Jipihorn's Blog

avril 11, 2010

Filtre actif à triode : où est l’avancée décisive ?

Filed under: Electronique, Fondamentaux — jipihorn @ 9:44

Comme promis voici quelques simulations du filtre actif à triodes XM26 pour montrer à quel point on peut sur-estimer ces composants et leur affubler des propriétés paranormales totalement ridicules.

En gros, ce schéma utilise des cellules de gain unité (par charge cathodique, donc contre-réaction maximale) avec contre réaction permettant des étages à 12 dB/octave. Ici deux étages sont chaînés. Voici le schéma  testé, avec, en comparaison, une version à AOP (cliquez par avoir la taille originale):

La coupure est prise à 100Hz avec les valeurs préconisées par le constructeur (condensateurs augmentés d’un facteur 10). Ces tubes sont alimentés en +/- 150V. Le choix de l’ecc83 est plutôt inhabituel dans ce contexte ou la préférence est donnée aux tubes à forte transconductance. La version décrite par Larsen dans l’audiophile utilise des ECC81 à mu inférieur (60-70) mais pente bien supérieure (5.5-6.7 mA/V). C’est un compromis, car si un fort  mu (100 pour l’ECC83)  permet de s’approcher de l’unité en gain, l’impédance de sortie augmente souvent par chute de la pente du tube (1.25-1.6 mA/V). Ceci explique pourquoi le schéma de Larsen nécessite des corrections des valeurs pour compenser un gain plus éloigné de l’unité à cause d’un mu inférieur de l’ECC81. Ici, la divergence des résultats est inférieure, même si elle est présente (cliquez par avoir la taille originale):

Plus un détail de la zone de coupure :

Pour éviter de chercher avec le schéma, les courbes rouge et bleue sont celle de la partie triode, les verte et violette sont celles de l’AOP.

Comme on peut le voir, il y a un écart visible (pas très important finalement) avec  l’idéal théorique que les AOP obtiennent sans problème, avec, en prime, un problème du au schéma lui-même (courbe bleue après 500Hz). Oui, celui-ci n’est pas un bon schéma, il souffre d’un défaut conceptuel qui peut devenir majeur si l’on ne prend pas garde. La version de Larsen est plus éloignée encore à cause du choix des tubes. Voici un autre problème : le comportement est très dépendant du choix de la référence du tube, chose très secondaire avec les AOP. Je ne vois pas ici non plus d’avancée décisive du tube sur le reste (je ne parle pas des problèmes de l’alimentation, de ses dangers, de la consommation, du poids, du prix, de la durée de vie, de la stabilité…). Techniquement, le tube est moins bon ici sur tous les paramètres. La simulation est fiable, ne pensez pas mettre ça sur le dos du simulateur. J’ai testé celui de Larsen et les résultats sont identiques aux mesures qu’il a publiées. Le modèle de tube utilisé ici est assez complet, avec courant grille et tout. Par ailleurs, l’ampli op utilisé ici n’est pas non plus un modèle idéalisé, mais une version beaucoup plus complexe et réelle (On peut voir par exemple en HF dans le passe bas l’influence d’un des pôles).

Pour être plus complet, voici les courbes d’amplitude, phase et sommation des canaux pour comparer :

On peut s’apercevoir que la résultante n’est pas constante et un creux d’environ 0.8 dB est visible à la coupure. Bon, ça n’est pas dramatique, et, à mon avis, c’est masqué par d’autres problèmes acoustiques issus de la salle. Néanmoins, il y a un écart avec la théorie. Remarquez encore ce problème du passe bas, sa courbe de phase et son comportement étrange. Jetons un œil sur cet effet. En regardant bien le schéma, on s’aperçoit que, comme à  haute fréquence les condensateurs tendent à se comporter comme des court circuits, dans la configuration passe bas, les résistances de la partie filtrage viennent interférer avec les résistances de polarisation de cathode, formant un réseau résistif entre étages. Et c’est bien cela que l’on observe : un résidu passe d’étage en étage via ces résistances. La topologie passe-haut n’a pas ce problème. Pour s’en convaincre, voici le même filtre où les résistances des modules sont divisées par 10 (et les condensateurs augmentés d’autant) :

