Mon rack de mesures - Evolutions et essais

[Dagda]

Sur le dernier essai les traces sont juste la sortie ampli (sur la charge de 8 Ohms) et la sortie du pont.

J'ai échangé les sondes, j'ai testé avec les câbles pinces croco ... rien ne change.
En X1 uniquement.
Mais j'avais le même problème en sortie de carte son. Je vais refaire cette expérience histoire de lever le voile.

Pas testé avec le scope REW.

CyrilA doit normalement me faire une simu sur LTSpice.

D.

[Dagda]

Bon ...

Alors, en théorie ça doit fonctionner, mais en pratique ça ne marche pas.
Du coup, l'option qui fonctionne c'est de faire un double pont résistif avec un liaison vers le masse et là les branches étant bien équilibré plus de problème de niveau ni de déphasage.

Il faut que je trouve quel est le bon ratio de résistance pour avoir une réduction assez forte mais également un impédance qui va bien vis à vis de l'entrée de la M4 à 2.65k en XLR.

D.

[Dagda]

Pense bête :

Tension max ampli avant saturation = 40Vrms sur sinus
Tension max entrée XLR Motu M4 = 2.35Vrms gain d'entrée au mini.
Tension d'entrée max du convertisseur ADC ES9840Q = 2.35Vrms (0dBFS)

Gestion du gain d'entrée par l'ADC directement semble-t-il puisque les niveaux sautent par pas d'environ 0.5dB.
Mais les entrées XLR ont des préamplis avec gains de 60dB (max) du coup je ne vois pas comment c'est géré en interne ...

Quoi qu'il en soit, si je veux exploiter la tension totale de l'ampli, il faut avoir un pont diviseur de 16 à minima, donc je pense partir sur du 1/20 (pour les mesures SPL) et du 1/5 pour les mesures SPL.
Pas besoin de capas puisque les entrées de la carte en sont équipées.
Et protection par diode Zener.

Well, je vais continuer mes essais.

D.

[Dagda]

Bon, on résout des problèmes, mais ... on en découvre d'autres

J'allais mesurer la sortie de la carte son ...


Quand je me rend compte d'un truc en montant la sensibilité de l'oscillo.


Tiens, un truc à 50kHz ... kézako ...
Je bouge les fils, je bouge les éléments, j'enlève l'alimentation du PC ... Rien ... Enfin, rien de notable.

Je lève la tête ... La lampe LED ... Je la pousse ...


Bingo !


Bon, ça c'est ok, passons à la mesure.
En premier lieu je fait un pont résistif "symétrique" avec 10K en série et 1k en parallèle avec un point commun sur les 1k.


Je règle la sortie de la carte son pour ne pas dépasser 1.4Vrms (tension d'entrée max de l'ampli).
Ici, 1.35Vrms en gros.


Ensuite je règle pour avoir 5Vrms en sortie d'ampli


Et donc, je lance les mesures à 20Hz - 1000Hz - 10000Hz - 20000Hz avec la tension qui entre dans l'ampli (sortie de carte son) et la tension qui en sort (sortie d'ampli).
Petite dérive entre les deux mais rien de bien méchant.


Je mets en place le pont et les sondes pour avoir la tension en sortie d'ampli et en sortie de pont.


Et je vais directement à 20kHz, où le problème est le plus flagrant.


Maintenant, je connecte le point commun des 1k au 0V de l'ampli ... Et ... TaDaaaa
(Toujours 20kHz)


Avec un calibre différent (rapport 1/11 visible).


Et lorsque l'on affiche les "A-B" pour avoir la courbe composée.
En sortie d'ampli on a ça


Et en sortie de pont on a ça
Les curseurs n'ont pas bougés de place et le passage à 0 est toujours au même endroit !


Et à 20Hz, c'est pareil !
Ampli


Réducteur


Ma théorie, et qui se confirme avec la mesure qui suit, c'est qu'un courant circule entre les deux voies bridgées et qui vient bien mettre le bronx.

