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1. Equipement de réparation hors test :

- Fer à souder JBC, et Ewig

- Station à air chaud et soudage Yihua 898D

- Lampe loupe Philips

- Outillage Facom, Black et Decker, Stanley

Remarques générales : il est important de bien choisir ses outils. Acheter du matériel pas cher revient en fait souvent très cher car il ne dure pas et doit être remplacé, ou alors ses performances sont tellement mauvaises qu'il est inutilisable, ou encore il n'y a pas de SAV et donc pas de pièces détachées.

On peut trouver du bon fer en JBC, Antex, ERSA. Il n'est pas obligatoire d'avoir un fer thermorégulé, il est très rare d'avoir à modifier la température de la panne. Se méfier des équipements très anciens (chez Weller en particulier) pour lesquels il n'y a plus de pannes de dispo !

Les stations de soudage chinoises sont de très piètre qualité et quand elles tombent en panne c'est irréparable. La Yihua 898 D est vraiment pas terrible (les pannes sont de mauvaise qualité), mais ça suffit quand on dépanne peu de CMS.

 

 

2. Equipement de test en réparation :

- Multimètre Wawetek 35XL

- Multimètre Metrix 32S

- Testeur multicomposants "Transistor tester"

- Hioki 3532 (n'est plus à l'atelier)

- Oscilloscope Metrix 720

- Oscilloscope Picotec 4262

- Oscilloscope Metrix 8042

- Oscilloscope Tektronix 2445

- GBF Hewlett Packard 3252A

- GBF Marconi TF2005 (n'est plus à l'atelier)

- Alimentations Sodilec SDD2006, SDRC 0,2.120

- Alimentation TTi EX354T

- Alimentation Française d'Instrumentation P530N

 

 

2.1 Les multimètres :

Ce ne sont pas les fonctions proposées par un multimètre qui comptent, c'est sa précision, et c'est ça qui coûte cher.

Il faut oublier complètement les multimètres à bas coût sur Internet et chercher la bonne occas (le Metrix 32S a été trouvé à un coût très faible).

Les multimètres analogiques restent dans certains cas bien utiles (tensions très faibles, variations dans le temps très brèves, nécessité d'une impédance d'entrée très élevée).

 

2.2 Les testeurs de composants :

2.2.1 Testeurs multicomposants à bas coût :

On trouve aujourd'hui pour une dizaine d'euros des petits appareils qui permettent de tester et d'identifier nombre de composants : transistors bipolaires, MOSFET, FET, diode, condo, self...

Leur utilité est tout à fait remarquable pour faire du dégrossissage, du tri de composants... Restent qu'ils sont aussi en fait assez imprécis, et peuvent faire de faux diagnostics.

2.2.1.1 Imprécision :

L'ESR est donné à une fréquence non connue, le test des self est fait également à une fréquence non connue. On ne peut pas faire varier la fréquence de test... Pour vraiment bien tester de la self ou du condensateur il faut du LCR-meter, comme le Hioki 3532, lequel a été trouvé sur une brocante pour 15 euros !

2.2.1.2 Faux résultat :

Sur les semi-conducteurs, il arrive que le testeur voit le composant comme bon alors qu'il est HS. Exemple en images :

Le transistor est vu comme OK

 

Même transistor testé au testeur de composant intégré à l'oscillo OX720... Il est en fait HS !

 

2.3 Les LCR-meter :

Un bon LCR-meter est très très cher.L'Hioki à 15 euros a été une trouvaille absolument incroyable !

Tout test sérieux de condensateur, de mesure de filtre, etc., ne peut se faire qu'avec des appareils de très bonne qualité, sinon on obtient des résultats imprécis et douteux.

 

2.4 Les oscilloscopes numériques et analogiques :

2.4.1 Remarque :

Il ne sera question ici que des vrais oscillo numériques et pas des machin faits à base de carte son et d'un logiciel plus ou moins gratuit (arta, winscope ou autre) péché sur le net. Ce qui coûtent cher dans un oscillo numérique c'est le convertisseur et l'étalonnage. Les cartes son ne sont pas de bonnes cartes d'acquisition : elles ne passent pas le continu, elles sont des BP tout sauf plates, et les DHT sont énormes dès qu'on sort de 100-1000 Hz. Très souvent la répétabilité des mesure est mauvaise : on ne retrouve pas le même résultat en utilisant la même chaîne de mesure sur le même montage, enfin l'étalonnage est inexistant. Si les bonnes cartes d'acquisition (NI, Elexis, Honeywell, MCCDAQ coûtent cher c'est pas pour rien !).

