Metaxas Masdac II

1°) Présentation générale :

Le MASDAC II est un convertisseur digital analogique fabriqué à très peu d'exemplaires par la société Metaxas dans les années 1991 à 1995. C'était à l'époque un appareil absolument exceptionnel.

Comme toutes les productions Metaxas, il est très difficile à réparer du fait en particulier de la difficulté à se procurer des schémas, et des solutions techniques retenues par les concepteurs.

Le design mécanique est également très très particulier.

L'appareil possède une alimentation séparée, il existe deux versions du MASDAC II : l'une avec un boîtier large, l'autre avec un boîtier plus petit (voir photos).

Au moment de son lancement, l'appareil coûtait à peu près 29.000FF et était garanti deux ans.

Caractéristiques constructeur :

- jitter global introduit par l'appareil : 5ps

- entrées : RCA, BNC et Toslink (en option)

- convertisseur 20bits, 33, 44 et 48kHz

- réponse en fréquence : 0-22.000Hz +/- 0,1dB

- DHT < 0,05%

a) Partie mécanique :

Le boîtier est partiellement en acier chromé, partiellement en aluminium anodisé (face avant). Ce n'est pas un exemple de réalisation : les ajustages sont très moyens, le PCB est très proche des parties métalliques, les ouïes de ventilation ne sont pas situées là où elles devraient l'être. Cela dit c'est assez solide et la sérigraphie (gravée ) est de très bonne qualité.

Même choses pour le boîtier d'alimentation.

b) Partie électrique :

Le PCB est très grand (un peu plus qu'une feuille A4) ce qui est peu courant pour un DAC de ces années-là.

On peut distinguer trois grandes parties dans cet appareil : la chaîne numérique jusqu'à la sortie du DAC, le traitement analogique entre DAC et sorties, et l'alimentation.

- Chaîne numérique :

Le signal arrive sur un buffer d'entrée LT1016 (AOP extrêmement rapide : BP de 50GHz!) dont la BP est ici limitée à 300MHz.

Le signal passe ensuite par un FPGA Xilinx (programme en EPROM XC1736 de Xilinx également) qui commande en fonction du signal le premier sur-échantillonnage et le DAC. Un premier sur-échantillonnage x8 est réalisé avant le DAC par un circuit SM5803 de chez NPC, (la fonction d-emphasis est désactivée). Le second sur-échantillonnage x8 est réalisé en interne par le DAC. Ce DAC (D20400 d'Ultra-Analog) était à l'époque le top du top en technologie R2R : 2 canaux indépendants, résolution : 20bits,  THD+SNR (Vout=-0,1dB) : -100dB, distorsion de croisement : -100dB, deux ampli deglitcher en sortie... bref une bête de course... aujourd'hui cette technologie est complètement obsolète et les convertisseurs audio sont tous en Delta-Sigma.

- Traitement entre sortie DAC et sorties appareil :

Le double sur-échantillonnage permet d'utiliser un filtre passe bas très simple en sortie de DAC, et un petit ampli push-pull classe A.

Les sorties se font sur deux fiches RCA.

- Les alimentations :

Elles sont nombreuses et assez particulières dans leur conception. Très stables, leur bon fonctionnement conditionne (en plus de subtiles stabilisations en fréquences du FPGA et du filtre (!!)), le bon comportement de l'appareil.

Le PCB est bien fait très aéré, en double face mais sans CMS, la sérigraphie est bonne, par contre certains éléments (résistances) ont été très mal calculées entraînant à la longue surchauffe et destruction de pistes! L'absence d'interrupteur OFF/ON est également une erreur : laisser continuellement un appareil électronique sous tension abrège considérablement sa durée de vie, et le gain est nul passé 30 secondes à 3 minutes sur une électronique à transistors, et 5 minutes sur une électronique à tubes!

- L'horloge commune au FPGA au filtre et au DAC :

C'est une Apogéee C768 de très faible jitter.