Et lorsque je rajoute les diodes zener de protection pour ... protéger l'entrée de carte son, on retrouve le déphasage liée à la fréquence.
Ici à 20kHz


Après discussion avec CyrilA on en arrive à la conclusion que la zener, avec la fréquence, commence à devenir conductrice et laisse passer un peu de courant qui vient mettre le bazar de la même manière qu'avec les résistances non référencées au 0V.
Comme le déphasage est lié à la fréquence (il ne bouge pas du tout avec la tension même en montant à 40Vrms en sortie d'ampli) il semblerait que la capacité parasite de la diode soit en cause.

Prochain essai, avec une diode TVS, il faut juste que je trouve la bonne référence.

Et pour finir il faut que je mesure la sortie du pont superposée à la sortie de la carte son.

D.

[JIM]

As tu vérifié que tout tes appareils partagent la même masse ?
Le scope est normalement à la terre, il y a de forte chance que la carte son également mais je n'en suis pas persuadé, surtout si tu utilises un portable et quid de l'ampli ?
On a beau être en symétrique, il faut toujours une bonne réf, sauf à utiliser un transfo.

[Dagda]

La masse de l'oscillo est reliée au PE.
La masse et le 0V de l'ampli sont reliés au PE (inter sur Ground - mais pas de changement en Lift).
Le portable, par le câble d'alimentation, a sa masse et 0V relié au PE lorsqu'il est "sur secteur".
La carte son, par le câble USB et par la liaison vers l'ampli se trouve donc avoir son 0V et sa masse relié au PE.
Tout les appareils sont connectés sur une même multiprise.

Lors des mesures, les sondes ont leurs masses (pinces croco) reliées au 0V de l'ampli.

J'ai donc une bonne équipotentialité sur tout le système

D.

[Dagda]

Bon, aux vues des essais, je vais remettre en boite avec ce montage.



D.

[Dagda]

J'ai terminé hier soir le câblage et tout semble fonctionner.

Je refais une série de tests avant de mettre en boite !

[Dagda]

Bon bon bon bon bon ...

J'ai donc fait mes petites soudures avec les lots de R directement sur l'interrupteur permettant de passer d'un rapport de réduction de 1/6 à 1/21.
J'ai bien bazarder tout le monde au même potentiel pour le 0V / Masse


Premiers essais.


Comme ça semblait vraiment pas mal, je m'installe mieux pour faire les essais complets.


Mise en place des sondes et on envoi.


J'ai 1 et 2 qui est la sortie d'ampli (Jaune et Cyan)
3 et 4 la sortie du réducteur (Rose et Bleu)
A 20Hz avec 1/6


et 1/21


A 1000Hz avec 1/6


et 1/21


A 20000Hz avec 1/6


et 1/21


Sur les courbes à 20k on voit un truc se profiler, c'est le décentrage des sinusoïdes.
Ce problème intervient à partir de 2k (visible sur l'oscillo) et augmente progressivement.
Ce n'est pas au niveau de la carte son, c'est bien au niveau de l'ampli qu'il y a ce glissement.

Mettons ça de côté pour se pencher sur autre chose.

J'ai continué en voulant réaliser la calibration de REW.
Je commence simplement avec la boucle de la carte son (sortie 1 sur entrée 1).
On tombe sur des choses que l'on a l'habitude de voir.


Et la disto


Maintenant, j'insère dans la boucle l'amplificateur.
Donc je sors de l'ampli et je rentre dans la carte son sans réduction.
Je conserve pour cette mesure la position des potards de gain d'entrée et de volume de la carte son et j'ajuste au niveau de l'ampli pour avoir le même niveau en entrée de carte.
Et là ...


La disto


On voit que la courbe est bruitée.
La phase est à -180 puis +180 avec une transition autour de 1k.
La disto augmente, logique puisqu'il y a l'ampli dans la boucle.

Mais c'est quoi ce bordel avec la phase ?
Je bouge le matos, je refais les mesures, ... rien, c'est toujours pareil.


Je fini par tester un truc.
Je baisse le volume de sortie de la carte son et j'augmente celui de l'ampli (toujours pour avoir le même niveau d'entrée).
Et là ...


