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A propos d'Obligement
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David Brunet
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Bidouille : Compleat Sound System
(Article écrit par Éric Laffont et extrait d'Amiga News - octobre 1991)
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Sous ce nom un peu barbare se cache pas mal de choses très intéressantes pour l'amélioration sonore
de l'Amiga. Tout d'abord, un numériseur de son pouvant fonctionner avec tous les logiciels d'échantillonnage
existants était un impératif. Ensuite, l'ajout de filtres actifs ainsi qu'un contrôle total de la restitution
du son nous ont semblé logiques. L'utilisation de circuits intégrés performants et nécessitant peu de
composants autour a permis de réduire grandement la taille de la carte et le coût de l'ensemble en a été allégé.
Le montage décrit ici mérite d'être réalisé avec beaucoup de soin et en prenant tout son temps. Un seuil
réglage est à apporter au montage final, mais attention avec les alimentations : vérifiez toutes vos pistes
avant tout branchement sur l'Amiga, sinon bye bye 8520 ou pire.
Explications du montage
Le montage décrit dans cet article a été étudié de façon à convenir à toutes les bourses et aux besoins
de chacun. La carte mère (circuit imprimé) est composée de quatre parties totalement dissociables pour
peu que l'on comprenne le schéma de principe qui montre les éléments composants le système.
Comme on peut s'en apercevoir, on possède le contrôle total de l'appareil ce qui implique de nombreux
interrupteurs et potentiomètres qui devront être positionnés sur le devant du boîtier dans lequel le
circuit sera inclus. Dans ces potentiomètres on retrouvera un réglage du volume total du son à amplifier,
un réglage de la balance du signal stéréo droite/gauche, un réglage des fréquences graves et un pour
les aigues.
Pour ces deux dernières, le gain sera de plus ou moins 15 dB ce qui est énorme mais intéressant pour certaines
applications. Un autre potentiomètre est présent et sert au contrôle du gain du numériseur. Ce qui nous
fait cinq potentiomètres sur la face avant du boîtier, mais ce n'est pas fini. Pour les autres réglages,
des inverseurs simples et un double seront suffisants. Un pour le Stereo Enhancement (on expliquera plus tard),
un pour le contrôle du Loudness (filtre physiologique, on expliquera aussi plus tard). Les trois autres
servent au contrôle du numériseur : pour sélectionner le type d'entrée (microphone dynamique ou Line),
pour couper les basses fréquences nuisibles, et les hautes fréquences tout aussi nuisibles. Ajoutez trois
connecteurs RCA (Cinch) en entrée et deux autres en sortie plus un connecteur DB25 pour la prise parallèle
et vous avez l'aspect extérieur de votre boîtier.
Description technique
Comme on l'a vu plus haut, le système se décompose en quatre principales parties indépendantes mais formant
un tout. Dans chaque partie du montage on trouve un circuit clé. Ces circuits seront le coeur du montage,
le reste des composants n'étant là que pour les servir.
Le premier circuit (partie 1) sera le convertisseur analogique/numérique de chez Analog Devices
répertorié sous le signe "AD 670 JN" (180 FF). Beaucoup de montages simples découlent de ce circuit et, bien
évidemment, il n'est pas étonnant de le retrouver sur Amiga. Il est suffisamment rapide pour traiter
un signal sonore et travaille sur huit bits, ce qui nous convient parfaitement. Il n'a pas besoin de
beaucoup de composants autour de lui, ce qui fait baisser le prix de revient en composant pour cette
partie à moins de 150 FF. Le montage permet l'utilisation de tous les logiciels de numérisation
fonctionnant avec un numériseur branché sur la prise parallèle (Audiomaster, Amas, Perfect Sound...).
Donc pas de problème pour exploiter ce numériseur.
Le second circuit (partie 2) est en fait un simple montage pour préamplifier un microphone dynamique.
Architecturé autour du plus classique montage avec ampli-op, il utilise ici un TL 071 mais peut être
remplacé par un 741 ou (ou autre ampli opérationnel inclus dans un boîtier DIL 8 broches. Un interrupteur
permettra de sélectionner sur la même entrée, soit un micro soit une entrée Line. Avant ce choix,
il sera possible de corriger deux petits problèmes que l'on rencontre souvent, d'où la présence des
deux interrupteurs (High et Low) qui servent à ôter les fréquences parasites dans des zones très précises.
Le filtre Low élimine toutes les fréquences situées au-dessous de 25 hertz (ronflements).
Le filtre High lui, élimine les fréquences au-dessus de 12 000 Hz avec une certaine pente
cependant (sifflements).
