Mini Ampli Class AB avec serveur musical

J’avais un kit d’amplis LM3886 de BrianGt et un SMPS 300 de Connex  de +/- 24 VDC  qui dormaient sur une tablette. J’avais aussi un petit Hat DAC AK4493 en back-up et un raspberry Pi 3B+. Je me dis qu’est-ce que je peux faire avec ça?
Et bien un autre « tout-en-un «  portatif mais un class AB cette fois qui permet de faire encore plus petit.

Donc voici le contenu:
-Raspberry Pi 3B+ ( incluant WIFI intégré )
- DAC AK4493 format HAT pour le Pi
- 2 boards amplificateur avec LM3886 ( communément appelé Gainclone)
- 120VAC/5 VDC Psu pour le Raspberry Pi et DAC
- SMPS +/- 24VDV pour alimenter les boards d’ampli
- potentiomètre Alps Blue Velvet avec télécommande à distance pour le volume
- clefs de mémoire USB  avec musique un format FLAC directement sur le RPI
-extension externe pour clef USB ( pour ajout sans ouvrir le boîtier)
- thermal switch a 55C  pour couper l’alimentation
-thermal switch a 50C pour démarrer un petit fan ( pas installé pour le moment)

Il n’y a que le boîtier qui sert de heatsink mais comme c’est un class AB de 20W rms par canal ça semble suffisant. Le lm3886 a un faible courant de bias. Je n’ai pas encore essayé dehors à +32C et  à volume plus élevé alors il se peut que j’aille à installer un petit fan....a confirmer au mois de juillet.

Je contrôle les choix de pièces avec mon IPad mais la musique  réside localement sur les clefs USB. Mais on peut aussi streamer avec .Volumio installé pour jouer de la musique.

Je n’ai pas encore percé  le trou sur la façade pour y installer le senseur de télécommande de volume.

Le positionnement des fils entre le pot et les amplis est très critique dans un boîtier si condensé  sinon un hum important est entendu. Un déplacement de 2 cm et c’est la catastrophe. ...











Fab

Salut Fab,

Encore une fois de la magie! Je sais pas comment tu fais pout tout faire entrer dans un si petit boitier, mais tu y arrives très bien! Bravo!

Do

Merci Do.
J’avais un souci que je n’avais pas indiqué car je croyais pouvoir le régler mais après une longue investigation sur la cause des burst de bruit intermittent j’en suis venu après élimination à identifier que c’était dû au module wifi et que le board de LM3886 n’est pas immunisé contre ça étant donné la proximité. En fait, j’ai fait une corrélation avec l’utilisation en cours du wifi (lumière active sur module wifi externe coïncidant avec les burst de bruit...).  Je me souviens maintenant d’avoir déjà eu ce problème il y a plusieurs années avec un autre serveur musical que j’avais fait pour un ami. J’avais dû installer le module wifi à l’extérieur du boîtier .... dans le cas de mon serveur ça ne semble pas suffisant.
Le LM3886 est un chipamp avec beaucoup de feedback global et est donc plus propice à avoir ce genre de problème que je n’ai pas eu avec mes autres serveurs musical à base de USSA.
Pour cette raison, je vais abandonner le LM3886 et faire mon propre cirçuit d’amplification petit format avec peu de feedback global. Pour aller plus vite, j’ai pensé utiliser des pcb de préamplificateur AMB a20 mais avec adaptation pour le transformer en Power amp.
De toute façon, le LM3886 n’est pas mauvais mais pour le sound stage ça ne vaut pas un ampli de topologie Cuurent Feedback

Voici mon idée .



Fab

Salut Fab,

C'est complètement fou de voir combien de stock tu peut mettre dans un si petit boitier, je n'en reviens pas.
Félicitation pour ton travail de précision,

A+ Pierre

Salut Sloop
Merci !
Par contre, utiliser la pcb de preamp de AMB se révèle un bon défis   pour se positionner au bin endroit. Il faut je monte les transistors de sortie à l’envers car le pin out est différent de celui du pcb devant recevoir un autre type. Ma sortie darlington Sanken est essentielle pour avoir assez de gain en courant pour un petit ampli de puissance.

C’est assez congestionné aussi ce pcb incluant des adaptations nécessaires....





A suivre....
Fabien

Salut Fab,

Quelle puissance penses-tu obtenir avec ce petit ampli?

