TDA7293V : ampli DIY MOS-FET

TDA7293V : ampli DIY MOS-FET

Après avoir écumé le web à la recherche d’un module ampli DIY, de type gainclone, afin de sonoriser mon bureau dans le minimum d’espace – il est p’tit mon bureau -, je suis tombé sur le datasheet du TDA 7293, évolution du TDA-7294 fabriqué par STMicroelectronics. Il est équivalent, grosso modo, aux LM 3875, LM 3876, LM 3886 (National Semiconductor) ou LM 1875 dans une moindre mesure. On prête au TDA7293 un meilleure sonorité dans le grave. Chez Philips, on trouvera le TDA1521 en stéréo, disponible en kit chez Velleman (ref. K4003) mais bien moins puissant.

En dehors de sa puissance exceptionnelle (100W pour 10% THD sous 8 Ohms et ±40V) totalement inutile pour mes 5m², ses caractéristiques sont étonnantes pour une telle intégration (boîtier Multiwatt minuscule). Je vous laisse consulter la doc. Le prix de la puce plane autour des 8¤.

Je me suis donc mis en quête de schémas et de kits. Ayant la flemme de sortir le matériel d’insolation et de gravure, sans parler de l’outillage bien rangé dans l’atelier, j’ai retenu la solution du kit. C’est alors que trois modèles ont retenu mon attention : Ermes, Selectronic et Quasar.

J’ai retenu le modèle Selectronic car bien ficelé, étamé et dispo de suite. Pour moins de 25¤ le bout, soit 50¤ pour la stéréo, c’est Byzance !

Les quatre modules soudés en moins de deux heures, le plus difficile (rebutant les débutants) est d’intégrer tout ça dans un coffret. En l’occurrence un boîtier de PC Zenith Data Systems, au rebut, dont j’ai découpé le dos de l’alimentation ATX pour ne garder que les connecteurs secteur.

Quatre modules car pilotant une paire de satellites via un filtre actif. La solution active étant de loin la meilleure pour celui qui n’aime pas se prendre la tête sur des calculs et essais, du moins fastidieux, sinon vains. Outre une pente raide (24dB/octave) n’induisant pas de déphasage1, le réglage de gain au tiers de décibel près sur chaque canal est un must. Sans oublier la faculté de pouvoir apprécier la fréquence de coupure la plus pertinente entre les haut-parleurs, si la fréquence est réglable. Les constructeurs ont l’habitude de concevoir leurs filtres [passifs] grâce à cette méthode.

Et puis les fanas du « tounouvotoubo », les fêlés de la CB qui chauffe, aimeront changer les gamelles sans reformuler totalement le filtrage. M’enfin… souvent ils changent tout 🙂

Le problème était le coût d’une telle installation, il y a encore une dizaine d’année. Ce n’est plus aussi critique, si l’on manipule le fer à souder, la scie sauteuse et la perceuse, et/ou si l’on sait chercher les bons tarifs (une centaine d’Euros pour un filtre deux voies + sub Behringer Super-X Pro CX2310).

Bref, le filtrage actif fait le bonheur du bidouilleur de son, comme du pro. Les plus pointilleux, les oreilles qui valent 3 Milliards, ajouteront une cellule passive (type RC ou RLC) au cul des tweeters2 pour corriger l’impédance en haut de la courbe. Si vous causez l’anglais, voici un article écrit sur Elliott Sound Products.

En dehors du montage mécanique d’un ampli audio, le plus complexe dans l’histoire est la chasse à la ronflette3. Et là, c’est le drame !

Avec un seul transformateur pour alimenter 2 modules mono, ou plus, il faut rationaliser les masses afin d’éviter la « boucle de masse », qui se manifeste via l’alimentation. Montage en étoile ou pas, une des actions les plus importantes est de relier entre eux les châssis des entrées (RCA).

Surtout ne pas se décourager : il y a un loup quelque part !

Sinon, pour un ampli stéréo, le plus efficace est d’adopter deux alimentations totalement distinctes. Donc doubler transfo, pont et condensateurs de filtrage (s’ils ne sont pas sur les cartes) et, bien sûr, isoler les masses des deux circuits entre elles (ne pas les relier au coffret). C’est plus coûteux mais radical. Certains diront même que ça améliore la diaphonie, ce dont je doute. De même que bourrer le coffret de condensateurs énormes est inutile. Sachant qu’une règle communément admise indique qu’il faut à peu près 1mF (1000µF) par Ampère. Deux fois 10mF sera donc largement suffisant pour envoyer 50 à 100W, un ampli à base de TDA7293 consommant 3A en crête (pour ±35V sous 8 Ohms) et un peu plus de 4A (±27V sous 4 Ohms). Les pcb Selectronic, dotés de condensateurs de filtrage 10mF de type snap-in, pourront ainsi être alimentés directement après le pont redresseur.