La disto


Bon, on est mieux, clairement.
La disto ne bouge pas.
Mais la phase va bien. Elle est à -180 par rapport à la même chose sur la carte son, mais c'est déjà moins étrange.
Et je précise qu'il n'y a pas d'entrée inversée ou truc du genre.

Problème suivant.
C'est quoi ces pics en bout de bande. Ce n'est pas de l'erreur de mesure puisqu'ils sont toujours présent et peut importe comment je place le matos.
Comme ce n'est pas du rayonné (j'ai fait un tas d'essais en virant la lumière et tout ...) il me reste un problème sur du conduit.
Je débranche donc l'oscillo et l'alimentation du PC.


Et la disto.


Ah !
J'ai une alimentation qui fout le bordel.
Je rebranche l'alimentation du PC et ça reste propre. Il semblerait que ce soit, soit l'alimentation de l'oscillo, soit le couple oscillo / alim PC qui vienne mettre le bazar en fin de bande.
Aurais-je besoin d'un conditionneur réseau ?

Par acquis de conscience, j'ai torsadé les câbles de sortie d'ampli, j'ai claquer des ferrites, j'ai changer de port USB ...
Rien n'y fait, j'ai toujours un bruitage de la courbe de réponse.


La disto


Alors, il faut relativiser un peu quand même. A 20kHz on a tout juste 0.2dB de hauteur de bruit ... Mais quand même.

Analyse
-Le bruit sur la RF est peut-être lié au décalage du croisement des sinusoïdes qui ne se fait pas sur le 0V. Et on voit que l'apparition de ce bruit est en lien avec ce décalage. Il faudrait voir dans l'ampli s'il y a moyen de régler ça (ajustement de potard ?)
- Pour la phase à -180, il faut que je fasse une mesure en inversant la sortie ampli (inversion des deux fils)

Vous devez penser que c'est complètement débile de pousser aussi loin l'investigation, mais je trouve ça passionnant d'aller chercher la petite bête et comprendre ce qui ne va pas

D.

[Pio2001]

Bonjour Dagda.
Il ne se passe rien de particulier à 1000 Hz avec la phase. Il se trouve simplement que lorsque la courbe est un peu bruitée, les valeurs oscillent entre 179,9°, qui est affiché en haut, et 180,1°, qui est affiché en bas.

Pour la courbe de réponse bruitée, j'ai la même chose lorsque je mesure mon MiniDSP afin de vérifier que la correction programmée dedans est bien celle que j'ai demandée. Je ne sais pas d'où ça vient, mais c'est peut-être un artefact de REW, qui ne mesure pas la courbe de réponse directement, mais par déconvolution.
Un problème courant c'est quand il manque un échantillon dans le signal enregistré. Il faudrait tester si cela provoque ce genre de comportement : exporter le sweep de REW dans un wav. Le réimporter pour afficher une courbe correcte. Puis retirer un échantillon, puis deux, puis trois etc. en plein milieu du wav, et le réimporter pour voir l'effet sur la courbe.

[Dagda]

Oui, la phase n'est pas un gros soucis. Très certainement une inversion des fils en sortie d'ampli.

Pour le bruitage, il faut quand même que je contrôle si les deux amplis ont bien un courant de repos identique. Il y a a priori un potentiomètre de réglage du 0V de sortie qu'il faut que je contrôle.

D.

[Dagda]

Bon, ça commence à ressembler à quelque chose de pas mal.

Inversion des fils de sortie de l'ampli = résolution du "souci" de phase.


Disto


Et j'ai réussi à reproduire le souci de pic en fin de bande.
Alors ce ne sont pas du tout les alimentations des appareils, c'est le fait de raccorder l'oscillo en USB au PC !



Et j'ai fait une petite mesure FFT de la sortie d'ampli sans rien de branchée dessus et les volumes à 0


On voit bien la décomposition du 50 Hz

Les bias des canaux sont équilibrés, ce qui est déjà cool.
J'ai un peu optimisé le "point 0V" en sortie d'ampli et j'arrive à avoir une composante continue sous les 1mV
Alors, j'ai mesurer à vide ... Je ne sais pas si il y a une autre méthode ...