La remarque reste valable pour tout ce qui est fait à base de PIC ou Arduino ou Rasperry, les CAN intégrés dans ces puces sont de faible qualité, ça va bien pour faire un suivi de température extérieure, mais certainement pas pour faire de la FFT sur des fréquences un peu élevées ou de l'acquisition de signaux brefs.

2.4.2 Les oscilloscopes numériques :

Un bon oscilloscope numérique est très cher du Agilent/Keysight du Tektro récent c'est 2500 euros (2019). On peut trouver moins cher en ayant recours à des oscillo sur PC (Picotech par exemple).

Les point capitaux sont la qualité d'affichage et la qualité du CAN, il faut travailler en 16 bits, ou 32 bits émulés, au minimum ! Si on veut éviter la pixelisation, il faut absolument avoir un écran de très grande résolution.

Le gros avantages de ces appareils tient dans l'interfaçage facile avec l'informatique (et donc le stockage d'images), la possibilité de réaliser des opérations d'analyse du signal complexes (FFT, BP...), la présence de nombreuses fonctions intégrées : F, T, VRMS, VCàC, utilisation de curseurs...

Les oscilloscopes numériques anciens (avant 1995) ne sont pas terribles : très lents, utilisation difficile... A partir de 1995-2000 on va avoir au contraire de bon appareils, et lorsque l'USB apparaît l'interfaçage avec l'informatique sera enfin simple et rapide.

Reste qu'un oscilloscope numérique autonome est aujourd'hui, pour l'amateur et le dépannage en atelier une aberration : il vaut bien mieux utiliser des oscilloscopes basés sur PC, avec un bon logiciel, l'investissement sera avant tout porté sur le convertisseur, l'étalonnage et le logiciel, la partie calcul, affichage étant laissée au PC, lesquels aujourd'hui ont des rapports puissance/prix extraordinaires.

2.4.3 Le cas du Metrix 8042 :

C'est un oscilloscope numérique assez particulier puisqu'il utilise un écran cathodique, on a donc aucune pixelisation, il est mixte : analogique et numérique et surtout il a une fonction : entrée différentielle (autrement dit entrées complètement flottantes, sans aucune liaison à la terre), ce qui permet de faire du dépannage sur des équipements directement sur le secteur sans transfo d'isolement (alim à découpage par exemple). Ses fonctions en mode numérique ne sont pas formidables, mais peuvent parfois servir.

2.4.4 Le cas du Picoscope 4262 :

C'est un très bon appareil, qui illustre bien les avantages indiqués ci-dessus des oscillo sur PC.

Il est d'emploi extrêmement simple, possède de très nombreuses possibilités de mesure, il intègre un générateur de fonction (qui est un peu limité). Les captures d'images se font facilement et peuvent ensuite être retravaillées facilement.

En fait il sert avant tout d'instrument de mesure et non pas de dépannage/test.

2.4.3 Les oscilloscopes analogiques :

On trouve aujourd'hui à des prix très bas en occasion d'excellents appareils (Philips, Tektro, HP, Metrix, Hameg, Schlumberger, LeCroy).

Il faut faire attention à la disponibilité des pièces (éviter les modèles rares pour lesquels il sera difficile de trouver des pièces détachées).

Il sont indispensables en électronique analogique. Certains de ces appareils intègrent une fonction test de composants qui est très puissante et utile en dépannage.

Le Metrix 720 possède cette fonction, c'est un appareil très solide (celui actuellement utilisé a été acheté en 1988 (!)), assez facile à dépanner et d'un usage très simple, les pièces sont faciles à trouver.

 

2.5 Les GBF (Générateurs Basse Fréquence) :

Le principal GBF utilisé est un HP 3252, c'est un excellent appareil : très solide, très très précis et stable, facile à utiliser, la fonction sweep est un outil indispensable en BF. Il est facile à dépanner et le SM contient tous les schémas ! Un "défaut" : il est très gros...

Les autres GBF : intégré au Picotech, ou sur les bancs de test Audio Precision, sont utilisés avant tout pour les mesures et tests.

