Fabrication préampli micro SSM2017

[Alexis]

Ce sujet a été créer suite à un achat groupé de SSM2017, et pour aider ceux qui voudrait concevoir un préampli à base du circuit Analog Device SSM2017 (qui n'est plus fabriqué, les equivalents son les SSM2019, INA217, INA163, THAT 1510, THAT 1512)

Ce circuit à 8 pattes permet très simplement de réaliser un préampli micro à entrée symetrique, et sortie asymetrique (rien de vous empeche d'en symetriser la sortie, via un transformateur audio 1/1 600ohms, ou via de l'électronique active : ampli-op, transistors, ou c.i. type ssm2142 ou DRV134)

Voici son datasheetpour en connaitre le brochage et ses caracteristiques.

Pour résumer, on entre directement le signal microphonique entre les pins 3 (point chaud) et 2 (point froid). A noter qu'il est indispensable d'ajouter des résistances entre point chaud et masse, et point froid et masse, sans quoi le c.i. ne fonctionnera pas (j'ai testé ... ! ) On choisira la valeur que l'on souhaite en fonction de l'impedance d'entrée que l'on veut pour son préampli. On choisira donc une valeur comprise entre 10kOhms et 300ohms, sachant que plus cette resistance sera proche de 300 ohms moins on aura de bruit, mais attention à ne pas surcharger vos micro avec une impedance trop faible. Faites ce choix en fonction de vos micro, et des recommandation du constructeur en ce qui concerne l'impedance que doit avoir son preampli !
(Zin, l'impédence vue par le micro entre point chaud et point froid sera la valeur d'une resistance x 2 ... avec deux résistances de 300ohms on a Zin=600ohms)

Le gain se regle par la valeur de la resistance que l'on doit placer entre les pins 1 et 8. On peut utiliser un potentiometre ou un commutateur avec un jeux de résistances. Pour un gain fixe, on peut évidement utiliser une simple résistance.

Si on souhaite utiliser une alimentation phantome, on devra proteger le C.I. avec des diodes zener afin que le c.i. ne reçoive pas une tension trop importante accidentellement (au branchement du micro, ou si on connecte un adaptateur asymetrique qui ramènerais le 48v entre le point chaud et point froid...). On pensera bien evidement à inserer des condensateur en série sur les points chaud et froid afin de stoper la composante continue.

Ce circuit s'alimente avec une alim symetrique (+), 0Volt, et (-)
Afin d'avoir un bon niveau de sortie, il est recommandé d'avoir une alimentation d'au moins +15volts -15volts (soit 30 volts entre + et - !) correctement filtré et régulé.
Il est possible de le faire fonctionner à une tension inférieur (j'ai testé jusqu'au +5v / -5v) mais attention ... le niveau de sortie sera très limité, et le taux de distortion va monter en flèche ...
Personellement, j'ai opté pour une alim +18V -18V à transformateur torique, afin d'éviter tout risque de distortion et tout rayonnement secteur. Si vous n'utilisez pas un transfo torique, il vous faudra bien isoler ce transformateur, soit l'éloigner du préampli, soit le blinder en l'entourant de métal qui empechera son rayonnement.

Pour commencer, un petit récapitulatif des divers schemas que l'on peut trouver sur le net :

http://perso.orange.fr/sonelec-musique/ ... o_007.html
http://juxelo.free.fr/Textecoute.htm#preampli
http://jmraudio.free.fr/diy/mic/mic.html
http://www.tnt-audio.com/clinica/solidphono.html
Utilisation de transfo Jensen : http://www.jensen-transformers.com/as/as064.pdf

[SSL]

humm, ça sent le chaud par ici

A noter qu'il est indispensable d'ajouter des résistances entre point chaud et masse...
On choisira la valeur que l'on souhaite en fonction de l'impedance d'entrée que l'on veut pour son préampli.
On choisira donc une valeur comprise entre 10kOhms et 300ohms, sachant que plus cette resistance sera proche de 300 ohms moins on aura de bruit, mais attention à ne pas surcharger vos micro avec une impedance trop faible. Faites ce choix en fonction de vos micro, et des recommandation du constructeur en ce qui concerne l'impedance que doit avoir son preampli !

