Article sur les distorsions d'intermodulation

[MickeyCam]

Bonjour,
je n'ai pas disparu, je lis, il est 1 h du matin, waffette est au pieu, elle ne supporte pas les clics du clavier.
Je réponds demain.
Michel...

[MickeyCam]

Bonjour,
Tout d'abord, petit retard dans les mesures, l'ampli de Scytales est en panne, donc c'est celui de Mahler qui passera en premier dès qu'il arrive.
Au sujet les distorsions, il semble qu'il n'y ait pas trop de rapport entre les distorsions harmoniques et celles d'intermodulation.
Sur l'article du test en tête de ce site, les essais du Quad 303 correspondent à peu près à ceux du Luxman.
Les distorsions harmoniques (THD) sont faciles à éliminer à la construction. Elles ne sont pas forcément proportionnelles à la puissance, elles grimpent en flèche dès qu'on dépasse la puissance max à cause de l'écrêtage.
Les distorsions d'intermodulation (IMD)se produisent dès que l'ampli amplifie autre chose qu'une sinusoïde.
Il suffit d'ajouter une deuxième sinusoïde pour que ça se gate. C'est dû à une non linéarité des circuits.
Pour les mesures, si on est à la puissance max sur une sinusoïde, dès qu'on ajoute une deuxième sinusoïde la P max grimpe, donc il faut réduire le niveau pour ne pas écrêter ni saturer.
Cette IMD se produit brusquement à partir d'une certaine puissance, et croît plus vite que le niveau d'entrée. Par contre curieusement elle ne croît plus au delà de la P max.
C'est ce que j'ai constaté sur du matos grand public.
Sur le Luxman, j'ai mesuré 50 W avant écrêtage, mais j'ai 235 V au secteur, peut être qu'avec 220 V et les deux canaux en marche, il fait 45 W.
L'IMD qui démarre à 28 W est brusque, mais à - 60 ou - 70 dB, c'est inaudible.
Mais - 20 dB est audible, car c'est un rapport de 100 en puissance, c.a.d. 50 W de son et 0,5 W d'indésirable. et 0,5 W s'entendent, faiblement par rapport aux 50 W mais suffisamment pour modifier le son.
10 dB = rapport de 10, 20 dB = 100, 30 dB = 1000 etc...
Les IMD ne sont pas que des harmoniques, mais des additions, des soustraction, et des harmoniques de ces opérations.
C'est encore plus important en haute fréquence, par exemple un émetteur de météo marine VHF plein d'IMD perturbe les communications sur les autres canaux (les deux modulations audibles en même temps).
Je précise que je n'ai pas de formation d'ingénieur, donc pas trop théorique, j'ai une longue pratique (45 ans) de réparation de matos Hi-Fi et vidéo grand public, pas souvent de HDG, ce n'est qu'après la retraite que je m'intéresse aux mesures plus poussées.
Donc je ne me vante pas d'être la vérité absolue.

Michel...

[ercana]

Bonjour MickeyCam,

Merci pour ta réponse. Personnellement, je n'ai pas une formation d'électronicien, mais j'ai toujours tâté du fer à souder. Cherchant à comprendre et m'interrogeant sur les courants de pensée qui sévissent particulierment en audio, j'en viens à poser des questions.
L'élimination de la THD passe traditionnellement par l'augmentation de la contre-réaction, ce qui permet à un transistor non linéaire d'amplifier linéairement. Je ne comprends pas qu'un ampli correctement construit avec peu de THD puisse avoir beaucoup d'IMD, sauf si on le pousse au delà de ses limites, si son alimentation s'effondre, si les condensateurs de découplage sont insuffisants... L'écart entre 0,18% THD et 10%IMD est impressionnant. Voila pourquoi je me demande si les mesures d'IMD sont plus discriminantes que celles de THD, sachant que les deux mettent en évidence le même défaut : la non-linéarité d'un ampli.
Je suis d'accord sur le fait que l'intermodulation est audible et détestable, ce qui n'est pas le cas de la production d'harmoniques paires qui donnent le "son tubes".

Jette un oeil sur le site de Douglas Self si tu as le temps clic ici
En particulier (désolé c'est en anglais, à coller dans outils linguistiques Google si problème):
"THD measurements, taken with the usual notch-type analyser, are of limited use in predicting the subjective impairment produced by an imperfect audio path. With music etc, intermodulation effects are demonstrably more important than the harmonics themselves. However, THD tests do have the unique advantage that inspection of the distortion residual on an oscilloscope gives an experienced observer immediate insight into the root cause of the non-linearity. Many other distortion tests exist which, though yielding very little information to the designer, exercise the whole audio bandwidth at once and correlate well with properly-conducted tests for subjective impairment by distortion."