A noter que le jitter annoncé est très très en dessous de ce qu'une oreille humaine est capable de discerner.

D'une façon générale, l'appareil est un beau morceau de technologie, mais sans doute un peu trop complexe pour l'utilisation à laquelle il est destiné : un peu comme si on utilisait un missile balistique pour écraser une mouche... Les caractéristiques sont très bonnes, mais au-delà de ce que l'audition humaine est à même de percevoir.

2°) Problèmes à la réception :

Deux DAC ont été pris en charge : l'un est complètement muet, l'autre produit un son très très déformé.

3°) Recherche des causes et dépannage :

Dépanner ces appareils est très difficile.

Le premier point a été le changement des résistances fusibles (dont les valeurs ont été recalculées) et la reprise des pistes sur lesquelles elles étaient soudées : ces résistances chauffent beaucoup et les pistes se sont au fur et à mesure décollées (ce d'autant plus que les appareils étaient allumés 24h/24h!). En suite, un pseudo-électronicien ayant trafiqué bon nombre de choses en ne comprenant visiblement à rien à ce qu'il faisait, des ajustements importants ont dû être réalisés sur les alimentations. Des composants liés aux étages de sortie ont été changés. Enfin compte tenu de l'utilisation en continu, tous les condensateurs électrolytiques ont été changés.

4°) Le dépannage en images :

a) Réparation des résistances HS :

Vue d'ensemble du PCB côté cuivre :

Gros plan sur la zone brûlée :

L'appareil étant dépourvu d'interrupteur OFF/ON, il a été constamment sous tension depuis son achat! Conséquence : les résistances de chute ont chauffées et les pistes se sont pour certaines décollées et cassées! Il a donc fallu gratter le vernis et utiliser toute la longueur des pattes des nouvelles résistances.

Enfin pour soutenir les composants et les pistes fragilisées un morceau de mousse a été collé sur la plaque formant le fond du boîtier.

L'intervention a dû être réalisée sur les deux exemplaires.

b) Réglage des alimentations :

Une excellente stabilité des ligne d'alimentation est requise pour garantir un bon fonctionnement. Ci-dessus en rouge la tension d'alim du filtre numérique NPC d'un appareil fonctionnel ; en bleu la tension d'alim du même filtre d'un appareil non fonctionnel. Il a fallu changer certains composants pour arriver à obtenir deux tensions de même qualité.

c) Vue générale une fois toutes les réparations faites :

1 : la zone des résistances de chute

2 : le DAC 20400

3 : le filtre numérique NPC

4 : un quadruple inverseur avec juste au-dessus l'EPROM en DIL 8

5 : le FPGA Xilinx

6 : l'horloge Apogée

On voit bien tous les nouveaux condo chimiques (radiaux et axiaux).

Le grand modèle, également une fois terminé.

Les deux modèles l'un à côté de l'autre, il n'y a que peu de différences à  première vue (on note les deux gros condo à film dans le coin en bas à droite), en fait il y a des petits condensateurs en plus ou en moins, à droite et à gauche (ce qui fait d'ailleurs que sur les deux PCB il y a de très nombreux emplacements qui sont vides en parallèles avec d'autres condo déjà en place).

d) Les alimentations externes :

Pas grand chose à dire : il s'agit d'alim linéaires classiques. On remarque au-dessus d'un des deux transfo toriques l'interrupteur OFF/ON ajouté. Les condensateurs ont tous été changés.

5°) Essais :

Essais simple avec une source numérique via câble RCA.

Il faut reconnaître ce qui est : le son est très bon : très détaillé, fin, clair. C'est indéniablement différent des convertisseurs présents dans les lecteurs CD standards.

6°) Bilan :

Deux beaux appareils, très rares, de haute technologie pour l'époque, ayant malheureusement été massacrés et surtout mal calculés sur le plan thermique compte tenu du fonctionnement en continu.

La réparation est très difficile mais le résultat en vaut vraiment la peine.

7°) Statut :

Restitués à leur propriétaire.