Le troisième circuit (partie 3) est constitué d'un circuit très intéressant pour son travail en profondeur.
Ce sera sûrement le circuit le plus difficile à trouver. J'ai cependant pu le trouver à Toulouse chez
mon fournisseur habituel, il ne doit donc pas poser de problème. Le LM 1894 (60 FF) de chez National Semiconductor
est spécialisé dans l'élimination de tout bruit parasite lié au souffle et aux autres fréquences générées
par un ordinateur par exemple. Ce montage permet d'améliorer sensiblement la netteté du son en masquant
les problèmes de sifflement lors des reproductions par l'Amiga une fois le filtre interne de l'Amiga
(voir programme LED) déconnecté. On peut désormais écouter sans ce filtre interne tout en ayant une
bonne qualité de restitution. Le réglage de la Self qui se trouve sur ce circuit ne doit pas poser de
problème, il est très tolérant et peut se faire "à l'oreille".
Le quatrième circuit (partie 4) est pour ma part celui que je préfère. Le circuit LM 1040 (100 FF) de chez
National Semiconductor comporte tous les réglages possibles à appliquer à un son avant son amplification
par, évidemment, un amplificateur. Il renferme en lui tout ce qu'il fait pour régler le niveau des
graves, aigus, la balance, le volume, un Loudness ainsi qu'une stéréo élargie qui va nous rendre de
grands services avec l'Amiga.
La stéréo de l'Amiga comporte un petit problème du fait qu'elle divise le son en deux
voies pour la sortie droite et deux voies pour la sortie gauche. Donc si vous voulez jouer un
instrument au milieu de l'ambiance sonore, vous êtes obligés de monopoliser une voie de droite
et une voie de gauche. Il ne vous reste plus que deux voies pour le reste du son, c'est dommage.
Le Stereo Enhancement du montage va permettre de copier 60% d'une sortie dans l'autre avec un
déphasage suffisant pour similiser le son ce qui permettra d'élargir la zone d'audition et
d'éviter les problèmes d'isolement d'un instrument joué sur une seule voie.
Comme vous voyez, les quatre circuits forment un ensemble homogène qui bien sûr peut être traité
séparément. Parlons sous : le budget pour ce montage se situe aux environs de 700 FF, ce qui reste
honnête mais impose donc de ne pas faire n'importe quoi lors du montage. Il sera conseillé de
réaliser le circuit imprimé d'après le typon (livré normalement en taille 1).
L'implantation des composants
Les figures ci-dessous vont vous indiquer le type et la façon de souder les composants sur
le circuit. Pour des raisons de facilité et pour éviter un double face, il existe un strap
(petit bout de fil à souder) à ne pas oublier reliant un composant à la masse du circuit.
Il sera recommandé de monter les circuits intégrés sur support pour éviter de les détériorer,
permettre de les insérer à la fin du montage.
Partie 1 : le numériseur
Partie 2 : filtre + micro
Partie 3 : réducteur bruit
Partie 4 : correcteur
Attention : pour une lecture plus aisée lors de l'implantation, les résistances ont été repérées par
un "R" sur le corps du composant. Il faut aussi se méfier, certaines capacités sont polarisées et
nécessitent d'être bien orientées pour éviter de désagréables surprises. Elles sont repérées par un
signe "+" sur leur dessin, indiquant le sens de montage. Pour ce qui est de l'alimentanon du tout
elle est assurée par l'Amiga lui-même et par sa prise parallèle. Donc méfiance ici aussi, éviter tout
contact avec une masse et bien vérifier si une piste d'alimentation ne se trouve pas en contact avec
quelque chose de dangereux, ce qui pourrait mettre en péril votre machine. Les quatre
parties sont maintenant décrites dans cette page pour l'installation des composants.
Il reste possible d'assembler uniquement le module numériseur seul (partie 1) :
le son à numériser doit entrer par le condensateur numéro 23, c'est tout. Évidemment
ne pas oublier de connecter l'alimentation sur la prise parallèle ainsi que
les dix autres connexions à effectuer sur cette même prise. Ne pas oublier non plus le potentiomètre
de réglage, mais ceci est décrit plus bas. La puce 22 est un 74LS00.
La partie 2 peut elle aussi être montée à part, l'entrée étant matérialisée par le condensateur
1 et sa sortie par le numéro 10. Ici aussi ne pas oublier de "bypasser" l'interrupteur
par l'intermédiaire d'un strap. L'intérêt d'isoler ou d'ôter cette petite extension ne sera pas une
économie d'argent, mais peut être le non-emploi d'un microphone. Cependant, je conseille de garder
les deux filtres représentés par les composants n°1. 2 et 3 ainsi que les interrupteurs
correspondants ; ils vous rendront de grands services.
