the home of the turntable

Les step-up et cellules MC

Seb

Les secrets d'un mariage réussi

Part 1

Attention : j’ai écrit ce petit guide en utilisant les maigres connaissances accumulées au cours du temps. Mes connaissances en électroniques sont limitées (voire nulles) ce qui vous explique l’utilisation de termes qui pourront paraître inappropriées à de nombreuses personnes plus férues d’électronique que moi. L’objet de ce texte est de présenter le plus simplement possible le fonctionnement d’un step-up et les quelques règles à suivre lorsque l’on veut marier un step-up avec une cellule MC.

Je tiens à remercier Emile et Mambojet du forum ls3-5a pour leur relecture. Bien entendu, les erreurs qui pourraient subsister dans ce texte sont entièrement miennes.

MM (moving magnet) c’est très simple : on la branche sur son entrée MM et puis c’est fini.

MC (moving coil), c’est beaucoup plus compliqué. Les caractéristiques auxquelles vous devez faire attention pour qu’elle soit correctement exploitée par votre système sont :

  • le niveau de sortie, mesuré en millivolt
  • l’impédance interne, mesurée en ohms
  • l’impédance de charge, mesurée là aussi en ohms

Nous écartons d’entrée les cellules MC qui peuvent être traitées par une entrée MM pour nous concentrer sur les cellules MC proposant un niveau de sortie inférieur à 1 mV (une cellule MM offre des niveaux de sortie autour de 5 mV)

Le but d’un step-up, c’est d’élever le niveau de sortie pour que le signal devienne « compréhensible » par une entrée MM. Il faut bien comprendre que tous les step-up ne se valent pas, ils ont tous des caractéristiques, que nous allons détailler, différentes. Si vous achetez une cellule MC et le premier step-up qui passe, il y a de fortes chances que les résultats obtenus soient, au minimum, décevants.

Aussi, avant d’affirmer que tel step-up est mauvais où que telle cellule MC n’est pas bonne, il faudrait avant de formuler tout jugement, s’interroger et vérifier la compatibilité du couple step-up cellule. On trouve de temps en temps sur Internet des messages qualifiant tel matériel de mauvais : une fois sur deux, les résultats ont été mauvais simplement à cause d’un mauvais mariage.

Revenons à nos moutons : il faut donc amplifier le signal sortant d’une cellule MC. On dispose pour cela de deux types de dispositifs :

les pré-actifs (head amplifier ou section MC sur un pré phono)

les pré-passifs (step-up)

Comment distinguer un head-amplifier d’un step-up? Très simple! Sur un head amplifier, il y a une prise à brancher dans le mur. Sur un step-up, il n’y en a pas (et c’est pour cela que c’est un dispositif passif)

La première source de confusion vient du fait que les lectures d’impédances sur ces deux dispositifs mesurent en fait deux choses différentes.

Sur un pré-actif, vous lirez l’impédance de charge qui va être appliquée à la cellule (100 ohms, par exemple) et sur les pré-passifs, quelque chose qui correspond à l’impédance interne de la cellule. Je ne m’étends pas sur les pré-actifs : ceux-ci vous indiquent une impédance de charge et généralement, les fabricants de cellules donnent l’impédance de charge pour les dispositifs actifs (load impedance). Cette remarque est valable aussi pour les pré-phono ou les sections phono internes à votre pré amplificateur, qui gèrent à la fois les cellules MM et MC. Là encore, ce sont les impédances de charge qui vous sont indiquées – il suffit donc de simplement suivre les recommandations du constructeur.

Vous comprendrez à la lecture de cet article que toutes les cellules ne peuvent pas être traitées simplement par un step-up. Dans un certain nombre de cas, vous devrez utiliser un dispositif actif.