On met deux 4k7, par exemple, et on a pile 4k7 pour Zin !?

Ce circuit s'alimente avec une alim symetrique (+), 0Volt, et (-)

Le truc ne gagnerait-il pas en interêt s'il était portable ? alim par batterie ?

[Alexis]

SAlut ! Heu ... non, deux resistances de 4,7k en série, ça donnera 2x4,7= 9,4k Ohms vue entre les point chauds et point froid.
Je viens d'ajouter une ligne à mon post précédent pour clarifier cette explication sur l'impedance d'entrée.

On peut alimenter le c.i. par batterie, ou une tension asymetrique, il suffit de créer une masse virtuelle, en mettant deux résistances en série, entre + et - de la (ou de l'ensemble de) batterie, et le point milieu des résistances devient la masse ! le 0v ...
Exemple : faire du +/- 18v avec 4 piles 9v : On met les 4 piles en série, on créer une masse virtuelle avec deux résistances en série, l'interconnection des résistances devien la masse .. le 0v ... le + de la série de batterie devient le +18 et le - de cette série de batterie devient le -18v ! Attention, les résistances ne doivent pas êtres trop basse, afin de ne pas consommer trop / chauffer .... par exemple, deux résistances 10kOhms avec 4 piles 9v consommeront : i=u/r i=(4*9)/20000=0,0018A soit P=u.i=36*0.0018=0.065Watts .. c'est donc presque negligeable (moins avec des piles 9v qui n'ont pas une grosse capacité ... il faudra penser à les déconnecter avec l'interrupteur d'alim !

/Edit.
Je viens de faire un petit schema, c'est parfois plus simple que bien des mots !! J'en profite pour préciser que cette technique ne fonctionne que pour des petites consommation, dans le cas présent ça fonctionne mais ce n'est pas l'idéal si votre montage consomme beaucoup. Il est cependant possible d'utiliser des régulateurs de tension (7815, 7915)... c'est le deuxième petit schema... attention par contre, ça consomme beaucoup plus !

[Alexis]

Allez, un nouvel épisode "théorique", avec quelques bases qui sont bonnes à rappeler.

Le gain du préamplificateur va être déterminé par la résistance Rg entre les bornes 1 et 8.
La valeur de cette résistance se détermine en fonction du gain à obtenir :

Rg = 10 000 Ohms / ( G - 1)

Soit, le gain G = ( 10 000 Ohms / Rg ) + 1

Ce gain G est un facteur d'amplification, pour avoir cette valeur en décibel (dB) nous allond devoir faire un petit calcul :

GdB = 20*LOG10(G)

Si on suit la doc du ssm2017 on trouve un joli tableau donnant les équivalences dB / G / Rg sur toute les dizaines de dB... Il est malheureusement approximatif, puisqu'il est base sur des valeurs de résistance standard que l'on peut trouver dans le commerce. Je vous ai donc refait un tableau avec les valeurs exactes.


Bon, on se rend bien compte que c'est à peu de chose prêt parreil, surtout si on considère que l'on a des resistances couche précises à 10% dans le pire des cas, sinon 5%, ou mieux : 1%.
Cela permet également de se rendre compte qu'il faudra un potentiometre logarithmique de bonne qualité, et d'une valeur de 4,7 kOhms si l'on accepte d'avoir au minimum un gain de 10dB, ce qui est raisonnable pour un préampli micro.
Si le potentiometre a une valeur de 4,7kOhms, on pourra ajuster le gain de 10dB à plus de 70dB. Avec un potentiometre de 600 Ohms, la plage de réglage sera de +23dB à +70dB.
Il ne faut pas trop pousser le gain non plus sinon ça souffle pas mal.. il est possible de limiter le gain en mettant une résistance en série : avec une 10ohms on limitera le gain à 60dB, avec une 3ohms -> 70dB
Autre possibilitée : un interrupteur en série avec le potentiometre pour ne pas mettre de gain d'entrée, ou mettre un gain fixe.
Encors mieux, un commutateur, avec un jeux de résistances précises à 1%, afin d'ajuster par pas de 10dB (8 posistions et 7 résistances), voir de 6dB (10 positions, 9 résistances).
Pour faire plus simple, et être à l'aise dans le réglage de gains importants, il est possible de mettre un potentiometre 600ohms, et un interrupteur 3 positions, afin d'avoir un réglage au choix soit de : +70 à +23dB (via pot simplement) , soit une résistance en série (4,7k) pour avoir un gain de 10dB, soit pas de connection du tout, afin de ne pas avoir de gain.