Effrayant non ?  Maintenant, un superbe creux de 4dB à la coupure et un comportement particulièrement mauvais apparait. Effectivement, ces résistances devenant plus faible, le signal est beaucoup moins atténué en sortie des étages. Donc, attention à n’utiliser que des résistances de forte valeur dans cette configuration, même si c’est au détriment du bruit. Voici ce que cela donne avec des résistance multipliées par 10 (et condensateurs réduit en conséquence) :

C’est beaucoup mieux. On voit bien à quel point ces schémas paient le tribut de leur simplicité : ils sont très sensibles à leurs paramètres. Entre temps, ceux par AOP ne bougent pas d’un poil… Toujours pas trouvé où étaient ces avancées décisives dans les tubes. Comme je disais dans le billet précédent, la distorsion doit être assez faible pour passer inaperçu, même si elle doit être à des magnitudes de celle des AOP. Dois-je rappeler que la contre-réaction dans ce schéma est totale ? Vous savez, cet effet dont on reproche aux transistors l’utilisation abusive ? Ici, AOP ou tubes :  même combat. C’est n’est pas un argument non plus…

Alors, payer cher pour des composants dépassés où les résultats sont TOUS inférieurs comparés à des composants modernes, non merci. Quant à expliquer pourquoi la personne a tant aimé passer au tubes, c’est simple : c’est le résultat qu’elle voulait obtenir et elle l’a obtenu. Sauf que ça n’a rien à voir avec l’appareil, grand classique tant et tant de fois mis en évidence mais dont les audiophiles continuent encore et encore d’ignorer. Le jour ou on me montrera un test en double aveugle avec niveaux égalisés à 0.1 dB  qui montrera ne serait-ce qu’une différence audible (je parle pas de mieux ou moins bien) entre ce schéma et une simple application à AOP à deux sous, la, je pourrai reconsidérer la question. Pour l’instant, je ne vois rien qui soit en opposition avec la science et l’électronique de base. Je ne vois juste que la sempiternelle prétention et les sempiternelles affirmations péremptoires toujours aussi fausses et toujours aussi présentes.

Et je ne vois toujours pas où est cette avancée décisive que les tubes auraient amené.

Jipi.

2 commentaires »