Bref, au niveau de l'ampli, je ne vois pas comment réduire son bruit de fond intrinsèque ... là, je pense que je suis au max de l'optimisation, ou alors ensuite ça passerait par du tweak avec, peut-être, des capas judicieusement placées ... mais où ?

D.

[Pio2001]

Quand je connecte les bornes d'un voltmètre entre une vis de mon ampli et une vis du lecteur de DVD Philips, le voltmètre indique une tension de 63 volts alternatifs. Quand je branche un câble SPDIF, si je touche la masse du câble (reliée à un DAC à l'autre bout) et la masse du lecteur DVD juste avant qu'elles n'entrent en contact, je prends une châtaigne dans les doigts.
Si une seule borne du voltmètre est connectée à la masse du lecteur DVD sans qu'il ne soit relié à un autre appareil, une lumière rouge s'allume sur le voltmètre.

J'ai eu d'autres appareils dans ce cas : une imprimante et une tour (châtaignes dans les doigts et étincelles visibles quand les masses des prises du port parallèle se touchent).
Ordi portable et lecteur de Blu-ray Oppo (plusieurs dizaines de volts entre leurs masses et les masses d'autres appareils).

Tu as peut-être un phénomène similaire. On le remarque déjà sans voltmètre quand l'appareil n'est branché que sur le secteur et relié à rien d'autre, et qu'on glisse le doigt sur une surface en métal brossé de l'appareil : on ne sent pas de courant, mais on sent sur ces appareils une sorte de vibration sous les doigts.

[Pio2001]

Autre test rigolo : quand j'approche le micro Umik-1 à un centimètre de la masse d'un de ces appareils, il se met à enregistrer un bourdonnement par induction électromagnétique à distance.

[CyrilA]

Bon, ça commence à ressembler à quelque chose de pas mal.

Inversion des fils de sortie de l'ampli = résolution du "souci" de phase.


Disto


Et j'ai réussi à reproduire le souci de pic en fin de bande.
Alors ce ne sont pas du tout les alimentations des appareils, c'est le fait de raccorder l'oscillo en USB au PC !



Et j'ai fait une petite mesure FFT de la sortie d'ampli sans rien de branchée dessus et les volumes à 0


On voit bien la décomposition du 50 Hz

Les bias des canaux sont équilibrés, ce qui est déjà cool.
J'ai un peu optimisé le "point 0V" en sortie d'ampli et j'arrive à avoir une composante continue sous les 1mV
Alors, j'ai mesurer à vide ... Je ne sais pas si il y a une autre méthode ...

Bref, au niveau de l'ampli, je ne vois pas comment réduire son bruit de fond intrinsèque ... là, je pense que je suis au max de l'optimisation, ou alors ensuite ça passerait par du tweak avec, peut-être, des capas judicieusement placées ... mais où ?

D.

Ça ressemble a une boucle de masse.

[Dagda]

Quand je connecte les bornes d'un voltmètre entre une vis de mon ampli et une vis du lecteur de DVD Philips, le voltmètre indique une tension de 63 volts alternatifs.
.....
on ne sent pas de courant, mais on sent sur ces appareils une sorte de vibration sous les doigts.

Ce que tu décris là c'est simplement un problème d'équipotentialité des masses.
C'est classique sur les appareils domestiques.
Etant en classe 2 (sans connections au PE / Terre) les masses ne sont interconnectées que par les câbles de liaison, qui ne sont d'ailleurs pas les meilleurs câbles pour ce boulot.

J'avais le cas sur mon ancien lecteur DVD

Ici, pas de problème à ce niveau, mais ça aurait pu !

Ça ressemble a une boucle de masse.

Pour quel symptôme ?
Le bruit au fond ou le 50Hz et ses harmoniques ?

D.