Do

Salut Do
Désolé du retard pour la réponse. Avec le PSU de +/-24VDC ça donne environ 25Wrms/8 ohms.

P.S. pour limiter la chaleur au boîtier , j’ai réduis au 2/3 environ le voltage maximal du signal pour ne pas dépasser 15W rms par canal.  Pour un ampli de patio ou de chalet c’est bien suffisant. L’avantage aussi est qu’il ne pourra pas saturer à haut volume

Fab

Bon j’ai des nouvelles. J’ai dû abandonner le board AMB car plusieurs modifications sur un board trop compact....

J’ai donc décidé de faire un autre ampli très simple avec un proto board pour valider le concept qu’un ampli à faible taux de feedback est moins sensible aux bruits hautes fréquences environnantes ( le wifi d’y raspberry Pi est à moins de 2 pouces des pcb d’amplification dans un boîtier si petit...).

Tout d’abord, j’ai retiré les Gainclone :



Ça ressemble à un USSA-3B mais avec transistors de sortie en boîtier to-220 en raison de l’espace limitée...Voici quelques photos :




Fab

Photos du boîtier intégrant les 2 canaux du nouvel ampli:



J’ai aussi ajouter une protection DC pour haut-parleurs:


Fab

Le taux de distorsion harmonique est relativement élevé car çe schema d’ampli est plus pour un class A qui a moins besoin de contre-reaction globale pour un faible taux de distorsion. Donc, je ne suis pas surpris d’obtenir 0.2% de THD à 1KHz. Le damping factor est d’environ 15 comme le USSA-1. J’ai remarqué qu’avec des petits haut-parleurs, un damping plus bas donne plus de corps et substances à la musique.

J’ai validé que plus de burst du tout et bien silencieux  

Et chose surprenante (malgré la THD élevée ) est que lors de la première écoute aujourd’hui sur mes haut-parleurs de patio ça sonnait très bien ...
En fait, c’est même musical



Je pensais faire un autre circuit d’amplification avec moins de THD mais peut-être que je vais le laisser comme ça finalement  

Fab

Encore une fois Fab, chapeau! Assez incroyable tout ce que tu fais entrer dans ces boitiers!

Do

Merci Do
Pour l’extérieur c’est assez bon mais je constate que sur mon système intérieur la THD élevée est plus apparente. Je vais peut-être regarder pour un autre circuit plus performant en classe AB mais aussi petit si je veux que çe tout-en-un soit plus polyvalent et pas juste pour des hauts-parleurs à l’extérieur....

Fab

Je crois en toi!

Merci Do.

Bon, j’ai testé un  autre chipamp, i.e.., le LM1875 car il a 25dB moins de gain que le LM3886 en boucle ouverte donc devrait être moins sensible en théorie aux EMI....
Dans les faits il donne aussi des burst de bruit correspondant aux communications wifi générées par le raspberry Pi...

J’ai donc remis mon circuit type USSA précédent car ça joue très bien sur des hps extérieurs à rendement de >90dB et jusqu’à puissance moyenne. Dans mon test précédent, j’ai testé à volume élevé sur des speakers 87dB plus gourmand en puissance. Je vais voir si je veux revenir plus tard pour améliorer la qualité à puissance élevée. En lassant, la raison de la THD élevée est que le circuit est destiné pour un  courant de bias de classA et non pour un courant de bias de class AB.  Je peux changer la sortie pour un Classic AB plus typique requérant moins de bias mais mon pcb prototype sera trop dur à retravailler....il faudrait que j’me monte 2 autres circuits....aussi, le sound stage et séparation des instruments ne seraient pas aussi débile que sur ma topologie class A...

En attendant, j’ai aussi ajouté le détecteur pour la télécommande de volume à distance.



J’ai aussi ajouté un petit fan a l’intérieur pour aider le raspberry Pi car le processeur tournait au ralenti par la température interne du boîtier élevée. L’interface  Volumio est plus rapide depuis l’installation du fan.

Fab

Salut Fab,

As-tu aimé le LM1875?J'en ai écouté un il doit y avoir plus de dix ans et je ne me souviens pas comment ça sonnait...

A+
Do

Slut Fo
En fait, je ne l’ai pas écouté car juste testé pour les burst de bruit et sans musique sur un canal. J’ai un autre ampli LM1875 (mais pas un tout-en-un) que je peux te prêter si tu veux. La sonorité est bonne si on prends en compte que c’est un chipamp....

Fab