- La carte Alimentation / Amplificateur Symétrique pour Casques -

- The Board Power Supply / Balanced Amplifier  for Headphones -

       

L'Arcam CDS50 comme tant d'autres lecteurs CD et SACD n'est pas équipé de prise casques, pourtant bien utile, cela évitant, pour ceux ne disposant pas de préamplificateur, d'allumer l'amplificateur de puissance pour une écoute discrète. Une place disponible à l'avant gauche permet d'intégrer une carte "amplificateur pour casques". Des trous sont percés sur la gauche de la face avant sous le logo pour la fixation d'une embase Jack 4,4 mm 7 pôles. Le contrôle de volume et de balance sa fait via les sorties asymétriques ou symétriques puisque le signal d'entrée de l'amplificateur casques sera prélevé au niveau de ces sorties.

Il existe de nombreuses façons de réaliser un amplificateur pour casques, toutes aussi performantes et faciles à réaliser les unes que les autres. A transistors bipolaires, Mosfet, circuits intégrés et même à tubes, ces derniers n'apportant rien d'extraordinaire, sinon une consommation indécente et quelques harmoniques flatteuses convenant parfaitement à certaines oreilles audiophiles vintage. Le but étant de réaliser un amplificateur rapide, le plus linéaire possible avec une bande passante étendue, et une faible consommation, nous pouvons donc les éliminer de la liste. Les casques, les supports et leur contenu ayant évolué (DSD et autres), il convient donc d'adapter la technique et d'utiliser les meilleurs composants disponibles. Il y a donc le choix, mais nous nous fixerons sur une carte à entrées différentielles équipée du très célèbre et excellent circuit intégré de chez Texas, le TPA6120A2 , ce que ne propose pas le LM49600  qui lui est un simple ampli-op de puissance. Nous aurions pu aussi choisir le circuit intégré de chez ESS , le Sabre 9602C, mais ce circuit également performant a plutôt été conçu pour les produits nomades, car alimenté en 3v3, limitant ainsi ses performances.

Nous éviterons les ampli-op dits "audiophiles" Muses02 et autres attrape gogo, qui ne sont supérieurs en rien aux classiques OPA1612, LME49720 et même 5534.    

Ces amplificateurs pour casques étant destinés entre autres à écouter des formats de haut niveau DSD nécessitant rapidité et bande passante étendue. Vous comprendrez , je l'espère,  que nous reléguons d'office aux oubliettes les montages à tubes si onirique soient ils.

Pouvant être configuré en asymétrique ou symétrique, cette possibilité nécessite deux sections symétriques.  N'ayant pas de place sur la face avant pour fixer une embase stéréo 6,35 mm et encore moins une prise XLR-4. les sorties casques seront raccordées à une prise Jack 5 pôles 4,4 mm normalisée, plus performante et moins fragile qu'une classique 3,5 mm. La conversion symétrique assymétrique sera assuré par un adaptateur mâle 5 pôles / femelle 3 pôles idoine.

Les entrées des deux sections "Amplificateur Casques" sont connectées sur les sorties symétriques (xlr) du CDS50 et bénéficieront de la commande de volume et de balance d'origine.

Cette configuration permet de réaliser soit un amplificateur symétrique de l'entée à la sortie pour casques de haut niveau en 4 fils, ces casques étant livrés avec des adaptateurs autorisant cette configuration, par exemple les excellents mais onéreux casques Sennheiser HD800S et HD820 dont la réputation n'est plus à faire, meilleurs mais beaucoup plus chers que les très honorables HD600 et HD650 et HD660. La liste des marques et modèles n'est pas exhaustive et chacun branchera les casques qui lui conviennent. Gardez vous cependant d'y connecter des casques 8 ou 16 ohms.

Aucun fichier de fabrication ne sera transmis, mais les circuits imprimés nus seront comme d'habitude disponibles à prix coûtant.Je peux éventuellement vous souder les deux TPA6120, mais c'est tout.