Il dit bien que les effets d'intermodulation sont plus importants que les harmoniques.

Je précise aussi que les mesures d'IMD à 19-20 kHz sont réalisées dans un domaine où la distorsion due au slew-rate se manifeste, alors que la distorsion de slew-rate est inexistante à 1 kHz. Un tel test doit être redoutable pour un ampli à tubes.

En radio, l'intermodulation doit facilement apparaître du fait du fonctionnement typiquement non-linéaire des étages HF.

Je suis curieux de voir la suite des essais. A+

[MickeyCam]

Bonsoir,
là, j'écris depius chez waffette à Nice.
On retourne chez moi lundi, donc pas d'essais ce we. Mais j'essayerai à 19 et 20 KHz.
Quelques rares constructeurs sérieux comme Bryston publient les chiffres d'IMD.
Je lirai l'article chez moi, j'ai un traduc automatique.
Mais Grasse est à une demi-heure d'Antibes, donc je te propose de venir un jour assister aux mesures (et peut être même avec un ampli sous le bras à tester).
Michel...

[Themisto]

Ces tests d'IMD sont reservés aux amplis de puissance ?
Et pour les préamplis ?

[MickeyCam]

Bonsoir,
non, on peut faire pareil pour les préamplis.
Michel...

[Themisto]

Merci Michel.

[ercana]

J'en ai monté une à l'aide de résistances couche épaisse Vishay RCH25 47ohm non inductives : 6 résistances en // donnent 7,83ohm exactement. Ce ne sont pas des TO220 qui sont plus chères.
Pour 2 voies, 2 jeux de résistances dans un coffret dissipateur Selectronic réf 10.7052 avec ailettes incorporées.
Les résistances valent environ 4EUR/pièce et le coffret 45EUR : environ 93EUR TTC pour la charge 2 x 150W non inductive à l'abri des surcharges.
A 2 x 100W continus, la température finale est impressionnante au bout de quelques dizaines de min mais ça tient.

Les résistances 100W 8,2ohm boîtier alu inductives sont chez Conrad à 11,90EUR/pièce. Digikey a du Vishay 8,0ohm 50W boîtier alu inductif à 3,57EUR HT/pièce. Radiospares a du Vishay RCH25 réf 225-2641 33ohm 25W non inductif à 2,51EUR HT/pièce : 4 en // donnent 8,25ohm 100W. Le radiateur reste recommandé dans tous les cas pour travailler en continu.

Voila des pistes pour ceux qui veulent tester les amplis à pleine puissance dans la sérénité.

A+

[ercana]

Pour des précisions techniques, voir le site de francisbr, en particulier la page http://francis.audio.monsite.wanadoo.fr/page4.html (quelques liens sont morts ; la thèse de Cheever qui compare distorsion et écoute de Cary CAD-300SEI single ended au Bryston 3B-ST est ici : http://www.tubesville.com/cheever_thesis.pdf).

[MickeyCam]

Bonjour,
Des nouvelles du front :
L'ampli de Scytales en panne est reparti chez Cabasse
L'ampli de Mahler est arrivé ce matin, mesures la semaine prochaine (je pars à la neige cet après midi)
Ercana (voisin) doit venir pour faire des mesures de son préampli (si je n'ai pas confondu) dès qu'on trouve des horaires communs
A suivre...
Michel...

[Mahler]

cool les résistances de puissances sont en transit chez conrad.

[MickeyCam]

Bonjour,
J'ai fait quelques mesures sur le Rotel de Mahler, pas pratique car il n'y a aucune borne des HP à la masse, j'ai du faire des cordons secteurs pour l'oscillo et l'analyseur en retirant la terre pour ne pas faire de court-circuit.
Le compte rendu complet sera fait dès que j'aurai les résistances de puissance pour mesurer à 250 W.
Pour le moment, quelques curiosités. Puissance à zéro, une fréquence à 470 KHz sur les sorties HP, probablement due à l'alim à découpage.
Mais dès qu'on fait travailler l'ampli à 100 W avec deux fréquences, cette fréquence devient un spectre large qui va de 300 KHz à 500 HKz.
Cette HF vers 470 KHz perturbe les mesures et me donne un rapport signal/bruit lamentable de 35 dB. En mettant le filtre passe-bas de 30 KHz sur le banc de mesure, ça améliore bien le résultat.
Il semble meilleur en IMD qu'en THD, c'est assez paradoxal. Avec 1 KHz, il y a juste une harmonique deux à 2 KHz de - 50 dB, ce qui fait 0,3 % de THD.
Sur le test IMD 7 KHz + 150 Hz, c'est mieux, environ - 70 dB ce qui fait 0,03 %.
La suite plus complète un peu plus tard.

