes. Permettez-nous cependant de donner iciquelques conseils pratiques.La platine de l’amplificateur com-porte 5 ponts de câblage qu’il estpréférable de mettre en place en pre-mier. Cette platine comporte2 « composants » que nous pourrionsqualifier de « délicats » : les cou-plages thermiques et la bobine desortie, L1.Le couplage thermique des pairesD1/T5 et D2/T6 se résume en fait aumontage de la LED sur la tranche (lecôté plat) du transistor.Il est recommandé, dans le cas despaires de transistors T1/T2 et T3/T4,de les verrouiller l’un sur l’autre àl’aide d’un anneau métallique et lehasard a voulu que nous découvrionsqu’un morceau de tuyau de cuivrepour canalisation d’eau mis dans laforme requise convenait à merveille.Le bobinage de L1 se fera le plusfacilement sur un foret de 8 mm. Onglisse ensuite la résistance R37 dansla bobine avant de les souder toutesdeux aux endroits prévus sur la pla-tine. Il faudra bien entendu, à l’aide

AUDIO

474/2001 Elektor

Figure 6. Voici à quoi devraient ressembler vos propres platines. N’oubliez pas lesplaquettes d’isolation pour T8, T10 à T13 !

3 x isolateur céramique (ou mica) pourT8/T10/T11

2 x isolateur mica pour T12/T13 (telque, par exemple plaquette TO-218de 21 x 24 mm)

radiateur : <0,5 °C/W (tel que, parexemple, Fischer SK47/100 mm)

coffret : Monacor type UC113/SW parexemple

*) peut être supprimée

de la protection

Résistances :R1,R4 = 390 ΩR2,R5 = 120 ΩR3,R6 = 18 kΩR7,R9 = 1 kΩ/5 WR8,R10 = 5kΩ6R11,R25,R30,R31 = 10 kΩR12,R13,R24 = 1 MΩR14 = 150 kΩR15 = 39 kΩR16,R20,R21 = 220 kΩR17 = 330 kΩR18 = 12 kΩR19 = 330 ΩR22 = 15 kΩR23 = 680 ΩR26,R27 = 4kΩ7R28 = 470 kΩR29 = 3kΩ3

Condensateurs :C1,C2 = 150 pFC3,C4 = 22 µF/63 V radialC5 = 47 µF/63V radialC6 = 2µF2 MKT au pas de 5/7,5 mmC7,C8 = 220 µF/25 V radialC9 = 1 µF/63 V radial

Semi-conducteurs :D1,D2 = 1N4148D3,D4 = diode zener 20 V/0W5D5,D6 = BAT85D7,D8 = 1N4004T1 = MJE340 (Motorola, STMicro)T2 = MJE350 (Motorola, STMicro)T3,T8 = BC556BT4 à T6,T10 = BC546BT7 = BC516T9 = BD140IC1 = OP77GP (Analog Devices)IC2 = CNY17-3 (Temic-Atmel)

Divers :Re1,Re2 = relais G2R-1-E Omron

(16 A/24 V/1 100 Ω)3 x cosse plate M3 encartable

Câblage et réglages

Il sera temps, une fois que l’on aura terminéla réalisation des platines de l’amplificateuret de la protection et que l’on aura vérifié l’ab-sence de discordance entre eux et leurs listesdes composants, de trouver un coffret dignede cet amplificateur hors du commun. Il fau-dra commencer par décider de la version quel’on veut réaliser, mono-bloc ou stéréo. Nousavons opté, dans le cas de notre prototype,pour cette dernière option qui n’est en faitrien d’autre qu’une juxtaposition de 2 mono-blocs dans un même coffret dotés chacun desa propre alimentation et de son dispositif detemporisation de l’application de la tensionsecteur; seul l’interrupteur secteur leur estcommun.Notre coffret nous vient de chez Monacor,doté qu’il est à l’origine de jolis radiateurs(largement surdimensionnés); les différentssous-ensembles requis y trouvent largement,même royalement, place.De par la présence de plusieurs platines, lecâblage nécessaire pour la réalisation d’unamplificateur complet opérationnel requiertnombre d’interconnexions. Ceci explique quenous vous proposions, en figure 8, un plan decâblage complet. Les points V+, V–, masse,tp1, tp2, tp3 et bias de la platine de protec-tion sont reliés aux points correspondants dela platine de l’amplificateur à l’aide de mor-ceaux de fil de câblage souple ordinaire. Lespoints « ˜35 V » seront reliés directement auxextrémités des enroulements du transforma-teur et le point « 0 » le sera au point nodal descondensateurs de lissage de l’alimentation.L’interconnexion des embases d’entrée(Cinch) et des entrées au niveau de la platinede l’amplificateur se fera à l’aide d’un mor-ceau de câble audio blindé.Nous avons utilisé, pour les connexions desortie et de l’alimentation, des cosses plates(cosses auto), les interconnexions se faisantà l’aide de câble de section adéquate; nousavons, en ce qui nous concerne, utilisé ducâble d’installation de 2,5 mm2 de diamètre.Les contacts des relais Re1 et Re2 de la pla-tine de protection sont tout simplement prisen série avec la sortie de l’amplificateur : lasortie « LSP+ » est pour ce faire à l’entréerelais « Amp » de la platine de protection etla sortie « LSP » de cette platine l’est avecl’embase de sortie positive (fiche banane).L’autre fiche banane est reliée directement aupoint « LSP– » .La meilleure façon de réaliser la connexionindispensable à établir entre la masse del’amplificateur et le coffret métallique est demonter les embases Cinch d’entrée « norma-lement » (c’est-à-dire sans isolation) dans lecoffret.