Bon, je vous ferai des p'tits dessins demain, ça sera plus clair ! A suivre ...

[Alexis]

Allez, deux petits schemas expliquant l'usage du commutateur 8 positions et du potentiometre 600ohms avec un commutateur en complément ! Ainsi on obtient soit une plage de réglage de 23dB à 70dB (commutateur sur la position fermé direct), soit une plage de 20dB à 17dB (avec la résistance de 1,1kOhms en série), soit une plage très limitée de 10dB à 9dB avec la résistance de 4,7k en série ... Je vous épargne les calculs, mais à 4700ohms, 600 ohms de plus ou pas .. ça ne change pas beaucoup le gain.

[Alexis]

Allez, quelques petites photos pour les curieux qui se demanderaient à quoi ressemble la bête, et comment il est possible de miniaturiser le préampli.

Sur la photo de ce proto, il n'y a pas d'alim phantome de prévue, il y a juste des resistances de 10 ohms en série sur l'alim, les 3 fils d'alim, les deux fils pour le réglage du gain via potentiometre Rg, une résistance de 10kOhms en parallele de la sortie audio asymetrique, ainsi que deux résistances de 10k et deux condensateurs 1,5 nF sur l'entrée micro symetrique.

ça fonctionne très bien, avec le gain au minimum ma carte son n'arrive même pas à mesurer le souffle (rassurant !), je n'ai constaté aucune saturation en gueulant dans un micro dynamique, avec une niveau de sortie correcte (+4dBu), et même alimenté avec seulement deux piles 9volts (donc alim +9 / -9) ça tourne ... donc avec 4 piles 9V, on devrait doubler l'autonomie et n'avoir vraiment aucun problème de niveau de sortie, même à des niveaux suppérieur à +10dBu.

Je vous envoie également une photo de l'alim que j'ai commencé pour l'occasion, sur plaque à trou, avec un 7818 et un 7918 pour la régulation, un gros pont de diode moulé, et quelques condensateurs. Je pense faire loger tout ça dans une ancienne alim ATX de P.C., afin de m'économiser de la tole, les fiches secteur, l'interrupteur et les perçages Je n'utiliserais pas le ventilateur, le boitier étant bien aéré et mon transfo surdimentionné ne devrait pas beaucoup chauffer. Reste les régulateurs à placer sur radiateur / dissipateur en cas de grosse chauffe.

Le transfo est un modèle torique 2x18V 120VA qui peut donc délivrer 2x3.3A ... autant dire que c'est surdimentionné, mais je n'avais que ça en stock, et ... qui peut le plus peut le moins, de plus, ce sera confortable et évolutif pour mon projet de rack avec 12 preamps. Je pourrais alimenter sans problème des vue-metres / peak metre à DEL et passer par la suite à des sorties symetrique. Je n'arriverais pas pour autant à consommer les 2x3A de sortie ! Les régulateurs s'écrouleront avant (1A ou 1,5A maxi selon modèle) et je pense faire plusieurs modules de régulation afin de séparer les alims des c.i. audio (ssm2017 et aop pour sortie symetrique par la suite) des alims de vue-metres (qui vont tirer un peu plus de courrant que les c.i.).
Il est à noter qu'il n'y a pas encore de fusible en sortie de transfo (juste avant le pont de diodes), et que c'est pas bien du tout ... surtout quand on est encors dans les testes / proto ... ! Je corrige ça bientôt avec deux support pour fusible (2A) pour les deux sorties d'enroulement (le point commum, masse, n'en a pas besoin). Il est également possible de mettre un fusible entre le 220V et le transformateur.

