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Modification de la sortie casque d'un magnétoscope Akai VT-100s pour utiliser un casque basse impédance

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Il y a quelques temps, j’ai acheté un microphone T.bone MB75 (clone du Shure SM57) pour pouvoir faire de meilleurs captations sonores avec mon matos vidéo et audio analogique.

Mon magnétoscope portable Akai VT-100s possède une entrée microphone Jack 3,5mm mono pour pouvoir utiliser un autre microphone que celui intégré à la caméra lors d’un enregistrement.

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Note : L’indication « Connect with model VA-110 only » concerne le connecteur d’alimentation à côté, pas de le connecteur Jack pour un microphone.
Le Akai VA-110 est une alimentation.

Il y a un connecteur Jack 3,5mm en façade du magnétoscope pour y connecter un écouteur monophonique et entendre ce qui est capté par le microphone de la caméra ou celui connecté sur l’entrée Jack.
Il permet également d’écouter ce qu’il y a sur la bande lorsque le magnétoscope est en lecture.

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Lorsque j’avais fait la remise en état de ce magnétoscope, je savais que ce connecteur en façade était destiné à être utilisé uniquement avec un écouteur mono à haute impédance comme un écouteur piézo-électrique.

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Ce type d’écouteur ne produit pas un son de très bonne qualité ce qui dommage si on décide d’utiliser l’entrée micro pour un bon microphone. On ne peut donc pas entendre exactement ce qui est enregistré.
De plus, ils ne sont pas très confortables une fois en place dans l’oreille et le volume sonore fournit n’est pas très fort avec ce magnétoscope.
Bref, bof quoi.

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J’ai un casque Audio-Technica ATH-M50XBT2 que j’aimerais utiliser un câble Jack avec ce magnétoscope et le microphone T.bone MB75 lors de mes enregistrements.

En l’état, si je le branche sur la sortie écouteur, non seulement j’ai du son que d’un seul côté dû à l’utilisation d’un câble Jack stéréo sur un connecteur monophonique car le contact de la voie silencieuse touche le contact de masse dans le connecteur monophonique mais aussi le son, du côté où il y en a, est extrêmement faible.
Ce second problème est dû au fait que j’essaie de faire fonctionner un des écouteurs de mon casque qui a une basse impédance de 38 Ω sur une sortie haute impédance prévue pour un écouteur avec une impédance de plusieurs kΩ (mon écouteur piezo a une impédance de 20 kΩ).
Beaucoup moins d’énergie est envoyée sur cette sortie haute impédance et cela produit une énorme chute de tension à sa sortie lorsqu’on tente d’utiliser un écouteur basse impédance.

La sortie écouteur est reliée via un câble coaxial violet au circuit PX-A502.

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Ce circuit PX-A502 gère tout ce qui est audio dans le magnétoscope avec les entrées, les sorties et les têtes de lecture/enregistrement/effacement audio et d’effacement global.

Si on analyse le schéma de ce circuit, on voit qu’il y a une résistance de 10 kΩ montée en série sur le chemin de la liaison qui va à la sortie écouteur.

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Note : Ce schéma vient d’une documentation technique du magnétoscope VT-110, le modèle suivant au VT-100s, mais ils utilisent le même circuit PX-A502 pour l’audio.
Je n’ai pas trouvé de schéma complet à ce jour pour le Akai VT-100s.

Cette résistance réduit considérablement le courant qui va à la sortie écouteur.
Cela veut dire que même si l’électronique envoyait un signal de tension 9 V (la tension d’alimentation du circuit audio) avant la résistance, un écouteur basse impédance de 38 Ω n’aurait que 39 mV au final.
C’est pas beaucoup … Pas étonnant que le son soit faible.
Un son à volume ordinaire est produit par un signal de 200-400 mV sur un écouteur basse impédance.

J’ai fait des expérimentations pour voir ce que cela donnerait de réduire ou supprimer carrément cette résistance de 10 kΩ.
Le son dans l’écouteur était un poil plus fort mais toujours assez faible.
Pire, en supprimant la résistance, cela faisait chuter la tension du signal « AUDIO OUT » qui est la sortie ligne.

J’ai donc laissé tomber l’idée de faire une modification de l’électronique existante et de partir plutôt dans l’idée de créer un module adaptateur basse impédance.
L’idée est de reprendre le signal initialement prévu de l’électronique originale pour un écouteur haute impédance avec sa résistance 10 kΩ et de l’envoyer à un amplificateur opérationnel (AOP) qui permettra d’avoir plus d’intensité en sortie et d’alimenter plus correctement un écouteur basse impédance.

A une tension de 1 V, un écouteur basse impédance 38 Ω consomme environ 26 mA.

Le magnétoscope dispose d’une seule alimentation en 9 V régulée.

J’ai fait mon choix d’utiliser un AOP plutôt que des transistors parce que c’est plus simple à mettre en œuvre pour la suite et j’ai choisi d’utiliser un double AOP NE5532 (datasheet) pour cela, un composant à faible bruit qui convient mieux à l’audio qu’un LM741 (datasheet) ou sa version double LM747 (datasheet).

Ensuite pourquoi un double AOP ?
Déjà avec maximum 38mA de courant max en sortie, c’est suffisant pour un seul écouteur mais pas pour alimenter les deux écouteurs de mon casque 38 Ω en même temps (2x26mA=52mA).

Ensuite, vu que je voudrais utiliser un casque stéréo pour écouter un son mono, je vais donc devoir remplacer le connecteur femelle mono et utiliser un connecteur stéréo.
Mais si j’insère une prise Jack mono dans le connecteur femelle stéréo, l’un des contacts prévus pour envoyer un signal à un des écouteurs va retrouver à la masse et court-circuiter le tout.
Il faut donc une source de signal différente (un AOP différent) par voie.
Donc là c’est pour la compatibilité mono.