Veillez à ne pas établir ailleurs uneliaison malencontreuse entre le zérode l’alimentation et la masse du cof-fret sachant que cela ne manqueraitpas de créer une boucle de massequi pourrait être la source de phéno-mènes de ronflements difficiles à éli-miner.L’application de la tension du secteur(230 V) se fera, est-il bien nécessaired’insister, par le biais d’un câble par-faitement isolé, d’un interrupteursecteur digne de ce nom et d’uneentrée secteur respectueuse desnormes. Il faut toujours être prudentlorsque l’on a affaire à la tension dusecteur et prendre les précautionsd’usage. On pourra doter le coffretd’une plaquette d’identification men-tionnant la valeur de la tension dusecteur (230 V) et le type de fusibleà utiliser.Il est temps maintenant, après avoirvérifié une ultime fois la correctionde sa réalisation et avoir mesuré lavaleur de la tension d’alimentation,de basculer l’interrupteurmarche/arrêt de l’amplificateur.Assurez-vous cependant avant cetinstant magique, que vous aveztourné l’ajustable P1 en butée versla gauche, sachant que l’on courtsinon le risque de voir le courant derepos grimper vers une valeur très(trop ?) importante, ce qui n’est pasle but de la manoeuvre.Après la mise en fonction on com-mencera par s’assurer que la sortiede l’amplificateur, point de mesuretp3, présente bien une tension nulle;si l’on peut accepter de mesurer à

cet endroit quelques millivolts, unetension de 0,1 V voire plus est tota-lement inacceptable; il vous faudradans ce cas-là revérifier avec soinvotre réalisation, votre amplificateurprésente un défaut.L’étape suivante consiste à ajuster lecourant de repos à la valeur requise.La valeur correcte dans le cas duprésent amplificateur est de l’ordrede 200 à 250 mA. Pour cette opéra-tion on prend un voltmètre en paral-lèle sur la résistance R34 (points tp1et pt3) et on joue progressivementsur P1 jusqu’à ce que l’on ait affi-chage sur l’instrument de mesured’une tension comprise entre 0,044et 0,055 V. On laisse ensuite à l’am-plificateur une demi-heure pour trou-ver sa température de croisière et onréajuste, par action sur P1, la valeurde cette tension.

L’écoute

Ceux d’entre vous qui ont déjà jetéun coup d’oeil critique à l’encadrédes résultats de mesure n’auront pasmanqué de constater que le « bulle-tin » du Crescendo est excellent. Ilest cependant de notoriété publiqueque des amplificateurs de spécifica-tions pratiquement identiques peu-vent avoir des sonorités très diffé-rentes.Nous en arrivons maintenant à laquestion à « mille francs » : quelleest la sonorité de ce nouvel ampli-ficateur (ou cet ancien amplifica-teur réactualisé, comme vous levoudrez) ?

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48 Elektor 4/2001

974078-1

B1

C1

C2

C3

F1

H1

H2

H3

H4

K1

K2 O

UT

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

RE1

97

40

78

-1

~~

~~

Figure 7. Dessin des pistes de la temporisation de mise en fonction de la figure 4.

97

40

78

-1

La première impressionrecueillie au cours des nom-breuses sessions d’écoute estque le Crescendo restitue tousles genres de musique avecvolume et spatialité. Les diffé-rences entre 2 amplificateurshaut de gamme sont toujoursextrêmement subtiles, mais ànotre avis le Crescendo est àl’évidence un amplificateur aucaractère à sang chaud trèsagréable.Tout au long de l’écoute nousavons pu mieux comprendre lechoix des inconditionnels desFETMOS, vu que le son produitest un peu moins distant et cli-nique que celui produit par unamplificateur à l’étage de sor-tie doté de transistors bipo-laires. Un amplificateur telcelui que nous avons décrit enmai 1997, l’« ampli 50 W com-pact » (et qui reste l’un de nosamplificateurs favoris) secaractérise, nous en sommesconvaincus, par un naturel etun respect du détail quasimentimpossible à dépasser, mais illui manque cependant cettesorte de « chaleur » si typiquedu Crescendo. Pouvons-nousdans ces conditions dire del’un qu’il est meilleur quel’autre ? Non cela serait allertrop loin. Les différences sonttrop minimes et tout jugementà ce niveau est toujours perti-nemment subjectif. Les quali-ficatifs de « meilleur » ou« moins bon » ne sont pas demise ici, on peut à la rigueurdire qu’il existe une « diffé-rence » entre ces 2 amplifica-teurs.Il n’en reste pas moins quenous sommes très étonnés deconstater que le Crescendo,en dépit de (ou vaudrait-ilmieux dire grâce à) sonconcept simple et de l’âge duprojet d’origine, peut se mesu-rer sans le moindre problèmeà des concurrents bien plusmodernes. Nous ne pouvonsque le conseiller, cet amplifi-cateur audio, et pas unique-ment aux irréductibles desFETMOS....

(010001)

AUDIO

494/2001 Elektor

Figure 8. Plan de câblage. Il faudra utiliser du conducteur de bonne section au niveau del’alimentation et de la sortie de l’amplificateur !

B1

C1

C2

C3

F1

H1

H2

H3

H4

K1

K2 O

UT

R1

R2

R3

R4

R5

R6

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RE1

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~~

~~

C1 C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9D

1D

2

D3D4

D5D6

D7

D8

H1H

2

H3 H4

IC1

IC2

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PC8PC9

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R2

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8

R9R10

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Am

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T

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0

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V+

V-

0

C1

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L1

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R19R20

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R24

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R30

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T1T

2

T3

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10

T11

T12

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tp1

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LSP

+

LS

P-

T

0

+-

bia

s

tp3

010001-1

250V

F1 = 1A T

10A

MAINS

010001 - 14

B

C22000µ

63V

C22000µ

63V

B = 200V / 35A

Tr = 2x 35V / 225VA

LSP