[Aroy-D]

Salut,
rien à dire, t'assures..
j'en profite et poste ça ici, pour ceux qui cherchent un éditeur pour faire des circuits sur os X, il ya eagle, il faut avoir X11 d'installé aussi
http://www.versiontracker.com/dyn/moreinfo/macosx/24648
[/quote]

[Alexis]

Merci pour eux, quand à moi je suis sur xp, et je cherche ... un freeware sous xp pour tracer les circuits,
Je teste DipTrace en version freeware, qui limite la création de typon à 250pin, ce qui devrait suffire amplement pour nos petits préamps, on pourra au pire des cas faire un seul module preamp, et l'imprimer plusieurs fois ... ou faire autant de typon que de preamp si vous voulez une diaphonie quasi inexistante. L'adresse : http://www.diptrace.com/download.php
Pour le coup, c'est du lourd ... autoplacement des composants pour optimiser l'espace, auto traçage du typon en fonction du schema entré ... c'est un soft de pro qui va demander du temps à l'apprendre je pense, y'a toute une librairie de composants. ...
Pour notre usage, c'est un peu trop en fait ... paint suffirait presque pour tracer les quelques pastilles et pistes dont on a besoin, en ayant fait la reflexion du typon au préalable sur papier.
Sinon, je vais tenter ExpressPCB... apres un test rapide, ça a l'aire plus simple, plus rapide ... à suivre ! http://www.expresspcb.com/

[Alexis]

Bon, apres quelques (rapides) essais ... pour moi, ce sera ExpressPCB, je n'ai pas testé 36 logiciels, mais je trouve celui ci simple et efficace, et il n'est pas bridé donc ... que du bon L'export du circuit n'est pas possible autrement qu'en DXF ou dans le format propriétaire (.pcb) mais il est possible d'imprimer, et ça fonctionne très bien, j'ai donc imprimé dans un .pdf (via Cute PDF Writer mais tout autre fait l'affaire) afin de vous donner un apperçu de ce que ça donne. Nous pourrons ainsi partager nos circuits sans avoir à installer le soft.
J'ai donc tracé le circuit prototype que j'ai déjà réalisé en plaque à trou, que vous voyez en photo un peu plus haut. Donc, ci joint le circuit "basique" ! Ainsi qu'une copie d'écran du soft, avec le pcb que j'ai pu faire en quelques minutes.
Loin de moi l'idée de faire de la pub pour ce soft ... seulement c'est le seul que j'ai trouvé qui soit gratuit, non bridé, et facile d'accès, pour le moment... Si vous trouvez mieux et aussi simple en gratuit, n'hesitez pas à nous en faire part !

[Papalou]

Bonsoir à tous,

Je vous livre ici l'état de mes réflexions sur le sujet, état qui sera parsemé de quelques questions pour Alexis ou tout autre personne se sentant la capacité de répondre. Je mets les questions en gras pour plus de lisibilité.

Pensant depuis quelques temps à m'offrir un micro à ruban, je m'étais dis que ces SSM 2017 seraient l'occasion idéale... Et puis je me suis souvenu que le pauvre Presonus que j'avais en guise de préampli stéréo était vraiment médiocre, et le remplacer par la même occasion ne serait pas un mal.

