Une jeune bassiste m’a demandé s’il était possible de fabriquer un ampli basse minimaliste pour s’exercer en appartement, l’ensemble ne devant pas dépasser une trentaine de centimètres. C’est possible ! Comme il est aussi adapté à une petite chambre d’étudiant, ce sera un « Campus » version basse. Il existe des haut-parleurs basse de 8 pouces — pas très courant, certes — mais j’ai préféré un modèle de 10″ pour avoir un rendu minimum des graves, ce qui est la moindre des choses pour un ampli basse.
Cahier des Charges
Le défi est de faire à moindre coût mais sans négliger la qualité. Aucune option si ce n’est la sortie casque, toujours utile dans un appartement quand on s’exerce seul.
Ayant déjà fabriqué de nombreux amplis pour guitare ou pour systèmes audio domestiques, je compte m’appuyer sur cette expérience pour en retenir les meilleurs éléments et éliminer ce qui est de moindre qualité.
– Matériau :
Pour le coffret, ce sera du pin, économique et facile à trouver dans les magasins de bricolage sous forme de tablette de (18 x 400 x 2000) mm sapin. J’aurais pu opter pour les panneaux d’aggloméré ou de médium (MDF) mais ces choix auraient nécessité un travail de finition plus important, en le recouvrant d’un matériau adéquat. je me contenterai de lasurer le bois.
– Préampli :
Je suis parti d’un schéma de correcteur de tonalité 3 bandes adapté à la basse — pas facile à trouver ! — et j’y ai simplement ajouté un étage de sortie qui amplifie un peu le signal avant d’attaquer l’amplificateur.
– Ampli :
On trouve sur Internet, pour un prix dérisoire, des modules à base de TDA 7294, utilisant pratiquement le même schéma que celui proposé par le fabricant. J’ai donc opté pour ce choix, pour des raisons économiques. Ce module est donné pour 100 watts, mais nous allons voir dans la suite comment limiter cette puissance, tout à fait excessive pour un petit appartement.
– Haut-parleur :
Pour un encombrement réduit sans perdre la qualité du son et la pêche, je recherche un haut-parleur spécial basse, de 10 pouces. J’ai trouvé d’occasion un modèle 4Ω – 60W qui devrait faire l’affaire.
Caractéristiques générales de l'ampli basse
- puissance : 40 W RMS maximum
- une entrée guitare basse sur jack 6,35mm.
- réglages minimal : grave / medium / aigu / volume
- sortie casque sur jack 6,35 mm avec coupure du HP.
- alimentation par transfo torique 230v/2x15v, 50VA.
- Protections :
- sécurité thermique et électrique intégrées au TDA7293/7294
- un fusible sur le 230v (primaire du transfo).
- Coffret en pin 18mm
- 8 coins de protection.
- grille métallique pour le haut-parleur.
- couvercle amovible par 2 vis.
- dimensions hors-tout (l x h x p) : 352 x 352 x 220) mm.
- poignée de transport.
Fabriquer cet ampli basse, ça vous tente ?
C’est parti !
La section qui suit vous permettra de fabriquer cet ampli pour guitare basse de A à Z,
en mettant à votre disposition :
- Tous les schémas électroniques, avec les valeurs de chaque composant. ;
- les dessins d’implantation des composants de chaque module ;
- les masques de tous les circuits imprimés (typons) ;
- Les explications pour chaque module ;
- les méthodes de fabrication tant pour la partie ébénisterie que la partie électronique.
- NB : La fabrication des circuits imprimés est très facile et moins coûteuse qu’on pourrait le croire !
1. Les schémas électroniques
1. Le préampli
Ce qui fait qu’un ampli de guitare est un ampli de basse, c’est seulement deux éléments : l’un au tout début de la chaîne du signal : le préampli (et son correcteur de tonalité) et l’autre à la fin : le haut-parleur.
Voici donc un préampli spécial guitare basse. Ce schéma a été obtenu à partir d’un classique préampli pour guitare, en modifiant certaines valeurs de composants pour que les réglages agissent plus bas sur le spectre audio. Lien vers le dossier concernant ce préampli.
Modifications et améliorations
On remarque que ce schéma d’origine fournit un gain unitaire, donc aucune amplification. Il s’agit donc plus d’un adaptateur d’impédance avec correcteur 3 bandes que d’un préampli. J’y ai donc ajouté un étage de sortie, permettant une amplification jusqu’à 5 environ, soit un gain aux alentours de 15 dB. On pourra adapter cette valeur, selon la sensibilité de l’amplificateur qui suivra, en veillant à ne pas saturer le signal avant d’attaquer cet ampli. Il faut jouer pour cela sur le rapport R11/R10 simplement en tournant la résistance ajustable R11.