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J’ai voulu également ajouter des diodes sur la sortie basse impédance pour protéger mon casque contre les légères surtensions qui pourraient l’endommager.
Je pourrais utiliser des diodes Zener mais on peut jouer sur le fait que les diodes classiques telles que les 1N4148 ont une tension de chute de 0,7V et commencent à laisser passer le courant que lorsqu’on dépasse cette tension.
Ainsi la sortie basse impédance ne peut pas dépasser les 0,7V ce qui produit déjà un son assez fort dans les écouteurs de mon casque.

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Avec ses caractéristiques maximales de 0,7 V et 38 mA, je pourrais théoriquement utiliser un casque ayant des écouteurs avec une impédance pouvant descendre jusqu’à environ 18 Ω, ce qui laisse pas mal de choix.

J’ai commencé les expérimentations électroniques avec une seule voie (les deux voies sont identiques pour donner un son mono sur une sortie stéréo) et les résultats étaient très satisfaisants avec un son de très bonne qualité dans mon casque !

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C’était donc parti pour mettre tout ça en place !

Le module devra être installé dans le seul espace libre situé sous les boutons piano de commande.
C’est le seul emplacement disponible dans le magnétoscope. Tout le reste ailleurs est ultra serré.

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Il y a une vis au fond qui servira à faire tenir le module en place.

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Juste à côté de cet emplacement, il y a le circuit de gestion de l’alimentation. On a donc juste à côté une source de tension 9V.

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Il y avait donc le connecteur Jack femelle mono de la façade à remplacer par un stéréo.
J’ai en trouver sur Aliexpress à pas cher : https://fr.aliexpress.com/item/4000169463441.html
Il m’en faut qu’un seul mais ça m’en fera en stock pour d’autres projets si besoin.

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Une fois reçu, j’ai retiré l’ancien et vérifié que le nouveau connecteur Jack femelle rentrait et tenait bien.
Tout est bon !

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Maintenant il a fallu extraire l’ancien câble coaxial violet de sortie haute-impédance pour pouvoir le ramener vers l’espace disponible sous les touches piano.
Ce câble est maintenu ensemble avec d’autres avec des attaches en ficelle. Il est possible d’extraire le câble en tirant délicatement dessus. Le serrage de la ficelle est suffisant pour maintenir toujours les autres câbles.

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Ensuite, j’ai installé le nouveau connecteur Jack 3,5mm stéréo avec son câblage.
Pour relier ce connecteur stéréo à mon module, j’ai utilisé du câble blindé avec deux liaisons. Chaque liaison est une des voies stéréo et le blindage sert pour la masse.
Les fils de liaison ont un diamètre d’environ 0,5mm ou 24AWG.
J’ai trouvé ce câble par 10m sur Aliexpress : https://fr.aliexpress.com/item/1005001880264507.html

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Avant de partir sur le module, un petit test que le nouveau connecteur fonctionne bien avec le prototype :

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Et maintenant, la fabrication du module !
Celui-ci a été fait sur un bout de plaque d’essai. C’est suffisant pour un petit ajout électronique personnel fait qu’une seule fois.
J’ai fait un support pour pouvoir faire tenir le bout de plaque dans l’espace disponible et qu’il ne bouge pas.

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Fichier STL support : Support PCB module casque Akai VT-100s.stl


Le tout tient en place grâce à la vis du fond.

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Puis j’ai peuplé le bout de plaque d’essai avec l’électronique avec le schéma suivant basé sur mon prototype :

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Voici la liste des composants :
J’avais certains composant en stock depuis plus ou moins longtemps.

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Version PDF : Module sortie audio basse impédance Akai VT-100s - Liste des composants.pdf

Le niveau sonore de sortie est définie par la résistance de 22 kΩ.
Augmenter sa valeur augmentera le niveau de sortie et inversement.
Avec le niveau de signal donné par le circuit audio de gain automatique du magnétoscope, cette valeur me convient.

Les condensateurs utilisés sont des Nichicon « general purpose ».

Les résistances sont en carbone. J’avais ça en stock. Ça aurait été mieux des résistances métal mais vu que tout le reste, mon module comme l’électronique du magnétoscope, utilise des composants à usage général, je suis resté dans le même style. Ça fait correctement le job là.

Je n’avais pas prévu de faire des améliorations de qualité sonore dans ce magnétoscope lorsque j’ai fait sa restauration et j’ai utilisé des condensateurs à usage général partout.
J’ai un magnétoscope Akai VT-120 à restaurer. Vu que c’est un appareil qui est sensé offrir une meilleure qualité d’image mais toujours avec une sortie casque haute impédance, je pense que j’utiliserai là des composants permettant une meilleure qualité de son pour la partie audio comme des condensateurs chimiques issues de séries dédiés à l’audio et des résistances métal.

Test du module avant câblage final … Tout fonctionne !

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J’ai rajouté des fils de masse pour que le blindage de chaque câble y soit relié.

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On peut désormais souder les câbles entre eux, mettre de la gaine thermorétractable pour protéger les soudures et éviter les court-circuits, relier à l’alimentation puis installer le tout dans son emplacement en serrant la vis une fois le module bien au fond et c’est fini ! \o/

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Je peux désormais entendre correctement ce qui capté par mon microphone de meilleure qualité T.bone MB75 pendant un enregistrement.

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Comme d’habitude, le chat a tout supervisé du début à la fin !

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