Le cahier des charges devenait donc le suivant :
- préampli micro deux canaux (pour remplacer le Presonus)
- possibilité d'avoir un gain élevé (pour le cas ou un ruban se présenterait...)
- alimentation phantom commutable (pour mes statiques)

N'étant pas un pro de l'électronique, le petit schéma de chez Jensen avec transfo à l'entrée me parait séduisant, et après contrôle des spécifications du dit transfo, la rotation de phase et la distortion dans le bas du spectre sont vraiment minimaux, donc tout va bien. Intérêt : simplification du schéma, protection de l'entrée du SSM efficace (au revoir le pont de diodes), amélioration du rapport signal sur bruit. Inconvénient : 100 dollars pièce ! Ouch ! Peut-être y a t'il un modèle de bonne qualité chez un autre fabricants, à un tarif plus abordable (Lundhal ou autre) ? Ceci constitue une première question !

La suite du circuit serait simplissime, derrière le transfo, le SSM2017, puis un DRV134 pour symétriser la sortie et gagner encore 6dB. Pour les valeurs de gain (je raisonne en gain total), un commutateur avec 8 valeurs, par pas de 6dB, de 70dB à 28dB me parait coller à mes besoins (je n'enregistrerai jamais un M88 devant une grosse caisse avec...), ce qui donne les valeurs de gain suivantes sur le SSM (et les resistors correspondants en face), compte-tenu des 6dB qu'apporte le DRV :
64dB -> 6,3 ohms
58dB -> 12,6 ohms
52dB -> 25,2 ohms
46dB -> 50,4 ohms
40dB -> 101 ohms
34dB -> 203,6 ohms
28dB -> 414,6 ohms
22dB -> 862,9 ohms

Voilà la question :
Ces valeurs ne correspondent jamais à des valeurs de ressistors du commerce, il faut donc les monter en série ou parallèle pour obtenir les valeurs désirées. Cela ne risque t'il pas de nuire au rapport signal sur bruit du circuit ?

Bon, tout ceci doit ensuite être alimenté. J'ai pensé à un transfo torique, largement dimensionné, délivrant les ±18V pour les deux SSM et les deux DRV, ainsi que l'alimentation phantom. Il serait monté au milieu du boitier, pour une question de répartition des masses, et pour permettre des circuits courts entre alim et composants, les deux canaux étant disposés de part et d'autre de l'alim dans le boitier. Je pensais bêtement qu'un bonne alimentation toute faite sur transfo torique à intégrer dans un boitier serait facile à trouver... Et bien non ! Savez-vous ou trouver ce genre de merveilles ?
La question est aussi valable concernant le boitier, sachant qu'il doit être en métal, facile à démonter (pour les perçages à effectuer), d'une hauteur d'environ 2U, mais pas forcément très large ni profond (pas d'intérêt particulier à ce qu'il soit rackable, il ne sera jamais racké), en fait juste assez pour accueillir ce petit monde, sachant que sur les premiers schémas d'implantation que j'ai réalisés, j'essaie toujours d'opter pour les liaisons les plus courtes (c'est mon côté audiopathe )
Je connais les fournisseurs suivants, mais si vous avez d'autres adresses, je suis preneur : Canford (j'avais acheté des tranfos chez eux il y a quelques mois, mais je n'en ai pas trouvés sur leur site...), Radiospares (site super mal foutu, je vais regarder le catalogue papier quand j'aurai un moment), Selectronic, Conrad.

Viennent ensuite les amélioration possibles, qu'il est toujours préférable d'anticiper dès le départ pour éviter de tout refaire à zéro.

Tout d'abord, et compte-tenu de la propension que semble avoir le SSM2017 à générer une petit oscillation à 1Mhz à fort gain, mettre un petit filtre en sortie de celui-ci pour limiter la bande passante serait sans doute judicieux. Par exemple sur la bande 20Hz-200KHz (je vois large...)

Enfin, si des micros à ruban doivent être branchés, la possibilité de faire varier l'impédance (elle est de 150 ohms par défaut avec le JT-16-A) d'entrée du préampli me semble aussi une bonne idée (avec un sélecteur à 3 ou 4 positions), mais là, j'avoue humblement ne pas savoir comment un transfo va réagir s'il est chargé en série avec un résistor devant... Bande passant ? bruit ? Bref, est-ce un problème ?

Voilà... Si vous avez des idées ou suggestions, je suis aussi preneur.

Bonne nuit !