Égaliseur RIAA à FET

AUDIO&VIDÉOÉgaliseur RIAA à FETCorrecteur MD à SRPPHergen BreitzkeLe préamplificateur/égaliseur est une nouvelle variante de l’amplificateurà tube à correcteur à tube SRPP du numéro 104 d’Elektor, mais baséeelle sur des transistors à effet de champ et adaptée en conséquence.Il a fallu procéder à des adaptations pour différentesraisons, ne serait-ce que parce quel’impédance de sortie et le gain d’un circuitSRPP à FET sont sensiblement plus élevésqu’ils ne le sont dans le cas d’une approcheà tubes.Le principe SRPP (Shunt Regulated Push Pull)est souvent utilisé en HF, mais bien plus rarementdans le monde de l’audio. Cela tienttout simplement au fait que bienque l’approche SRPP fonctionne parfaitementavec des tubes, elle n’estpas utilisable avec des transistors« normaux » ou des amplificateursopérationnels vu que le montagen’utilise pas, en principe, de contreréactionet que partant le facteur dedistorsion augmente (trop) fortement.Si l’on fait appel à des FET, leprincipe SRPP est tout aussi utilisablequ’avec des tubes.SRPPL’originalité du principe SRPP sesitue plus particulièrement auniveau du circuit de contre-réaction(figure 1), où les transistors où lestubes se trouvent, d’un point de vuedu continu, en série. Latension de signal estappliquée à la grille duFET du « rez-de-chaussée». La tension alternativechutant aux bornesde la résistance desource non pontée duFET supérieur sert –ledrain du FET du bas et lagrille du FET du hautsont interconnectés– detension de commande dephase inverse pour leFET du haut, tandis quela chute de tension continueaux bornes de l’ajustablefournit la tension degrille du dit FET. Pris dupoint de vue du transistordu bas, le transistorsupérieur fait office desource de courant, alorsque la sortie du transistordu haut se comporte ensource-suiveuse. De parce circuit de contre-réactionspécial, l’impédancede sortie du transistor estabaissée d’un facteur 3 à50 Elektor 2/2004

AUDIO&VIDÉOFigure 1. Circuit de contre-réactionutilisant le principe SRPP.4. En ce qui concerne son fonctionnementle principe du circuit SRPPest étonnamment simple. Aussi, lesavantages tant au niveau desmesures que de l’écoute de ce montagesont d’autant plus remarquables:–Taux de distorsion très faible– Excellente linéarité– Gain élevé– Marge de surmodulation importante–Impédance de sortie faibleLe circuitL’examen du schéma représenté en figure 2nous permet de découvrir, abstraction faitede l’alimentation, une paire d’étages amplifi-030162 - 14Figure 2. L’électronique du correcteur RIAA avec son alimentation de haut niveau.24V+24V+24VT2.B67C7BF245BT4C85100nT5100µ40VL K1C127pT1.A2R147k13 C21µR2100ΩP1250ΩT2.A123R3 R447k100ΩC31µR512k11k33R6C4220nR768kC582nT3BF245BR8470ΩP21k10kBC550CR9C61µR10220k47k15kR11R12K2 L+24VT1 = 2SK389T2 = 2SK389T6 = 2SK3892T6.A1C15BF245BT8C163100nT9100µ40VR K3C927p47k6R13T1.B75 C10100Ω1µR1447k6R15250ΩT6.B75100ΩP3R16C111µR1712k11k33R18C12220nR1968kC1382nT7BF245BR20470ΩP41k10kBC550CR21C141µR22220k47k15kR23R24K4 RTR1K5L1C25C22IC1C27X2100n250V2x 27mHC26X2100n250V47nC2447nB147nR2822ΩC2347n10kR27LM317274ΩR25C18C1724V2x 12V1VA8B80C1500POWERD1C211000µ63VC20100n4k87R26C1910µ63V10µ63V100n030162 - 112/2004 Elektor51

