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Électronique

Amplificateur Zenquito 2 x 50W classe AB Publié par raoul le 07/04/2013 11:02

Au fil des années, mon installation ayant évoluée vers le "home cinema" (cinéma chez soi), je souhaitais retrouver, au moins sur une partie de mon système, une ambiance plus musicale. Après avoir lu de nombreux témoignages et suivi les expériences d'autres amateurs du DIY (Do It Yourself), je me suis tourné vers la solution Zenquito de Jean-Marc Plantefève.

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L'article qui suit est plus ou moins le même que celui disponible dans la galerie du site de J-MP. Il ne détaille pas la partie théorique du Zenquito. Je vous laisse vous référer au site de J-MP qui est aussi une mine d'informations sur l'amplification en général.

  1. Partie électronique :

    Mon choix était d'avoir 2 modules d'amplification totalement indépendants (double mono) et des alimentations dont les réserves d'énergie seraient suffisantes pour alimenter des enceintes de 4 Ω et respecter la dynamique du message audio. Le dimensionnement de l'alimentation (en classe de fonctionnement AB) se fait par la formule :

    P = ( 2 × Ualim² ) ÷ ( Π × Rhp )

    J'ai choisi une puissance de 50 W pour chacun des amplificateurs, ce qui d'après le tableau du site de J-MP requiert une tension d'alimentation de ± 34 V soit un transformateur de 25 V avant redressement (34 ÷ √2). D'après la formule précédente, il faut donc que le transformateur est une puissance minimale de 184 W :

    P = ( 2 × 34² ) ÷ ( Π × 4 )

    Un transformateur torique de 300 VA (coefficient de surdimensionnement de 1,6), un redressement à double pont et un filtrage de 188 000 µF (4 × 47 000 µF) par module ont été utilisés. Un système de mise sous tension progressive (soft start) permet de limiter le courant d'appel de ces condensateurs de filtrage (schéma et typon disponibles ici). La résistance de puissance (50 W) utilisée pour la limitation temporaire du courant est fixée sur le fond du boîtier.

    Les circuits sont gravés en double face pour pouvoir monter les transistors Mosfets à plat sur les radiateurs, relier leurs sources ensemble et avoir des connexions accessibles.

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    Voici le schéma et l'implantation de la carte Zenquito :

    http://blog.gnew.xyz/medias/images/schema_zenquito.png
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    Carte Zenquito

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    Typons


    Un kit Velleman (K4700) de protection en courant continu des haut-parleurs est installé dans la section amplificatrice, sur la face arrière. En suivant les instructions fournies, le montage est très simple. L'amplificateur fonctionnant en double mono, je n'ai pas soudé les résistances R23 à R26.

    Le câblage de l'alimentation est réalisé en fils de cuivre rigides 2,5 mm² pour les + et − et 6 mm² pour les masses. Au niveau des condensateurs de filtrage, des plaques de cuivre haute conductivité de section rectangulaire 20 × 3 mm ont été utilisées (montage en croix). Les liaisons lignes et haut-parleurs sont réalisées respectivement en câble coaxial argenté de 75 Ω et en fil de cuivre argenté 1,5 mm². Le câble secteur est gainé coton. Toutes les soudures sont à 2 % d'argent.

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    Les fiches bananes et RCA à l'arrière sont isolées du boîtier. La masse du kit Velleman est reliée aux masses de chaque module amplificateur par l'intermédiaire de 2 résistances de 100 Ω. C'est d'ailleurs le seul point commun aux 2 modules. Seule la terre du secteur est reliée au boîtier.

  2. Partie mécanique :

    Le boîtier est monté autour de 2 dissipateurs de 300 × 150 × 40 mm. Des barreaux aluminium de section 12,7 × 12,7 mm, fixés sur les radiateurs, sont utilisés pour l'assemblage des plaques constitutives du boîtier.

    http://blog.gnew.xyz/medias/images/img_0124_t.jpg

    Toutes les plaques en aluminium ont une épaisseur de 5 mm. La section alimentation est séparée de la section amplificatrice par une épaisseur d'aluminium à laquelle vient s'ajouter une tôle inox de 1 mm pour limiter les rayonnements des transformateurs.