 

3. Equipement de test (bancs et analyseurs) :

Ces appareils sont en voie de devenir obsolètes car en HiFi, aujourd'hui, peu importe la qualité mesurée du signal : faites un amplificateur avec un SNR de 80 dBA, une BP calamiteuse, et 3% de DHT (valeur courante pour des amplis à tubes par ex) mettez un bonne sauce marketing... aucun problème, le produit se vendra... Quand on voit que les fabricants de matériel audio, à court de "relais de croissance" (comme on dit), on réussi à faire renaître le vinyl (qui est le plus mauvais support d'enregistrement qui existe (ah non : il y a pire : le disque en cire pour gramophone...), on se dit que vraiment ce qui compte c'est l'argent : vendre, vendre et encore vendre, peu importe la qualité du son. Essayez d'écouter du grégorien ou du classique en vinyl...

Ainsi dans bien des cas on se trouve aujourd'hui en présence d'appareils ne répondant à aucune normes (elles ont toutes été éjectées pour le plus grand bonheur des industriels), et dont les caractéristiques techniques sont complètement fantaisistes... Pourtant quand on veut voir si un appareil respecte bien le signal (le reproduit bien), il faut utiliser un appareil de mesure. Il faut aussi faire des tests pour voir si les données techniques constructeur sont bien vraies, et on a très souvent des surprises !

Enfin il est toujours intéressant de voir après une révision/réparation, si l'appareil fonctionne bien, et ce de façon parfaitement objective, et pour cela il faut MESURER.

Il existe aujourd'hui trois leader sur le marché du banc de test BF de précision : Audio Precision, Rohde et Schwartz, et Prism Sound (dScope). Un bon banc coûte très cher : un APX555 de chez Audio Precision coûte aux environs de 30.000 euros, idem chez Rohde et Schwartz... Dans ces conditions il ne reste que le marché de l'occasion avec des produits anciens de très bonne qualité, pas trop chers, mais de maniement pas évident, c'est le cas des Audio Precision dits "System One"

3.1 Les analyseurs de spectres BF :

On trouve aujourd'hui des analyseurs très très performants et d'usage simple avec les oscilloscope numériques sur PC : la puissance des microprocesseurs permet de faire des FFT rapidement avec une excellente résolution.

Le Picoscope 4262 est très performant pour cette utilisation (16 bits permettent une bonne résolution).

On trouve aussi parfois d'excellents appareil anciens : c'est le cas du HP3561A (de 1984) qui est d'une très grande précision et permet surtout de faire des présentation de FFT en trois dimensions : en mettant jusqu'à 60 spectres les uns derrière les autres sur l'axe z ! On peut ainsi faire jusqu'à 60 FFT en balayant la fréquence avec un GBF ayant une fonction sweep relativement lente. Trois défauts dont un assez important : c'est gros, l'interface utilisateur est compliquée (appel de menus et sous-menus par boutons autour de l'écran), et surtout connexion à un ordinateur pour récupération d'images uniquement par interface HPIB... pas évident à paramétrer et surtout très très très lent : une douzaine de minutes pour transférer un écran type "map" avec 60 FFT...

3.2 Les bancs de test Audio Precision :

3.2.1 Portable One Plus :

3.2.2 Système one SYS-222 :

 

 

2.1. Introduction 

Le terme de : "Haute Fidélité" est lié au respect d'un certain nombre de paramètres électriques mesurés et dont la valeur est définie par norme. Le problème majeur est qu'il y a une multitude de normes : DIN 61305 en Allemagne, NF 61305 en France, IEA RS-490, IEC 60268 au niveau international... et en plus non seulement la valeur des paramètres diffère mais également la façon de les mesurer et de les exprimer ! Cet extraordinaire bazar est largement utilisé par les fabricants qui n'étant donc tenus par aucun standard publient un tas de chiffres absolument incomparables entre eux.

On trouve ainsi des mesures de distorsion harmonique aussi variable que :

- less than 0,02% from 50Hz to 50kHz

- <0,01% at rated power, both channels driven

- THD : 0,08%

Or en électronique une mesure donnée sans une définition claire des conditions de mesures ne veut rien dire!

Tout cela est-il si important ? Oui !! Du fait de cette absence de standard et d'une certaine désaffection vis à vis des données scientifiques (et donc objectives) on est arrivé à une évaluation complètement subjective des qualités d'un appareil dont le but est quand même de reproduire au plus près le signal présent à l'entrée... d'où émergence de tout un tas de termes tels que "aération de la scène sonore", "tenu des notes", "coloration des aigües", "qualité d'analyse fine"... et qui in fine permettent de tout relativiser. On en arrive pratiquement à dire qu'un Sony TA-V70 (petit ampli grand public, très basique) donne le même son qu'un NAD C355BEE, ou qu'un taux important de THD importe peu et qu'au contraire il apporte une "couleur" fort agréable... autant dire qu'une 2cv tient aussi bien la route que la dernière des Citroën fabriquées aujourd'hui...