La partie 3 (le réducteur de bruit) sera celle que vous éviterez de monter dans un premier temps
selon la disponibilité du circuit principal (le LM 1894) et vos finances car ce circuit imprimé
est de loin le plus cher, aux alentours de 250 FF. Son "court-circuitage" est très simple,
les entrées étant sur les capas n°29 et 30 et les sorties sur les n°32 et 39. Reliez la
broche d'entrée du n°29 avec la sortie du n°39 ; faites de même avec le n°30 et le n°32 (en évitant de
monter les composants n°29, 30, 32, 39 pour éviter des problèmes ultérieurs. Cependant, j'utilise ce
circuit et il me fournit toute satisfaction surtout une fois le filtre interne de l'Amiga inactif.
La partie 4 est, je pense, indispensable pour les raisons décrites tout à l'heure. Il ne me semble
donc pas très approprié de l'ôter. Mais comme il s'agit du dernier maillon de la chaîne,
il est donc facile de ne pas le monter.
Implantation réglages
Implantation commutateur
Pour résumer, le montage final est dissociable en deux parties : la 1 et 2 composant la partie numériseur,
la 3 et 4 étant proposées pour améliorer et contrôler le son généré par votre merveilleuse machine.
En théorie aucun problème de devrait survenir lors de la réalisation de ce montage, j'espère que les
dessins seront suffisamment clairs et compréhensibles.
Pour les personnes ayant peur de surcharger l'alimentation de l'Amiga, il reste possible
de fournir l'énergie par l'intermédiaire d'une petite l'alimentation en 12V pour les parties 3 et 4.
Liste des composants
Résistances :
- 2 : 2,2 K.
- 5 : 3 K.
- 6 : 100 K.
- 7 : 10 K.
- 8 : 10 K.
- 9 : 100 K.
- 13 à 21 : 1 K.
- 24 : 120 o.
- 34 : 180 o.
- 35 : 820 o.
- 33 : 120 o.
- 53 : 47 K.
- 58 : 47 K.
- 60 : 47 K.
- 64 : 4,7 K.
Condensateurs :
(nf : nano-farad ; uf : micro)
(25 V = polarisée 25 Volts)
- 1 : 56 nf.
- 3 : 6,8 nf.
- 4 : 1 uf (25 V).
- 10 : 1 uf (25 V).
- 23 : 150 pf (p=pico).
- 25, 54, 62 : 10 uf (25 V).
- 28, 33, 45, 50 : 0,1 uf.
- 29, 30, 32, 39, 40 : 1 uf (25 V).
- 31 : 0,0033 uf.
- 36 : 0,001 uf.
- 37 : 100 uf (25 V).
- 41 : 0,047 uf.
- 44 : 0,020 uf.
- 47, 48 : 0,47 uf.
- 49 : 47 uf (25 V).
- 51, 63 : 0,01 uf.
- 52, 56, 57, 59 : 0,22 uf.
- 55, 61 : 0.39 uf.
Circuits intégrés :
- 11 : TL 071.
- 12 : AD 670 JN.
- 27 : LM 1894.
- 46: LM 1040.
Divers :
- Self 4,7 mh (micro-henri) ajustable.
- Potentiomètre linéaire 50 k (47 k) : 5.
- Interrupteur inverseur : 4.
- Interrupteur double inverseur : 1.
- Connecteur type RCA (Cinch) femelle : 5.
- Connecteur Canon DB25 mâle : 1.
- Boîtier, visserie, rallonge parallèle selon type de montage et tout le nécessaire pour
réaliser de bons montages : fer à souder pane pointue, soudure...
La liaison avec l'Amiga
Il reste maintenant à relier le tout à l'Amiga. Le câblage de la prise parallèle et des prises
RCA ne devraient pas poser de réel problème. Il suffit de suivre le dessin ci-dessous,
et tout devrait aller bien.
Le problème majeur de cette série de connexions vient du fait que la prise parallèle de l'Amiga
ne possède qu'une seule tension : le +5 V. Le montage, lui, a besoin, outre du +5 V, d'une tension de
+12 V. La solution qui m'a semblé la plus pratique consiste à utiliser la prise série qui elle possède
ce +12 V. Évidemment on réalisera le montage ci-dessous pour laisser la prise série libre tout en
prélevant le +12 V.