 

- La carte  Amplificateur stéréo pour casques à TPA6120A2DWP -

L'excellent circuit intégré de chez Texas est un circuit double permettant avec un seul circuit, de réaliser soit un amplificateur stéréo asymétrique. soit un canal symétrique mono. Les avantages de ce circuit sont  ses entrées différentielles prévue pour se connecter directement sur les filtres de sortie du DAC et sa configuration double. Son pas de 1,27 mm autorise un câblage possible avec un fer à souder classique ou à air chaud évitant ainsi de sous traiter la soudure. Il faudra tout de même être précis et attentionné. L'utilisation de pâte à souder est impérative. La configuration des pins est très bien organisée afin de conserver des liaisons très courtes. De plus le boitier DWP20 dispose d'une surface de dissipation située sur le dessous au centre du boitier. Cette surface devant être en contact avec une plage de cuivre.

Ce circuit intégré n'est disponible qu'en CMS sous deux boitiers différents, RGY14 et DWP20. C'est ce dernier qui sera choisi pour sa dissipation plus importante, le premer étant plutot réservé aux produits nomades. Les sorties asymétriques et symétriques de l'Arcam CDS50 se font via des AOP Audio de qualité audio à faible impédance de sortie mais un buffer d'entrée sera câblé.

Ce circuit intégré CMS sera entouré de composants traversants de haut niveau spécialisés "Audio". Résistances à couche métal, condensateurs film polypropylène et  X7R, condensateurs électrolytiques polarisés faible ESR et non polarisés Nichicon Muse ES . En aucun cas il ne sera utilisé d'alimentation à découpage mais double linéaire disposant de son tranformateur R Core qui alimentera également la section analogique de la carte audio d'origine.

Le circuit imprimé de cette carte Alimentation / Amplificateur casques, sera réalisé en double face avec deux plans de masse sur la partie "Amplificateur" permettant uneconfiguration optimisée, d'autant que cet amplificateur sera placé derrière les convertisseurs Sabre ES9038, derniers nés de la société ESS Technology augurant une écoute très analytique et mélomane. Le schéma est très simple sans circuits intégrés supplémentaires sinon un buffer d'entrée OPA4134 ou TL074 pour ne pas surcharger les sorties symétriques car utilisées pour piloter un amplificateur symétrique. Il nécessite une étude particulièrement soignée sur les sections alimentations et entrées.

Pour les connaisseurs, ici, pas de tricotage. Pistes optimisées et stripline si utile.  Ses dimensions sont 132 mm x 122 mm. Pour ne pas jurer avec les circuits imprimés d'origine, le Solder Mask sera de couleur noire avec marquage blanc. Toutes les tensions sont ajutables et seront réglées avant connexion définitive avec un charge de 200 mA sur chaque sortie.

Les condensateurs de sortie étant déportés sur un petit circuit imprimé "Carte Jack" qui prendra place verticalement sur le côté gauche du boitier, ceci libérant un peu de place pour coucher sur la carte Aimentation les deux sections symétriques de l'amplificateur Casques qui à l'origine étaient prévues en cartes enfichables. Cette petite carte supporte également une embase Jack 4,4 mm 5 pôles, ce format avec l'XLR4 étant normalisé pour les casques de haut niveau en 4 fils. A noter que la plupart des casques sérieux sont en 4 fils et ce n'est qu'au niveau du jack stéréo que les fils - de chaque écouteur sont soudés ensemble. Il est donc très facile de réaliser la conversion 2 fils + masse en 4 fils.

La liaison carte Amplificateur / carte Jack se fait par un câble plat 6 conducteurs. La liaison carte Alimentation / carte Audio par le câble plat d"origine raccourci à 20 cm au bout duquel est serti un connecteur 6 points au pas de 2,54 mm.

                                                            

Les CAO électronique et mécanique, sont extraordinaires,  mais en faisabilité, le pieds à coulisse et le papier sont indispensable, comme le bon vieux stéthoscope en médecine...hé oui !

 

Le schémas et PCB.

 

Le schéma de la carte -Alimentation / Amplificateur Casques- Section "Alimentation"

Le schéma de la carte -Alimentation / Amplificateur Casques- Section "Amplificateur symétrique"

Le schéma de la carte -Jack-

          

La face "top layer" de la carte -Alimentation / Amplificateur Casques-