Un dernier point capital doit être indiqué : l'oreille humaine ne vaut pas grand chose et surtout l'humain est un "instrument de mesure" de très très mauvaise qualité : il est influencé par un tas de paramètres externes :

- aspect de l'appareil sous test

- participation à l'"amélioration" d'un appareil : comment juger de la modification que l'on a soi-même réalisée ??? Il y a évidemment une très très forte inclinaison à dire : "Ah oui c'est mieux maintenant"!!!

- condition physiologiques : fatigue... et cet aspect joue énormément car l'oreille adapte sa sensibilité en fonction de la fatigue de l'auditeur !

- conditions d'écoute : musique, fond sonore, type de HP, température...

Bref, si on veut vraiment faire du comparatif, il faut forcément utiliser des appareils de mesures  de qualité en recourant à un protocole précis et parfaitement défini.

 

 

2.2. Appareils de mesure utilisés

2.2.1 Acquisition

Malgré tout ce que l'on peut lire à droite et à gauche sur Internet, il n'y a pas de miracle : un PC avec une carte son ne remplacera jamais un bon oscilloscope numérique ! Ceci tient avant tout à la carte d'interface : la carte son. On trouve des cartes son ayant des caractéristiques qui sembles formidables aujourd'hui, avec des taux de distorsion extrêmement bas, des bandes passantes très bonnes, etc. Malheureusement très souvent la DHT est donnée pour une fréquence bien particulière et grimpe en flèche en dehors ! La bande passante n'inclue jamais le continu, on ne pourra donc pas utiliser de signaux carrés...

Il ne faut pas rêver : si les cartes A/D industrielles (NI, HP ou autre) sont si chères c'est qu'il y a une raison !!

 

2.2.2 Générateur

Là aussi, les générateurs standards du commerce qui pullulent sur le web ont très souvent des caractéristiques lamentables : dérive en fréquence dans le temps, taux de DHT considérable, carré qui n'en sont pas... De plus il faudra acquérir deux générateurs parfaitement identiques pour faire des essais de distorsion d'intermodulation, chose impossible avec des appareils à bas coût.

Une mesure de DIM ou DHT valable doit utiliser un générateur ayant une DHT<0,005% sur toute sa gamme de fréquence !

 

2.2.3 Traitement informatique

Il existe de très nombreux logiciels permettant de faire de l'analyse du signal sur le net, soit en freeware ou pour des sommes assez modiques... : ARTA, WinPC, VI, SMAART, etc. Aucun ne donnent de bons résultats (j'ai testé !!) : ça varie d'une fois sur l'autre, la précision est très mauvaise, l'étalonnage inexistant (certains logiciel donnent des résultats deux fois plus faibles ou élevés que des appareils de mesure sérieux genre HP Agilent, TTi, Picotech, Audio Précision, Rohde et Schwarz, Prism, ou Tektronix...).

Bref là encore si l'on veut faire quelque chose qui se tient : reproductible, avec des valeurs reposant sur un étalonnage de qualité, il faut passer sur une gamme professionnelle.

 

2.2.4 Appareils utilisés pour les mesures données sur HiFiRep

2.2.4.1 Générateurs

- Picoscope 4262 sur PC P4 win XP (géné interne carré/sinus/triangle/arbitraire woobulable à très faible THD)

- Marconi TF2005 (double générateur sinus faible THD)

- Hewlett Packard 3325A

2.2.4.2 Oscilloscopes

- Picoscope 4262 sur PC P4 win XP

- Metrix OX720 (intègre une fonction testeur de composants très pratique)

- Metrix 8042 (numérique)

2.2.4.3 Analyseur/générateur

- Picoscope 4262 sur PC P4 win XP

- Hewlett Packard 8903E (distortiomètre)

- Audio Précision Portable ONE Plus

- Audio Précision Systeme one SYS-222

2.2.4.4 Multimètres et testeur de composants :

- Metrix MX52S

- Hioki 3532

- Testeur chinois "Transistor tester"

 

 

2.3 Paramètres mesurés, protocoles et signification auditive

2.3.1 Puissance électrique

2.3.1.1 Mesure et unité

Le signal électrique sortant d'un amplificateur HiFi n'est jamais formé de continu, il varie au cours du temps de façon plus ou moins alternative. La puissance électrique dans ce cas est donc variable au cours du temps, on doit donc la mesurer à une certaine fréquence et surtout utiliser un appareil capable directement ou indirectement de donner une puissance "moyenne" laquelle est mesurée en Watts Sine Coutinuous Average Power . Seule la puissance WSCAP a du sens et représente vraiment une donnée exploitable en HiFi.