[Pio2001]

Oui les boucles de masse font des bourdonnements à 50 Hz.
Elles se produisent quand trois masses au moins sont directement connectées en triangle. Les ondes 50 Hz ambiantes induisent un courant dans cette boucle, proportionnel au flux traversant la surface s'appuyant sur la boucle.
Il me semble que les câbles multiconducteurs blindés réduisent l'effet des boucles de masse quand on a le point froid câblé sur un des conducteurs internes et qu'on laisse le blindage flottant à l'une des deux extrémités du câble. Le courant induit aurait plus de mal à circuler dans ce cas, étant obligé de passer par le conducteur interne, sous le blindage.
Si l'une des liaisons est en S/PDIF, une fibre optique Toslink permet de casser une boucle de masse en ne présentant aucun conducteur entre les deux appareils.

[JIM]

Ne t'obstines pas avec cet ampli, pas assez performant pour la mesure.

Regarde ce que je mesure sans optimisation (-20dB Fs sur la sortie carte son) et la carte son utilisée pour l'entrée ligne n'est pas toute jeune.
https://www.homecinema-fr.com/forum/diy ... 94-15.html

[Kro]

Les distos avec l'ampli me paraissent élevées.

[Dagda]

Oui les boucles de masse font des bourdonnements à 50 Hz.
Elles se produisent quand trois masses au moins sont directement connectées en triangle.

Pas seulement.

Pour rappel, une boucle de masse (une vrai selon la définition CEM) c'est une surface entre un conducteur actif et la masse mécanique.
La masse mécanique est différente du 0V (référence électrique ou à la limite, masse électrique).

Les boucles de masse sont toujours présentes. On peut seulement en réduire la surface au minimum.

Les ondes 50 Hz ambiantes induisent un courant dans cette boucle, proportionnel au flux traversant la surface s'appuyant sur la boucle.

Pas seulement du 50Hz.
Tout ce qui est une onde passe par cette boucle.
Mais plus la fréquence est élevée, plus c'est simple de s'en protéger (enfin, c'est relatif).
Le 50Hz, hormis l'éloignement il n'y a rien à faire qui soit économiquement viable.

Il me semble que les câbles multiconducteurs blindés réduisent l'effet des boucles de masse quand on a le point froid câblé sur un des conducteurs internes et qu'on laisse le blindage flottant à l'une des deux extrémités du câble. Le courant induit aurait plus de mal à circuler dans ce cas, étant obligé de passer par le conducteur interne, sous le blindage.

Il semble y avoir beaucoup de confusion là.
Le blindage d'un câble n'est que la continuité de la masse mécanique.
Mais pour que ce soit efficace il faut que ce blindage soit raccordé aux deux extrémités avec une reprise sur 360° de celui-ci.
Donc autant dire qu'avec les prises RCA et XLR de nos installations c'est pas gagné.

On peut avoir un effet atténuateur avec un blindage raccordé sur une seul extrémité en basse fréquence mais dans ce cas il faut quand même un blindage "classique" raccordé au deux extrémités du câble.
Donc il faut un câble avec double blindage et que ceux-ci soit isolé l'un de l'autre.

Si l'une des liaisons est en S/PDIF, une fibre optique Toslink permet de casser une boucle de masse en ne présentant aucun conducteur entre les deux appareils.

La fibre optique oui, le S/PDIF est un protocole de transfert. Si la liaison est en coaxial, non elle ne permet pas de casser la boucle.
Et le plus important étant une liaison équipotentielle entre les appareils, supprimer la liaison de masse entre les appareils est la plus mauvaise des idées (d'où les châtaignes que tu te prends avec tes équipements).

Pour mon cas, je suis en liaison différentielle de bout en bout, donc nettement moins sujet aux problématiques de perturbations.
Là clairement, le maillon problématique c'est l'ampli et JIM a raison.
J'aimerais simplement savoir si c'est un problème de câblage interne ou si c'est intrinsèque à l'ampli ... Curieux je suis.

D'autant que, lorsque j'avais la Behringer dont la sortie n'est pas symétrique, malgré le fait que j'étais en bridgé sur l'ampli, les distos étaient "propres".
Je vais faire un essai avec une seule voie en non bridgé pour voir.
Il est possible qu'en mode bridge il ne soit pas du tout performant le bousin. De plus en bruit de fond capté par la carte son, c'est assez élevé (-55dB) ...

Bon, bah CyrilA, va falloir se dépécher
Parce que bon, un Benchmark ça coute une couille quand même

D.