la protection carte son - L'interface indispensable pour vos mesures audio DIY
Utiliser un logiciel comme REW (Room EQ Wizard) pour effectuer des mesures acoustiques est une pratique standard, mais elle comporte des risques réels pour le matériel informatique.
Concevoir une interface de protection - comme celle que je propose - n'est pas seulement une précaution, c'est une nécessité pour la tranquilité de votre matériel.
- Protection de l'entrée ligne : La sortie d'un amplificateur (même modeste) délivre une tension beaucoup trop élevée pour l'entrée RCA de l'UCA 222. Sans le pont diviseur, vous allez saturer l'entrée (clipping) et, pire encore, vous risquez d'endommager les composants internes de l'interface par une surtension (claquage du convertisseur).
- Une erreur de branchement accidentelle (inversion de câbles) peut entrainer un voltage très important au niveau de l'entrée carte son.
- L'interface idéale proposée permet une adaptation d'impédance source ampli => carte son
En conclusion, un petit montage comme celui proposé, d'un montant très modeste, protège un matériel beaucoup plus onéreux et rend vos mesures reproductibles et fiables
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Brochage AOP NE5532
Fonctionnement
Alimentation
Cette alimentation est suffisemment décrite à la page "Fabriquer son alim symétrique"
Diviseur d'entrée (Côté primaire)
Isolation galvanique (T1 — LM-NP-1001-B1L)
Couplage AC (C1 - 10µF non polarisé)
Amplificateur opérationnel (U1.1 — NE5532P)
R_BIAS (100kΩ) polarise l'entrée + vers GND_secondaire — indispensable pour éviter la saturation de l'op-amp.
RFUITE (10kΩ) en sortie assure un chemin vers la masse si la sortie est déconnectée.
Découplage sortie (CSORTIE — 22µF/25V) qui bloque toute tension DC en sortie de l'op-amp vers la carte son.
Protection entrée carte son (R3 + D1 + D2)
Liaison châssis (R2 + C2)
Cette alimentation est suffisemment décrite à la page "Fabriquer son alim symétrique"
Diviseur d'entrée (Côté primaire)
- Composants : R1 (10kΩ) + R4 (2,2kΩ)
- La sortie d'un ampli 50W/8Ω peut atteindre ±20V crête. Le diviseur atténue ce signal avant le transformateur .L'atténuation en décibels peut être calculée à partir du rapport de tension ou de courant en utilisant la formule :
- Attenuation (dB)= 20 × log10 (rapport Attenuation (dB)=20×log 10 (rapport)
- ici le rapport est de 1/5,5 : Atténuation (dB) = 20 × log10 (1/5,5) = 14,8dB
- Niveau sortie ≈ 20V × 1/5,5 ≈ 3,6V crête => niveau ligne correct
Isolation galvanique (T1 — LM-NP-1001-B1L)
- Rapport 1:1 — 600:600Ω — 20Hz à 20kHz
- C'est le cœur du montage. Le transformateur assure :
- Isolation galvanique
- Elimination boucles de masse
- Blocage courant continu
- Transmission audio
Couplage AC (C1 - 10µF non polarisé)
- Bloque toute composante DC résiduelle qui aurait pu passer malgré le transfo. Non polarisé car le signal alternatif peut être négatif.
Amplificateur opérationnel (U1.1 — NE5532P)
- Alimentation symétrique ±9V
- Le NE5532 est monté en suiveur de tension (buffer) ou en amplificateur non-inverseur selon le câblage exact des broches + et -
R_BIAS (100kΩ) polarise l'entrée + vers GND_secondaire — indispensable pour éviter la saturation de l'op-amp.
RFUITE (10kΩ) en sortie assure un chemin vers la masse si la sortie est déconnectée.
Découplage sortie (CSORTIE — 22µF/25V) qui bloque toute tension DC en sortie de l'op-amp vers la carte son.
Protection entrée carte son (R3 + D1 + D2)
- R3 (1kΩ) + BZX85C3V3 en opposition avec le fonctionnement suivant:
- Signal normal (< 3,3V) => zeners non-conductrices => signal passe intact
- Surtension (> 3,3V) => zener conduit => signal écrêté à ±3,3V => retour au travers la masse
Liaison châssis (R2 + C2)
- R2 (470kΩ) =>évite les boucles de masse BF tout en maintenant un potentiel défini
- C2 (100nF) =>court-circuite les perturbations HF/RF vers le châssis
En plus des composants électroniques, voici ce dont vous aurez besoin pour l'assemblage :
Boîtier : Un petit boîtier métallique est fortement recommandé. Le métal servira de blindage contre les interférences électromagnétiques (essentiel car les signaux sont faibles). Reliez bien la masse de vos prises RCA d'entrée à la masse de votre sortie. Le boîtier métallique devra idéalement être relié à cette même masse pour servir de "cage de Faraday".
Connectique :
- 1 prises RCA double pour boitier (pour la sortie vers UCA222).
- 1 bornier double à vis pour PCB (pour relier à l'ampli HP)
- 1 câble RCA mâle-mâle (ou RCA vers Jack 3.5mm selon la carte son) pour relier le boîtier à l'UCA222.
- 1 Interrupteur ON/OFF - Alimentation symétrique
- 1 circuit imprimé double face - dimensions 71mm x 48mm
PCB diagramme de câblage coté face arrière cuivre
PCB diagramme de câblage coté composants
Face composants pour perçage
PCB - représentation 3D
Références:
- The Art of Electronics – Horowitz & Hill modèles réels des selfs et condensateurs
- pertes, ESR, ESL, saturation
- méthodes de mesure simples et avancées
- schémas pratiques
- C’est LA bible. C'est le livre de chevet de tout ingénieur en électronique.
- Small Signal Audio Design par Douglas Self.- Cet ouvrage explique très bien pourquoi l'adaptation d'impédance est critique et comment minimiser les bruits parasites.
- Sound System Engineering par Don Davis et Eugene Patronis. - une mine d'or pour tout ce qui concerne la mesure acoustique et l'interfaçage entre les systèmes sonores.
- Op Amp Applications Handbook" (Analog Devices) - un document technique très complet qui détaille les montages en "suiveur de tension" (Buffer)
- Le manuel d'utilisation de REW (Room EQ Wizard) : Le site propose une documentation très riche sur la manière de construire ses propres câbles de mesure et interfaces.
- Bourdonnement, vrombissement et boucles de masse : nouvelles perspectives sur un vieux problème - by Bill Whitlock, President Jensen Transformers, Inc