Les amplificateurs opérationnels utilisés passant de 2 à 3, j’ai choisi d’utiliser un TL074, qui en contient 4 et qui est bien adapté à l’audio.
2. L’alimentation du préampli
D’autre part, le schéma d’origine est conçu pour fonctionner à partir d’une pile 9v. On a donc à faire à une tension asymétrique. Ce ne sera pas le cas ici, puisqu’on dispose d’une alimentation ±22v après redressement et filtrage du module ampli. J’ai donc choisi d’abaisser ces tensions à ±15v avec un régulateur 7815 pour le positif et son frère jumeau symétrique 7915 pour le négatif. Un ensemble de condensateurs en amont et en aval de chacun des cas composants permet d’obtenir la tension symétrique stable désirée. [définitif]: les essais avec cette configuration donnaient un peu de ronflette. J’ai amélioré en prélevant la tension non-plus sur l’alimentation de l’ampli, mais en amont, sur les enroulements secondaires, ce qui a nécessité un redressement par pont de diodes, et j’ai même ajouté un condensateur sur chacune des diodes pour limiter le bruit de commutation.
3. L’amplificateur
Ce schéma utilisé par le fabricant du module est pratiquement le même que celui donné par le constructeur du TDA 7293.
le TDA7293 est donné pour une puissance maxi de 100 W, ce qui est énorme par rapport au besoin ici. Mais qui peut le plus peut le moins, et j’ai constaté que la dynamique reste très performante même à faible volume. J’ai donc choisi de limiter la puissance fournie à environ 40W maximum. Pour cela, j’ai réduit la tension d’alimentation à ±22 Veff au lieu des ±40 V possibles, en choisissant un transfo de 2 x 15 v au lieu des 2 x 22 v de l’ampli précédent. Ceci a pour effet de limiter considérablement la puissance fournie, qui reste largement suffisante pour cet ampli.
Amélioration :
Augmentation du retard
Pour le retard à la mise sous tension, j’ai souhaité allonger le délai d’apparition du son. En consultant les données du constructeur, j’ai augmenté les valeurs de C3 et C4 de 10µF à 100µF (Figure 17 ci-dessous). cette modification devrait faire passer la constante de temps de la cellule R5-R6-C3 de 0,4 seconde à 4 secondes.
Le résultat n’étant pas significatif, j’ai remarqué sur le chronogramme suivant que le déclenchement du « mute » et du « stand-by » se faisait aux alentours de 5v (Figure 16).
Or dans mon montage, Vmute est à 22v, ce qui signifie que les 4 secondes sont le temps qu’il faut pour atteindre 63% de 22v (soit 13,6v). On atteint donc les 5v très rapidement dès le début de la charge.
Donc en référençant par rapport à 7v au lieu de 22v, le temps de 4 secondes est à présent le temps pour atteindre 63% de 7v, soit 4,3v. C’est justement ce que je cherche.
J’ai donc ajouté une diode Zener de 6,8v pour y relier Vmute , ce qui permet un allongement très significatif du délai d’apparition, et qui en plus le rend plus progressif.
Cette modification apparaît en rouge dans le schéma suivant. Elle nécessite de supprimer des liaisons sur le circuit de l’ampli, pour y intégrer la diode Zener et sa résistance de tirage.
J’ai dû pour cela fabriquer un petit circuit imprimé dédié, que l’on aperçoit sur les dessins qui suivent.
4. L’alimentation de l’ampli
L’alimentation de puissance est déjà installée sur le module amplificateur. Elle se limite à un pont redresseur et deux condensateurs chimiques de 2200 µF, ce qui est un minimum.
Concernant le transformateur :
Mon choix se porte sur un modèle torique, bien adapté à l’audio. Ce sera un 50 VA, ce qui interdira le dépassement de la puissance 50W dans le pire des cas, pour protéger le haut-parleur 60W. En limitant également la tension de sortie à 2x15v, on renforce à coup sûr les excès de puissance.
5. L’atténuateur de signal (prise casque)
La prise Jack de sortie casque est un modèle stéréo 6,35 mm pour circuit imprimé, qui comporte une coupure sur chacune des trois broches.
L’atténuation se fait par un pont de résistances de puissance. On a ici un rapport de 1 à 10 (atténuation d’environ 10dB), on peut prévoir plus si on craint pour ses oreilles mais en principe c’est bon en jouant sur le volume de sortie de l’ampli.
