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Alimentations dans appareil audio numérique/analogique



  1. #1
    Teknic

    Alimentations dans appareil audio numérique/analogique

    Bonjour à tous,

    c'est avec une certaine fierté que je vous présente ma première carte PCB fabriquée en usine.
    Il s'agit d'une interface numérique de synthétiseur. Une carte Arduino Due (SAM3X 84MHz) vient s'emboîter en dessous et fait office de micro-contrôleur pour tout l'instrument.

    Raymonde-A1-small.jpg


    Bref, jusque là tout va bien pour mon projet de synthé: j'ai une chouette interface numérique et aussi des circuits analogiques qui eux sont encore à l'état de breadboard: filtre résonant, VCA...
    Le tout sonne bien, c'est parfait pour générer des sons de basses synthétiques.

    Pour en venir à mon problème:

    Les circuits numériques sont alimentés en 9V.
    Les circuits analogiques sont aussi alimentés en 9V.

    Ces circuits sont actuellement tous alimentés par un transfo externe 9V.

    Vous me voyez venir? Même en respectant la règle des alimentations en étoile et en mettant tout les condensateurs de découplage, les circuits numériques polluent énormément le signal audio analogique.
    Cette pollution est éliminée si j' utilise 2 transformateurs distinctes, l'un pour le numérique, l'autre pour l'analogique et que l'ensemble reste relié par les masses.


    Sachant que dans l'idéal j'aimerai conserver une alimentation externe que me conseillez-vous?

    Par exemple utiliser une alimentation externe 12V et deux LM7809 pour alimenter indépendamment les circuits analogiques et numériques vous paraît-il judicieux?


    Je sais que le problème est récurrent et nécessite une certaine maîtrise de l'art... aussi merci pour vos réponses.

    -----


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  3. #2
    vincent66

    Re : Alimentations dans appareil audio numérique/analogique

    Bonsoir,
    Je n'ai pas mes loupes de lecture et ne distingue aucun condo de découplage sur les alims...?!
    Leonardo était ingénieur "sans papier", et moi diplômé juste...technicien...

  4. #3
    f6bes

    Re : Alimentations dans appareil audio numérique/analogique

    Bjr Tecknic,
    D'un coté tu as des signaux numériques ( signaux carrés et leur harmonique) et de l'autre tu as des signaux analogiques.
    La solution c'est...DECOUPLAGE à outrance ( condo et self d'arrét , ferrite, etc..) un peu partout.
    mais meem avec cela rien n'est garanti .
    Si avec deux alimentations distinctes tu résouds ton probléme, vite fait....et si tu es pressé.
    Maintenant si tu as du temps reste à expérimenter jusqu'à la bonne solution... condo et self...
    D eux 7809 , c'est à ESSAYER...tu verras bien le...résultat.
    Dans ce genre de situation, c'est jamais écrit noir sur blanc.
    Bonne journée
    "Ce fut la goutte d'eau de trop qui mit le feu aux poudres!"

  5. #4
    jiherve

    Re : Alimentations dans appareil audio numérique/analogique

    Bonjour
    en effet peu de découplage je devine deux 100nf vers les DILs , je ne vois aucun chimique.
    Donc comme déjà écrit par mon ami F6BES découplage à mort et introduction de self en serie dans les alim ,il faut plusieurs dizaines de µH pour que cela soit efficace.
    la solution des deux 7809 seuls ne servira sans doute pas à grand chose si les parasites sont HF.
    C'est tout un métier!
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  6. #5
    Teknic

    Re : Alimentations dans appareil audio numérique/analogique

    Bonsoir à tous,

    on ne voit pas les chimiques parce qu'ils sont sur la breadboard où est distribué l'alimentation.

    Sur le PCB j'ai placé 3 x100nf qui correspondent respectivement aux 3 x ULN2803 pilotant les Leds.
    Je n'ai pas mis de condo de découplage à proximité de l'écran LCD, c'est peut être une erreur.
    L'Arduino intègre ses propres condensateurs.

    En tout cas par rapport à vos conseils je retiens qu'il ne faut pas lésiner sur les condos.

    Je n'ai aucune expérience des selfs et n'en ai pas dans encore mes tiroirs.
    Si je comprends bien je dois monter les selfs afin qu'elles agissent comme des filtres, c'est ce qu'on doit aussi appeler l'anti-parasitage.

    Si je comprends toujours bien il suffit de placer ces selfs en série sur les alims analogiques et numériques. J'ai bon?
    Vous auriez des références vers lesquelles me diriger? parce que c'est un peu la jungle à première vue...

    Merci.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    f6bes

    Re : Alimentations dans appareil audio numérique/analogique

    Remoi,
    Le ..."il suffit" n'est pas forcément synonyme de ...BONS résultats !
    C'est plus des ESSAIS qui permettrons de se prémunir.
    Bonne journée
    "Ce fut la goutte d'eau de trop qui mit le feu aux poudres!"

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  10. #7
    antek

    Re : Alimentations dans appareil audio numérique/analogique

    - des condensateurs de découplage doivent être placés au plus près des circuits actifs, la lecture des préconisations fabricant est utile
    - également en entrée d'alim sur la carte
    - les petites self sont à récupérer sur des cartes, à monter éventuellement en association avec un ou des condensateurs
    - les caractéristiques des condensateurs sont importantes (chimique, céramique, . . .)

  11. #8
    Teknic

    Re : Alimentations dans appareil audio numérique/analogique

    Rebonjour à tous et merci pour vos conseils.

    Bon j'ai testé avec ce que j'avais sous la main: un transfo mural 12V de meilleure qualité, des 7809 pour réguler séparément les tensions analogiques et numériques, moult condos...