Par ailleurs, on vient de me donner à vérifier un ampli NAD 3020A de deux fois 20 W des années 80, en cherchant sur gogol, j'ai trouvé des superlatifs dithyrambiques comme d'habitude.
Construction lambda, petit transfo alim quelconque, composants quelconques, trs de sortie 2N3055 basiques. Du même style que n'importe quel Akai ou autres, pas mauvais, mais quelconques, comme j'en ai réparé des tas dans ma carrière.
D'après des commentaires, transfo sur-dimensionné (faux), grand radiateur (petit), composants de qualité (quelconques)...
A 20 W de sortie, THD de 1 % , au delà ça grimpe très vite.
A 20 W IMD catastrophique, raies à - 20 dB (10 %).

A suivre...
Michel...

[Mahler]

35db c'est pas bcp !

[niouborn]

Bonjour,
J'ai fait quelques mesures sur le Rotel de Mahler, pas pratique car il n'y a aucune borne des HP à la masse, j'ai du faire des cordons secteurs pour l'oscillo et l'analyseur en retirant la terre pour ne pas faire de court-circuit.
Le compte rendu complet sera fait dès que j'aurai les résistances de puissance pour mesurer à 250 W.
Pour le moment, quelques curiosités. Puissance à zéro, une fréquence à 470 KHz sur les sorties HP, probablement due à l'alim à découpage.
Mais dès qu'on fait travailler l'ampli à 100 W avec deux fréquences, cette fréquence devient un spectre large qui va de 300 KHz à 500 HKz.
Cette HF vers 470 KHz perturbe les mesures et me donne un rapport signal/bruit lamentable de 35 dB. En mettant le filtre passe-bas de 30 KHz sur le banc de mesure, ça améliore bien le résultat.
Il semble meilleur en IMD qu'en THD, c'est assez paradoxal. Avec 1 KHz, il y a juste une harmonique deux à 2 KHz de - 50 dB, ce qui fait 0,3 % de THD.
Sur le test IMD 7 KHz + 150 Hz, c'est mieux, environ - 70 dB ce qui fait 0,03 %.
La suite plus complète un peu plus tard.

Le 470 KHz ne provient-il pas de l'ampli lui-même qui serait à découpage ?
J'ai du Gemincore en classe D qui oscille à 500 KHz et génère un QRM jusqu'à 150 MHz.Ca fait un superbe géné de peigne tous les 500 KHz et accessoirement ça permet d'écouter en FM le son de la chaîne sur le déca ou le VHF

[MickeyCam]

Bonsoir,
Effectivement, je ne m'étais jamais intéressé à la classe D, ça doit être ça.
ET les câbles HP, ça fait une belle antenne, bonjour le rayonnement de parasites. Je vérifierai ça avec l'autre analyseur de spectre qui va de 25 KHz à 3 GHz, le HP s'arrête à 40 MHz.
D'ailleurs sur les specs de l'ampli, il est précisé "filtre 20 KHz" pour les mesures, donc il y a bien du caca au delà.
Sur l'oscillo, ça se voit bien, c'est superposé au signal.
Voilà ce qui est dit chez Rotel pour le RB-1572 :
* Puissance disponible : 2 x 250 watts (20 Hz-20 kHz, < 0,03 %, 8 ohms)
* Watts / Canal : 250 watts, tous les canaux en service, avec filtre 20 kHz, charge 8 ohms, 20-20 kHz, DHT 0,03 %
* DHT (20-20 000 Hz) 8 ohms, tous les canaux en service : < 0,03 %
* Distorsion d’intermodulation : < 0,03 %
* Facteur d’amortissement (8 ohms) : 400
* Gain : 27,1 dB
* Sensibilité entrée / Impédance : 1,5 V / 8,3 kohms
* Réponse en fréquence (+ / -1 dB) : 10 – 80 kHz (+ 3 dB)
* Rapport S/B : 109 dB
Je mesurerai la THD et le rapport signal/bruit avec le filtre 30 KHz (j'ai 30 KHz, 80 KHz et filtre "A" , une norme inventée par les allemands pour favoriser le matos grand public).
Mahler, ne t'inquiète pas, avec le filtre c'est mieux !
Touts leurs mesures sont faites entre 20 Hz et 20 HKz, sauf la bande passante (+ / - 1 dB, oui mais + 3 dB ? qu'est ce que ça veut dire ? ).
Avec 1,5 V à l'entrée j'ai juste 100 W sous 8 ohms.
Par contre ils indiquent consommation 280 W, impossible, même avec un rendement théorique parfait de 100 %, ça ferait 500 W.
A suivre...
Michel...