Maintenant, dans les pré-passifs, l’impédance interne (celle que vous lisez par exemple sur un AU320 : 3 ohms/40 ohms) ne correspondant pas à l’impédance de charge qui est appliquée à la cellule. Cette impédance de charge est inconnue (pas pour longtemps) mais on peut être sûr qu’elle est supérieure à l’impédance interne. Subtilité supplémentaire, elle n’est généralement pas égale à l’impédance de charge des dispositifs actifs et, de façon générale, elle est supérieure à l’impédance de charge des dispositifs actifs.

L’impédance interne ne correspond pas à l’impédance de charge dans les dispositifs passifs? Pourquoi?

Un peu de calcul : si un pré passif présente un gain de 1:10, cela signifie que le voltage va être multiplier par 10. Si votre cellule sort 0.3 mV, après le passage dans le pré passif, vous obtiendrez 3 mV, parfaitement gérable par une entrée MM. Maintenant, une entrée MM a une impédance d’entrée égale classiquement à 47 Kohms. Le signal sortant du step-up doit être en accord avec ce 47 Kohms. Les step-up modifient aussi l’impédance du signal sortant de la cellule MC par un facteur égal au carré du ratio d’amplification. On parle ainsi d’impédance naturelle d’un step-up en divisant les 47 Kohms d’impédance de l’entrée MM par le carré du ratio d’amplification. Attention cependant : un step-up en lui-même n’a pas d’impédance propre, l’impédance naturelle est directement fonction de l’impédance de votre entrée MM et du ratio d’amplification.

Un step-up multipliant par un facteur 10 le signal émis par la cellule a une impédance naturelle de 470 ohms (parce que l’impédance de l’entrée MM est égale à 47 Kohms). Et votre cellule, sur la position 40 ohms d’un step-up proposant un ratio d’amplification 1:10 sera en fait chargée à 470 ohms.

Il est déjà possible de mener le calcul présenté plus haut pour montrer que sur un pré passif, votre impédance de charge n’est pas égale à la lecture que vous faites de l’impédance sur le step-up (s’il faut vraiment encore vous en convaincre) : sur un AU320, si vous appliquiez une impédance de charge égale à 40, vous multiplieriez en fait votre signal par (47000/40)^0.5, soit un facteur 34.3. Votre signal 0.3 mV avant le step-up est donc maintenant égal à 0.3*34.3=10,28 mV ce qui est largement suffisant pour saturer votre entrée MM. On peut faire le même calcul avec le réglage 3 ohms – si c’était bien l’impédance de charge appliquée, votre signal serait amplifié dans un facteur égal à (47000/3)^0.5=125.16. Avec un niveau de sortie égal à 0.1 mV, vous envoyez ainsi 12.5 mV dans votre entrée MM : ça va lui faire très bizarre puisque généralement ce type d’entrée est prévu pour recevoir 5 mV. De plus, ces facteurs d’amplification n’ont rien de commun avec les valeurs généralement admises et qui sont reprises pour un certain nombre de produits dans le tableau plus bas.

Mais, le « resistor tuning », ça existe!!

Le « resistor tuning » sera expliqué plus bas mais retenez pour l’instant qu’il est toujours possible de diminuer l’impédance naturelle par l’adjonction de résistances dans votre step-up. Ce n’est pas la voie choisie généralement par les fabricants puisqu’un step-up a généralement la tête suivante (tirée d’une documentation audio technica)

Audio Technica AT700T

Pas de résistance ici. Vous pourrez ensuite démonter vos step-up et chercher des résistances : si vous en voyez contactez moi! (Parmi la liste présentée plus bas, seul les possesseurs d’Ortofon T30 devraient trouver des résistances, voir plus bas)

Il est intéressant ce schéma! Peut-on en savoir plus?

