Obligement - L'Amiga au maximum

Mercredi 26 juillet 2017 - 08:36  

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Bidouille : Compleat Sound System
(Article écrit par Éric Laffont et extrait d'Amiga News - octobre 1991)


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.

Compleat Sound System

Compleat Sound System

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.

Compleat Sound System

Compleat Sound System

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.

Compleat Sound System
Partie 1 : le numériseur

Compleat Sound System
Partie 2 : filtre + micro

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Partie 3 : réducteur bruit

Compleat Sound System
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.

Compleat Sound System

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.

Compleat Sound System
Implantation réglages

Compleat Sound System
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.

Compleat Sound System

Compleat Sound System

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.

Compleat Sound System

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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