    L'amélioration est audible mais ce n'est pas encore tout à fait ça.
    Il me faut donc me procurer des selfs. Je n'ai pas particulièrement d'appareil à décortiquer sous la main pour trouver ça.

    J'ai regardé sur mes sites préférés et n'ai pas trouvé grand chose de concluant...c'est une vraie jungle, 6482 références sur Conrad! A l'aide!

    http://www.conrad.fr/ce/fr/overview/...es-inductances

    SVP Cela me serait vraiment très utile si vous pouviez m'aiguiller vers des références sur ce site ou un autre.

    Merci.
    Dernière modification par Teknic ; 24/05/2017 à 23h41.

  12. #9
    jiherve

    Re : Alimentations dans appareil audio numérique/analogique

    Bonjour,
    En pas cher et de récup la petite self cylindrique qu'il y a dans toutes les fluo compacte elle fait environ 200µH.
    ou çà : http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1...1-pcs?ref=list
    a placer en amont des 7809 (donc dans la liaison "in") avec découplage (1 à 10 µF) au ras des 7809.
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  13. #10
    Teknic

    Re : Alimentations dans appareil audio numérique/analogique

    Citation Envoyé par jiherve Voir le message
    ou çà : http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1...1-pcs?ref=list
    a placer en amont des 7809 (donc dans la liaison "in") avec découplage (1 à 10 µF) au ras des 7809.
    JR
    Merci d'avoir pris le temps de me trouver ça.
    Et bien il ne me reste plus qu'a tester.

  14. #11
    bobflux

    Re : Alimentations dans appareil audio numérique/analogique

    Salut,

    Ce sujet est à la fois simple et compliqué. J'ai l'impression que tu n'y connais pas grand chose en CEM donc... il va falloir apprendre

    Certes, il faut du découplage, et tout le monde te le dit, mais pas que ça !

    À mon avis, tu souffres de ce qu'on appelle "common impedance coupling" dont la bonne vieille boucle de masse est une des manifestations, mais pas la seule. Cela se produit lorsque les deux conditions suivantes sont remplies :

    1) Deux circuits analogiques utilisent la masse comme référence 0V. Dans ce cas, si on regarde le schéma, on s'aperçoit rapidement qu'une différence de potentiel entre les deux points "GND" est généralement recopiée directement dans la sortie, voire amplifiée.

    Bon, ouvre cette page du cours et puis tu cherches "Mise en oeuvre d'un AOP avec alim simple" ou tu cliques sur le schéma qui est donné.

    Donc tu as un ampli-op monté en inverseur, avec une seule alim. Son entrée "+" est reliée à un potentiel constant que je vais appeler Vref (c'est Vcc/2 ici). Ce qui apparaît à la sortie n'est pas seulement "-R2/R1 * Vin" mais... "Vref - R2/R1 * (Vin-Vref)" et tu comprends bien que si Vref n'est pas constant, toutes les saletés qui sont dessus arrivent direct en sortie.

    Vref est la masse si on est en alim symétrique, ou bien une masse virtuelle (ouille) si on est en mono-alim.

    2) Tout courant qui circule dans la masse va introduire une différence de potentiel le long de son parcours.

    Si le courant consommé par l'arduino, qui est variable et très bruité, passe dans la masse analogique, alors ce sera le cas, et le point 1 ci dessus te mord les fesses.

    Compris?

    Donc il faut que tu postes tes schémas et ton layout, pour qu'on voie comment tout ça est connecté ensemble.

  15. #12
    Teknic

    Re : Alimentations dans appareil audio numérique/analogique

    Bonsoir,

    il y a du nouveau depuis la dernière fois: j'ai pu me procurer des selfs, et les résultats sont corrects, avec un bien meilleur rapport signal/bruit.
    Suite à ça j'ai même pu identifier des bruits plus subtils comme ceux liés au mauvais filtrage des DAC. Donc c'est plutôt cool, merci à tous!
    Maintenant que j'ai pu juger de mes erreurs il me faut refaire les breadboards au propre, ajuster mes filtres...


    Bob, je retiens ce que tu dis à propos de la pollution de la masse. Pour les schémas analogiques il faut patienter un peu
    A noter que dans le montage actuel les masses des différents circuits sont aussi reliées en étoile.
    Mais tu as raison je n'y connais rien en CEM et ça ouvre d'ailleurs sur d'autres questions...

    Avec l'avancement du projet une autre problématique approche, celle du boîtier:

    - Le boîtier sera en aluminium anodisé.
    - l'alimentation est assurée par un transfo externe 12V 1.8 A Prise Jack 2,5mm. Pas de raccord à la terre.

    Comme mon alimentation n'est que de 12V il n'y a pas de raison de chercher à relier le boîtier à la terre.
    Mais est-ce judicieux de relier le boîtier à la masse? Tout me porte à croire que oui mais je n'en mettrais pas mon bras à couper...

    Qu'en est-il des pollutions électromagnétiques? Le confinement des cartes numériques et analogiques peut-il créer des effets indésirables?
    Dernière modification par Teknic ; 29/05/2017 à 22h33.

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  17. #13
    jiherve

    Re : Alimentations dans appareil audio numérique/analogique

    Bonjour,
    1 :le raccordement à la terre ne dépend pas de la tension mais de la qualité de l'isolation vis à vis du secteur, voir la classe du "transfo" une alimentation en fait :https://fr.wikipedia.org/wiki/Classe_de_protection.
    2: Un boitier métallique ne peut etre nocif coté CEM et oui il vaut mieux le connecter à la masse mais voir point 1 pour la sécurité
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

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