Quand aucun casque n’est branché, l’interrupteur A-A’ est fermé. Le signal venant de l’ampli est dirigé vers le haut-parleur et vers l’atténuateur. L’impédance du haut-parleur (4 Ω) est négligeable devant celle de l’atténuateur (environ 400 Ω), il n’y aura donc aucune incidence sur le signal.
Quand on branche le casque, l’interrupteur A-A’ s’ouvre, le haut-parleur est déconnecté de la masse. Le signal passe alors par l’atténuateur avant d’arriver au casque.
Il est nécessaire d’utiliser un jack femelle stéréo même si le signal est mono, pour répartir le son dans les 2 oreilles (et aussi pour ne pas provoquer un court-circuit vers la masse lorsqu’on introduit le jack stéréo du casque !).
Ce montage additionnel sera intégré directement au circuit imprimé.
2. Les circuits imprimés
Fabrication des circuits imprimés
C’est très facile et moins coûteux qu’on pourrait le croire ! Voir pour cela mon article sur le processus de fabrication de mes circuits imprimés de manière très artisanale, à faible coût mais très efficace !)
1. Le préampli et son alimentation
Le circuit imprimé regroupe tous les éléments de l’ensemble, sauf l’amplificacteur et son alimentation.
L’entrée se fait sur la prise Jack de gauche. Au repos, l’entrée est à la masse grâce à l’interrupteur du jack qui est fermé. Celui-ci s’ouvre et déconnecte l’entrée de la masse lorsqu’on branche le cordon de la basse.
Le jack d’entrée est également utilisé pour la fonction Mute. Le contact central du jack est relié à Vmute par un fil, donc l’ampli est silencieux tant qu’aucun instrument n’est branché. Ce contact s’ouvre lors de l’introduction du cordon jack, ce qui a pour effet de charger progressivement les condensateurs C3 et C4, mettant en service le son de l’ampli. Voir textes précédents.
L’alimentation est constituée des régulateurs et de quelques condensateurs. Les condensateurs de 100nF en parallèle sur les chimiques de 4700 µF sont soudés directement aux bornes de ces derniers, côté cuivre.
On trouve ensuite la partie adaptation d’impédance et correction grave-medium-aigu, et la prise casque avec son atténuateur commuté. De ce fait, on branchera le haut-parleur et la sortie de l’ampli sur cette platine principale, ce qui simplifie grandement les câblages.
2. L’ampli et son alimentation
Pas de remarque particulière puisqu’il s’agit d’un circuit déjà monté.
3. Le câblage et les tests
Tous les éléments étant rassemblés, il reste à les tester et faire les premiers essais.
- Test des liaisons sur le circuit imprimé principal : continuité et observation visuelle des pistes de cuivre.
- Mise sous tension du module ampli. Pas d’odeur, pas de bruit, pas d’échauffement particulier, on continue !
- On peut brancher un HP de test en sortie et constater l’absence de bruit.
- Mesure de la tension d’alimentation : + 22 v et -22 v, mesurées en parallèle sur les condensateurs de filtrage 2200 µF.
- On peut maintenant brancher le préampli à l’alimentation. Il faut au préalable enlever le TL074 pour éviter les mauvaises surprises.
- Mesure des tensions aux différents points : particulièrement les broches 4 et 11 du support de circuit intégré 14 broches qui reçoivent bien + 15 v et – 15 v.
- branchement du câble audio (blindé) de la sortie du préampli à l’entrée de l’ampli ; mise en place du TL074 (dans le bon sens !) sur son support.
- Mise sour tension : le haut-parleur de test n’émet pas de son parasite, on entend juste un léger souffle. La manipulation des potentiomètres amène quelques légères modifications audibles.
- Branchement d’une guitare dans son jack, et test à l’oreille des différents sons en fonction des réglages des potentiomètres.
- test de la prise casque, il y a bien coupure du haut-parleur et le volume sonore dans le casque est correct.
- Si tout est OK, on peut passer à la fabrication du coffret !
3. L'ébénisterie
La fabrication de l’ébénisterie de cet ampli est une étape particulière, très différente de la partie électronique, mais déterminante pour l’aspect final. Il s’agit de rassembler les différents circuits et éléments qui constituent l’ensemble, en tenant compte de l’esthétique que l’on souhaite obtenir. Il est possible de réaliser le coffret dans divers matériaux, comme le contreplaqué, l’aggloméré ou le MDF, en prévoyant une finition de peinture, de lasure, ou avec un revêtement en simili-cuir ou autre.
En ce qui me concerne, je préfère le bois massif et une finition lasurée.
Le processus de fabrication est le même que pour mes amplis précédents, vous pouvez les consulter en suivant ce lien.