AUDIO&VIDÉORésultats de mesure(à une tension de sortie de 200 mV, 1 kHz, 47 kΩ (charge)Tension d’alimentation asymétrique 24 VConsommation de courantde l’ordre de 18 mASensibilité nominale2 mV environTHD+N (B = 400 Hz à 22 kHz) 0,054 %S/N>71 dBAdBr[A]cateurs parfaitement identiques. L’élémentcentral du préamplificateur (nous examinonsici le canal gauche) est le circuit SRPP centrésur T2.A/.B, dont le gain est de l’ordre de 280.Nous avons fait appel ici à un double FET dutype 2SK389 de manière à disposer des caractéristiquesde bruit le plus faible possible etde bonne stabilité thermique. L’impédanced’entrée élevée existante se traduit par unecapacité de Miller de quelques nanofarads, cequi implique la mise en oeuvre d’un étagetampon prenant la forme de la source suiveuseT1. Ici encore il est fait appel à un2SK389 (un transistor par canal), de manièreà garantir un bon parallélisme des deuxcanaux. On peut, en principe, utiliser n’importequel FET faible bruit.En aval de l’étage SRPP on a la correctionRIAA proprement dite sous laforme du réseau constitué par lescondensateurs C3 àC5 et les résistancesR5 à R7. La dérive maximaleconstatée par rapport à la courbe decorrection RIAA officielle n’est quede –1,6 dB à 100 Hz, valeur quitombe même à quelque ±0,3 dB audelàde cette fréquence.Le trio de transistor T3 à T5 constituel’étage de sortie du correcteur augain de 12x, étage dont il est possiblede modifier le gain sur uneplage importante en jouant sur laLa courbe A montre que la dérive par rapport à la correction RIAA normée n’est que de–1,6 dB à 20 Hz, ce qui est faible.dBr[A]+6+5+4+3+2+1-0-1-2-3-4-5-620 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20k[Hz]030162 - A+0-10-20-30-40-50-60-70-80-90-100-110-120AB-13020 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20k 50k 90k[Hz]030162 - BLe spectre de fréquence de la courbe B montre l’harmonique d’ordre 2 à 67 dB. L’harmoniqued’ordre 3 se dégage à peine du plancher de bruit.U DS < 30V030162 - 15I DS = constanteFigure 3. Circuit de sélection des FET.contre-réaction en tension alternativebasée sur les résistances R10 àR12. L’impédance de sortie nedépasse pas quelques ohms.L’idéal, pour la paire T3/T4, serait undouble FET à impédance d’entréefaible mais possédant une raideur depente similaire à celle que présenteun BF245B. Ce type de double FETn’existe malheureusement pas, cequi implique qu’il nous va falloir procéderà une sélection de 2 BF245B.Pour ce faire, il faudra brancher lestransistors de la manière illustrée enfigure 3 et choisir des paires présentantles courants de drain les plusproches possible. Les transistorsinférieurs des 2 canaux doivent avoircette caractéristique de courant dedrain la plus identique possible pourgarantir un comportement aussiparallèle que possible.Lorsque l’on sait qu’il est impératif,dans le cas d’une électronique aussisensible, que le courant continu servantà l’alimentation soit le plus«propre » possible, on ne sera guèresurpris de constater le soin aveclequel a été pensée l’alimentation.Au niveau du primaire du petit transformateur24 V déjà on découvre uneself de choc qui, épaulée par unepaire de condensateurs, se chargede l’élimination des parasites HF. Ausecondaire, les condensateurs prisen parallèle sur les diodes de redressementéliminent les parasites decommutation des diodes. Le régulateurLM317 en fin de chaîne fournitune tension de 24 V bien stable etparfaitement propre.La figure 4 montre le dessin despistes et la sérigraphie de l’implantationdes composants de la platinedessinée à l’intention de ce montage,circuit imprimé qui se caracté-52 Elektor 2/2004

H5H7H6H8H2H1OUT1OUT2H3H4030162-1(C) ELEKTORAUDIO&VIDÉOListe des composantsRésistances :R1,R3,R11,R13,R15,R23 = 47 kΩR2,R4,R14,R16 = 100 ΩR5,R17 = 12kΩ1R6,R18 = 1kΩ33R7,R19 = 68 kΩR8,R20 = 470 ΩR9,R21,R27 = 10 kΩR10,R22 = 220 kΩR12,R24 = 15 kΩR25 = 274 ΩR26 = 4kΩ87R28 = 22 ΩP1,P3 = ajustable 250 ΩP2,P4 = ajustable 1 kΩCondensateurs :C1,C9 = 27 pFC2,C3,C6,C10,C11,C14 = 1 µFMKT RM7,5C4,C12 = 220 nFC5,C13 = 82 nFC7,C15,C17,C20 = 100 nFC8,C16 = 100 µF/40 V radialC18,C19 = 10 µF/63 V radialC21 = 1 000 µF/63 V radialC22 à C25 = 47 nF céramiqueRM5C26,C27 = 100 nF/250 V AV (X2),RM15~~C21D1K5R27C27C25C20R28C17TR1IC1L1C22R25R26C26C24C23C190C18B1+C7P2030162-1LC8R3P1K2T2R8R1R4C1R12R11R9K1R5C2C3R7R10T3 T4LT5R2C5C13R6C4 C12 T9C6+0R14R18C14K3RT1R13C10C9C11R17R19R22R16T6R15T8 T7R20R24R23R21 K4C16P3C15P4R030162-1(C) ELEKTORSelfs :L1 = self de choc 2 x 27 mH(Epcos B82721-K2401-N21)Semi-conducteurs :B1 = B80C1500 (– ∼ + ∼)D1 = LED (faible courant)T1,T2,T6 = 2SK389-BL (Toshiba)T3,T4,T7,T8 = BF245B (cf. texte)T5,T9 = BC550CIC1 = LM317 (TO220)Divers :K1 à K4 = embase Cinchencartable telle que, parexemple, T-709G (Monacor)K5 = bornier encartable à2 contacts au pas de 7,5 mmRM7,5TR1 = transfo secteur 2 x12 V/1VA8, tel que, par exemple,304.24-2 (Gerth)*Téléchargement dessin des pistessous www.elektor.fr/dl/dl.htmFigure 4. Dessin des pistes et sérigraphie.rise par un plan de masse important.Il faudra, avant de passer à l’étaped’implantation des composants,commencer par séparer la platine del’alimentation, encore qu’il n’y aitpas de contre-indication à laisser laplatine d’une pièce si on envisage demettre l’ensemble dans un boîtierunique. Le dessin des pistes et ladisposition des composants sontpratiquement symétriques, de sorteque les ponts de câblage nécessairessont eux aussi placés symétriquementà proximité des embasesK2 et K4.Pour l’étalonnage il faudra, par action sur lesajustable P1 et P2, régler à la moitié de la tensiond’alimentation, Ub/2, la tension présentesur les pattes de source des transistors T2.B etT4. L’impédance d’entrée est constituée parle condensateur C1 et la capacité d’entrée deT1, qui est, dans le cas d’un 2SK389, del’ordre de 20 pF. La valeur optimale de l’impédanced’entrée dépend du type de celluleutilisée. Normalement, la fiche de caractéristiquesdu système indique l’impédance d’entréeoptimale.Lien intéressant (en anglais) :www.tubecad.com/may2000/(030162)2/2004 Elektor53