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    Pour la réalisation, les principaux outillages nécessaires sont : perceuse à colonne, coffret de forets, coffret de tarauds et un jeu de fraises à chanfreiner à 90°. Avec de la méthode et de la patience, on arrive à un résultat plutôt satisfaisant.

    Des trous de ventilation sont prévus sur le dessous et le dessus des 2 sections. La face avant a été brossée au papier de verre pour un rendu plus esthétique.

  3. Réglages :

    Les réglages du courant de repos et de la tension de sortie (offset) sont très simples. Il faut d'abord veiller à ce que les ajustables soient au maximum de leurs valeurs ohmiques (généralement à fond sens horloge) à la première mise sous tension. Ne pas oublier aussi de court-circuiter les entrées lignes (avec une pince croco par exemple).

    Le courant de repos est mesuré en série sur le + ou le − des alimentations et la tension de sortie à la sortie des haut-parleurs.

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    À la mise en service, la tension de sortie doit être négative. Un des 2 ajustables doit permettre de ramener cette tension proche de 0 V. L'autre ajustable va permettre d'augmenter le courant de repos. A ce moment, il va falloir ajuster progressivement et tour à tour les 2 ajustables pour maintenir la tension de sortie proche de 0 V (inférieure à ± 50 mV) et régler le courant de repos à la valeur désirée et qui définira la classe de fonctionnement des amplificateurs. J'ai pour ma part réglé chaque module à une valeur de 300 mA.

    Ces réglages vont varier jusqu'à ce que la température du boîtier se soit stabilisée. Il faudra alors retoucher les ajustables. Ne pas oublier de tenir compte de l'influence du couvercle sur ces mesures. Pour récapituler :

    - couvercle enlevé, procéder aux réglages
    - mettre le couvercle, attendre que le boîtier soit à température, la tension de sortie stabilisée et noter sa valeur
    - enlever le couvercle, attendre que la tension de sortie soit à nouveau stabilisée (normalement on retrouve les valeurs précédentes) et ajuster les réglages en tenant compte de la différence avec et sans couvercle
    - remettre le couvercle et vérifier la tension de sortie après stabilisation de la température

    Ces étapes peuvent être longues en fonction du temps de stabilisation en température de votre boîtier.

    Aucun autre réglage n'a été nécessaire. Je n'ai aucun ronflement causé par le secteur ou une oscillation. De même, il faut littéralement coller l'oreille aux tweeters des enceintes pour entendre le "souffle" de l'amplificateur en fonctionnement.

  4. Écoutes :

    La configuration matérielle est la suivante : lecteur de CD Onkyo Integra DX-708, enceintes Triangle Zephyr II, câble de modulation Cambridge Audio Pacific, câbles haut-parleurs QED Original 2,5 mm² (fiches Airloc). Le Zenquito est relié aux sorties de mon préamplificateur à microcontrôleur.

    Pour bien apprécier les possibilités de cet amplificateur, j'ai réalisé de nombreuses écoutes de styles musicaux aussi variés que possible. J'ai tout de suite été séduit par la clarté sonore. L'aigu est très agréable, non fatiguant, le médium bien ciselé et le grave ferme et bien présent. L'ensemble est cohérent même à volume modéré. Bref, je suis sous le charme. Les timbres de voix sont superbes. Je découvre de nouvelles qualités à mes enceintes que je croyais pourtant connaître (achetées en 1997).

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    La feuille de calcul, basée sur celle de J-MP, listant les composants, les références et les prix de mon Zenquito est disponible ici.

    Merci à tous les membres du forum HC-FR qui m'avaient aidé à mener à bien ce projet et bien entendu au concepteur du Zenquito pour le partage de ses connaissances.

  5. Documentations relatives :

    - Hitachi_2SJ160_161_162.pdf
    - Hitachi_2SK1056_1057_1058.pdf
    - ST_2N3439_3440.pdf
    - ST_2N5415_5416.pdf
    - Toshiba_2SJ103.pdf
    - Toshiba_2SK246.pdf