Elle doit être donnée pour une fréquence précise du signal, associée à un taux de distorsion, et soutenable par l'appareil pendant une durée spécifiée.

Note : le terme de "Watt RMS" est abusif, on doit parler en toute rigueur de "Watt" ou à la limite de "Watt moyens". Cependant, il faut bien une base : déjà si tous les constructeurs précisaient WRMS, sur quelle BP avec quelle DHT et pendant combien de temps, ça serait pas mal du tout !!!

L'idéal serait d'utiliser une unité dédiée (car un amplificateur audio ne traite que des signaux sinusoïdaux), du genre "Watt Sinus", qui serait le produit de la tension RMS par l'intensité RMS (produit qui ne donne pas un résultat en WRMS !!!), malheureusement il n'y a plus aucune contrainte réelle sur les mesures données par les constructeurs... Le WSCAP est l'unité utilisée dans le monde anglo-saxon, c'est la seule qui ait une signification en Physique.

J'utiliserai cependant le terme de WRMS par la suite pour essayer de rester au plus près de la réalité.

2.3.1.2 Protocole de mesure

L'amplificateur est chargé par deux résistances purement ohmiques de 8 ohms. On injecte un signal sinus de 1,228 VRMS (+4 dBu) à la fréquence de 1 kHz sur les deux canaux, on monte progressivement le volume en mesurant la DHT, dès que celle-ci dépasse 0,5% (on est "à l'écrêtage") on stoppe la montée et on mesure l'amplitude càc (ou en VRMS) du signal, une formule simple donne alors la puissance en WRMS fournie. On peut aussi utiliser un sinus de 0,775 VRMS (0 dBu).

Dans les deux cas il faudra préciser quel est le gain de l'amplificateur lors de la mesure.

On peut compléter cette mesure fondamentale par :

- un graphique avec sur (O,x) la fréquence du signal et sur (O,y) la puissance

- un graphique avec sur (O,x) la fréquence, sur (O,y) la DHT, et une série de courbes étagées établies à différentes puissance.

Un suivi en continu  de la température des semi-conducteurs de l'étage de puissance est réalisé de façon à voir combien de temps l'appareil tient effectivement la puissance maximale.

Théoriquement la mesure doit se faire sur un temps infini (continuous power), en réalité une mesure sur 4 h est déjà un excellent gage de fiabilité

2.3.1.3 Signification auditive :

Le niveau du signal sonore est donnée en dB SPL, elle est fonction de la puissance délivrée par l'amplificateur et de la sensibilité de l'enceinte. On peut utiliser l'abaque ci-dessous pour calculer quelques valeurs :

On voit donc qu'avec une puissance de quelques watts on peut obtenir un niveau sonore supérieur à 100 dB SPL, soit celui d'un marteau piqueur à 3 m !!!

 

Conclusion :

- inutile d'acheter un ampli très puissant (à moins d'avoir un hangar à sonoriser)

- faire un choix cohérent avec la sensibilité de l'enceinte

- bien vérifier les données du constructeur : la puissance doit être donnée en WRMS (ou mieux en WCASP "Watt Sinus Average Continus Power", les WRMS n'ayant pas de vraiment de sens en Physique), les deux canaux en route, pour un taux de distorsion harmonique et d'intermodulation donné, et sur la bande passante donnée (il est très courant que les bandes passantes soient données à de très faibles puissance... Voir sur ce point plus bas la notion de "Power Bandwith").

- fuir les constructeurs utilisant des unités non légales et dépourvues de signification réelle : Watt musicaux, Watt impulsionnels, Puissance musicale, Puissance impulsionnelle, Watt crête...

 

 

2.3.2 Taux de distorsion harmonique

 

2.3.3 Distorsion d'intermodulation

2.3.4 Diaphonie

2.3.5 Bande passante

2.3.6 Power Bandwith

2.3.7 SlewRate et temps de montée

2.3.8. Bruit résiduel et rapport signal sur bruit

 

2.4. Lecture sonore des paramètres mesurés