Quelques conseils pratiques
Comme nous l'avons dit tout à l'heure, un certain soin doit être apporté à la réalisation de ce produit.
Voici donc quelques conseils utiles.
Si vous montez le tout dans un boîtier adéquat, vous remarquerez que la prise parallèle nécessite
une rallonge pour sa connexion avec l'Amiga. Le mieux dans cette affaire sera de se procurer deux
prises DB25, une mâle l'autre femelle, à sertir ainsi qu'une nappe en 25 brins de 30 cm pour
un montage sur ces connecteurs. Lors du sertissage, ne pas se tromper de sens, vérifier les continuités
avec un ohm-mètre et si le numéro des broches correspond bien.
Une fois la rallonge faite, il faut monter le circuit dans ce boîtier. S'il
est entièrement en métal, il est conseillé de le relier à la masse du circuit par l'intermédiaire
d'une capacité de 470 nf, une diode et une résistance (voir schéma), ce qui évitera des parasitages
dus au secteur ou même HFM. Pour tout ce qui est potentiomètre et interrupteurs, ils ne devront pas
être reliés à cette masse (du bâti). Les connecteurs RCA Cinch eux aussi seront indépendants de la
masse du coffret et devront avoir leur masse directement d'après le circuit.
Même chose pour le connecteur parallèle. Il est possible de mettre le circuit dans un
boîtier plastique, ce qui évitera les problèmes d'isolement de la masse du circuit, mais imposera
automatiquement la réalisation de la partie 3 (qui filtre déjà ces problèmes).
On peut aussi ajouter une LED pour savoir l'état de fonctionnement de l'appareil (ce n'est pas indispensable
car il est sensé marcher dés l'allumage de l'Amiga). Cette LED sera reliée directement au 5 V
de la parallèle avec une résistance de 1,2 K.
Les autres conseils seront du domaine de la réalisation. Il est très facile de saboter
un circuit, moins facile de le réussir. L'important pour bien travailler est de
posséder un matériel de bonne qualité et adapté à vos besoins. Premièrement et vu la petitesse du circuit,
il sera impératif de posséder un fer à souder de petites dimensions : un 15 ou 20 watts maxi avec
une panne pointue ou plate mais fine. A proscrire les fers 100 W à panne "tournevis de compétition",
qui ne feront que du mauvais travail. Un bon étain fin conçu pour l'électronique sera aussi mieux
à propos que de l'étain de plombier qui colle plutôt qu'il ne soude.
Je conseille aussi de se procurer de la "tresse à dessouder", très utile si l'on monte par exemple
un composant (capa) à l'envers. Cela évitera de faire des pâtés de soudure lors de la manipulation.
Faites tout le travail dans un endroit bien éclairé et si possible sans trop vous énerver.
Le résultat en vaut la peine. Bonne chance.
Rectificatif (décembre 1991)
Hélas ! C'était trop beau, avec regret j'ai appris que le composant n°27 (LM 1894) n'était plus importé en Europe.
Ceci a pour principal effet de rendre la partie 3 (réducteur de bruit) irréalisable. Nous avons cependant trouvé
un composant de substitution au LM 1894. Le problème est qu'il est totalement différent du LM 1894 et n'utilise
pas non plus les mêmes composants. Une adaptation de ce composant de substitution (sur le même circuit) est en cours
de réalisation et nous vous le proposerons bientôt. Pour les personnes intéressées, il s'agit du NE645 (ou NE646)
qui lui est bien disponible. Ne jetez donc pas votre circuit imprimé.
Un autre problème m'a été soumis : le composant LM 1040 existe surtout en boîtier large contrairement à
l'implantation du circuit imprimé. La raison est qu'il existait à une époque deux types de boîtiers pour le LM 1040
et évidemment c'est désormais le large qui est disponible. Par l'intermédiaire d'un support on pourra adapter un
large sur le circuit en resserrant les pattes vers l'intérieur. Tout ceci fait un peu bricolage. On proposera un
nouveau circuit imprimé modifié pour ceux qui n'ont pas réalisé le précédent et des modifications pour ceux qui l'ont
fait. Encore une fois je suis désolé de tous les problèmes que vous occasionne ce montage. L'original date de plus
de quatre ans et l'évolution des circuits intégrés ne joue pas en sa faveur. Deux autres erreurs d'impression se sont
ajoutées : le composant 38 est le même que le 31 et le 22 est un 74LS00. Pour l'heure voici ce qu'il reste à
faire pour court-circuiter la troisième partie en attendant la modification de cet étage.
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