  1. Dans le domaine de l’audio, il est également une autre notion considérée comme paranormale par les audiophiles: c’est la puissance. Souvenez-vous de cet article de R. Bassi (…) publié dans la NRDS n° 242 (p85 à 90) intitulé: « puissance, quand tu nous tiens! ». Souvenez-vous de la réaction épidermique provoquée par cet article « scandaleux », déclanchant du même coup la colère des prêtres de la science Vaudou. C’est ainsi que sous la plume du défunt G. Preyale (NRDS n° 244, p92 à 98), nous apprenions, dans un sermon habituel, que l’écoute de systèmes à très haut rendement justifie l’emploi d’amplis monotriodes de faible puissance (sans CR, « comme de bien entendu »). Mais ici, c’est un reccord: 1,5 W! Même pas de quoi alimenter un push de 845!. Il faut absolument lire cet article, c’est un monument de l’intelligence design en audio. Puis le 3615 google a emboîté le pas, sous l’autorité de l’indéboulonnable F. Ibre:
    http://www.elektor.fr/forum/forum/realisations-publiees-par-elektor/bien-entendu-itineraire-d-un-audiophile/puissance!-quand-tu-nous-tiens.382573.lynkx
    Pas de commentaires, Jipi nous a déjà expliqué tout ça…
    Alors, tâchons de voir un peu ce qu’il y’a dans le support audio:
    http://blog.formations-musique.com/index.php?post/2009/02/09/39-compression-audio-part-1
    Tentons de réaliser une petite expérience à l’aide d’un article de J. Vallienne paru dans le hors série n°3 d’électronique pratique intitulé: « puissance et niveau sonore ». Page 10 et 11, une démonstration est faite sur la base de la voix de Pavarotti: inutile d’être sorti de Saint-cyr pour comprendre immédiatement, la notion de puissance en audio. Dans les conditions de l’expérience (grande salle d’écoute), le micro relève un niveau moyen de 85dB à 4m des enceintes, puis 92dB à 1m de l’une des deux enceintes. Conclusion: Vous perdez déjà 5dB en doublant la distance d’écoute, ce qui fait une perte de 10dB à 4m… Vous mesurez pour une enceinte: 92dB/1W/1m, ce qui fait donc 92-10=82dB à 4m. Mais comme vous écoutez en principe en stéréo, vous obtenez un niveau supplémentaire de 3dB. Ce qui fait bien un niveau de 85dB à 4m… 85dB est le niveau où l’oreille est la plus linéaire, donc là où elle recueille le plus d’informations. Sur la base de cette expérience, réalisons un petit calcul de puissances à l’aide de la simple formule: P=Pox10^(écart en dB/10). Prenons un cas d’école: le terriblissime piano de Keith Jarrett, dans l’album « arvo pärt »:
    http://fredhammersmith.110mb.com/contenu/Dynamique/dynamique_et_musique.htm
    Le niveau moyen se trouve à -32,83dB et on atteind -2,69dB sur les crêtes, soit plus de 30dB d’écart! Rêvons un peu et supposons que l’on déguste ce cd sur une paire de TAD TSM1, données pour 98dB/1W/1m. Faisons le calcul: pour le niveau moyen (85dB), nous aurons une puissance à fournir aux bornes d’une enceinte à 1m: P=1×10^((85-98)/10), c’est à dire 0.05w, soit 0,025w aux bornes de chaque enceinte en stéréo (+3dB). C’est pas beaucoup… A 4m la puissance à fournir sera de P=0,025×10^(10/10), soit 0,25W, c’est encore peu, mais c’est déjà dix fois plus… Sur les crêtes (115dB) on aura P=0,25×10^(30/10), c’est à dire 250W à fournir! Pas de doute, il faut des chevaux en quantité. Alors bien sûr, peu de productions atteignent cette dynamique, mais ce n’est pas une raison pour justifier le soit-disant watt de qualité. Car qui peut le plus peut le moins et la RECIPROQUE EST FAUSSE. Un ampli moderne et puissant, parfaitement conçu, est irrémédiablement meilleur qu’un radiateur à peine capable de sortir 20W, vendu tout de même 8460F il y’a 25 ans! (audiophile ancienne série n°34 p103). C’est ce qu’admettent du bout des lèvres, les « spécialistes » à l’oreille en or:
    http://www.melaudia.net/ecouteDomPcl3.php
    Alors que peut-on faire avec un ampli mono triode ou un push de triodes qui distord dès son premier watt? sans compter le taux d’intermodulation gigantesque, qui caractérise ces types d’amplis! Ecouter du clavecin? Epater les copains? je ne vois pas… Beaucoup se tournent, sans véritablement comprendre ce qu’ils font, vers la multiamplification, croyant masquer les graves défauts de ces chefs d’oeuvre de la coloration. La multiamplification n’a qu’un seul but: diminuer dans de bonnes proportions la distorsion d’intermodulation d’un système. Mais elle est loin d’être la panacée en hifi, car les filtres actifs, qu’ils soient analogiques ou numériques, sont des filtres scalaires, qui ne tiennent absolument pas compte de la directivité des pavillons (ce qui est logique puisque ces filtres sont en majorité, destinés à la sonorisation, domaine dans lequel on se fiche pas mal de la directivité). Faut-il le rappeler: chaque système, chaque enceinte réclame un filtre idoine à l’opposé d’un filtrage universel estampillé LeCléac’h ou tartampion. Sans compter tous les autres problèmes apportés par la multiamp.: manque d’homogénéité, de cohérences de timbres, résultats bizarres dûs à l’utilisation d’amplis de technologies radicalement différentes, avec des coefficients d’amortissement différents, ect, ect… De plus, un ampli mal conçu peut très bien intermoduler sur une plage de fréquence restreinte!
    Pas convaincu?
    http://www.lambertetbonfils.fr/f6arl/doc/Distorsions.pdf
    Si Jipi pouvait nous passer au crible (IMD-SMPTE, DIM30, DIM100) un de ces totors rutilents!…

    Commentaire par Francis Libre — avril 17, 2010 @ 9:51

  2. F Libre : ce qui est logique puisque ces filtres sont en majorité, destinés à la sonorisation, domaine dans lequel on se fiche pas mal de la directivité.

    Réponse : ah bon ???? je vois que vous connaissez bien le monde et la technique de la sonorisation professionnelle. Sans commentaires !!!!! C’est juste archi faux !!!!!

    Commentaire par georgelin — août 5, 2011 @ 1:10


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