1. déphasage de 90° pour 6dB/octave
2. haut-parleur d’aigus (vs boomer ou woofer pour les graves)
3. ronflement ou « rumble » audible dans les HP. Voir Sonelec-Musique

TDA7293 V2

Voici la seconde version de mon ampli de bureau DIY, de type gainclone, à base du TDA-7293 fabriqué par STMicroelectronics. Toujours autour du kit Selectronic mais cette fois au nombre de trois. Un système triphonique donc, avec filtrage actif du 2nd ordre pour le caisson de grave (sub Focal 10L6411) monté sur circuit d’essai à pistes étamées. L’alimentation symétrique construite autour de LM317 et LM337 est intégrée au PCB. Les deux enceintes satellites, des Eltax Monitor III (mes premières enceintes achetées montées :-), ne sont pas filtrées.

Tout est monté dans un superbe boîtier HiFi 2000 Galaxy GX288 (80x230x280) acquis pour une somme modique chez Audiophonics. La qualité de fabrication est exceptionnelle pour ce tarif (2 façades 4mm d’épaisseur) et le commerçant est aussi concurrentiel que réactif. Deux AOP TL071 composent ce filtre actif, soit un étage tampon, avec réglage du gain, et le filtre proprement dit. La fréquence de coupure a été fixée à 150Hz, sachant que le caisson est sous mes pieds.

Suite à une ronflette persistante j’ai monté l’alimentation (transfo torique 2x28V/200VA et condensateurs de filtrage) en externe. J’utilise du jack 6,35 stéréo pour la connexion, bien qu’un ensemble XLR aurait été plus sécurisant (verrouillage). Mais j’ai souhaité faire avec ce que j’avais, nonobstant le boîtier.

Un relais 12V, alimenté par mon ordi (qui commute tous les périphériques et système audio), permute le mode muting/standby et assure le silence à la mise en/hors fonction. J’ai ajouté un inter permettant de s’affranchir de cette alimentation, donc du relais. Dans ce cas le circuit de muting est connecté au positif de l’alimentation.

Cette nouvelle version de l’ampli m’a permis de simplifier l’ensemble et, du fait de la réduction des alimentations/systèmes donc des consommations, de répondre aux impératifs écolonomiques qui me sont chers.

Mise à jour du 14/01/2009
Afin de sonoriser (tranquillement) ma batterie électronique, j’ai conçu une version de l’ampli sur plaque d’essai à bandes, grâce au logiciel LochMaster qui est une vraie usine à mise en oeuvre de schémas (simples). Il faut surtout penser à couper la broche 11 et à décaler un peu les broches 1 à 15 vers la gauche (en regardant la puce de face) afin de les aligner avec les broches 2 à 14 (broches droites). J’ai viré le condensateur de liaison C1.
On peut, sans problème, utiliser un TDA7294 : C5 relie alors les broches 6 et 14 (au lieu des broches 6 et 12).

TDA7293 V3

Un version maison du TDA7293, dite fond de tiroir, pour piloter un caisson de grave monophonique, dans un système 3 voies actif (numérique). Un gainclone invisible en quelque sorte. Mais bien audible.
En 2004 j’avais dû abandonner mon système actif 3 voies, par manque de place, au profit d’un système 2+1 semi actif (sub). Ne faisant pas partie des cinglés et autres technobeaufs qui mettent une paire d’enceintes de 1,5×2,5m dans un salon de 20m².
Et puis le Behringer DCX2496 nouveau est arrivé alors, estimant dommage de ne pas profiter totalement d’un tel concept, je me suis creusé les méninges pour rechercher une troisième voie, sans remettre en cause mon installation mobilière.

Le cahier des charges était simple : se loger derrière un tiroir et se faire oublier !

J’ai donc mis à profit mon implantation sur plaque d’essai (stripboard ou veroboard) exposé ci-avant, en ayant la chance d’avoir conservé un radiateur d’ampli japonais du XXème siècle. De mémoire dédié à l’un des nombreux STK. C’est une belle pièce de musée, comme vous pourrez le voir, mais c’est surtout le dissipateur rêvé pour mon objectif. Une façon système D mais élégante, me semble-t-il, de concevoir un amplificateur vertical.

Ce concept aidé par une moitié de coffret en tôle très épaisse, dans lequel j’ai pu loger le transformateur torique (2x28V 200VA), le pont de diode 25A et le relais de commande secteur (1RT 16A). Le tout commandé par mon préampli passif, en aval du DCX2496.

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