Vous constatez que dans un step-up, sur un canal, il apparaît deux enroulements : l’enroulement primaire (celui qui va accueillir le signal de la cellule – le « in ») et le secondaire (qui va restituer ce signal amplifié – le « out »). Le fait qu’il apparaît moins d’enroulements sur le secondaire n’est pas un effet de style du graphiste : votre facteur d’amplification est directement lié au rapport entre le nombre d’enroulements du primaire sur celui du secondaire (ok, ok, les transformateurs ne sont pas parfaits et les choses ne sont pas aussi simples et nettes que cela…)  - ce type de fonctionnement vous explique pourquoi, sur un step-up permettant d’accueillir des cellules d’impédances internes différentes, les gains, pour chacune de ces entrées sont différents.

Retenez que (dans un transformateur parfait) : N2/N1=V2/V1=x

Avec

N2(1) : nombre de spires (d’enroulements) du secondaire (primaire)
V2(1) : tension de sortie (entrée) du transfo
x : facteur d’amplification

et queZ2/Z1=N2²/N1²=x²
AvecZ2(1) : impédance secondaire (primaire)

Un dernier « petit » détail : la mise à la terre/masse du transfo. Celle-ci est obligatoire! Si vous avez des problèmes de masse ou des problèmes de blindage sur votre transfo, cela se traduira nécessairement par un zonzon à l’écoute.

Mais alors pourquoi ne mettre que des impédances internes sur des step-up?

La principale raison doit résider dans le fait que, comme je l’ai déjà précisé, les impédances naturelles ne sont pas des constantes : elles sont liées à l’impédance de l’entrée MM que vous allez alimenter. Ainsi, si l’impédance de votre entrée MM est égale à 10 Kohms (ça existe), toujours avec un step-up amplifiant par un facteur 10 le signal de votre cellule, l’impédance naturelle de votre step-up devient égale à 100 ohms.

Quel step-up pour ma cellule?

Car c’est bien la question à laquelle il va falloir répondre! A l’heure actuelle, vous avez le choix entre acheter un step up neuf ou d’occasion ou d’en bricoler un en utilisant des transfo proposés à la vente par des firmes comme lundhal, sowter, bent audio, jensen, hashimoto… (voir les liens page 3). Nous allons, pour éclaircir un peu les choses regarder les caractéristiques de différents step-up qui ont pu être vendus depuis une vingtaine d’années. Je peux justifier cette démarche en disant que les fabricants ne devaient pas faire n’importe quoi et que pour arriver à de telles recommandations, ils ont dû se livrer à un certains nombre de tests. J’ai compilé dans le tableau suivant des informations recueillies sur le net concernant un certain nombre de produits. Si vous disposez de données relatives à d’autres produits, contactez moi de façon à ce que je puisse le compléter.

Les données indiquées en gras sont les données du fabricant. Les autres données ont été recalculées de la manière suivante :

X factor = 10^[(gain in db)/20]
Gain in db = 20*ln(x factor)/ln(10)
Natural impedance = 47000/[(x factor)^2]

ManufacturerModelGain in dbx factorNatural impedanceRecommended Impedance
OrtofonT52620,0118,13-40 ohms
T103239,829,72-4 ohms
T10 MK22825,174,52-6 ohms
T203239,829,72-4 ohms
T20MKII2825,174,52-6 ohms
T302010,0470,024-48 ohms*
2928,259,26-12 ohms*
3239,829,75
SPU-T1002620,0118,11-6 ohms
T10002620,0118,12-6 ohms
T20003556,214,93
T30003031,647,02-10 ohms
Fidelity ResearchFRT-43135,537,33
2620,0118,110
2517,8148,630
2010,0470,0100
FR XF-13031,647,04-18 ohms
FRT-32620,0118,130
3135,537,310
XG53450,118,7< 3 ohms
2620,0118,13-18 ohms
2212,6296,518-40
X1-M3031,647,04-18 ohms
X1-H2517,8148,619-40 ohms
X1-L3663,111,83
DenonAU 32031,136363
20,01047040
AU 34030,433433
20,01047040
AU31020,01047040
AUS122,3132783-40 ohms
AU300LC20,01047040
Audio TechnicaAT700T3450,118,73
2620,0118,120
2314,1235,640
EARMC429,53052,23
27,62481,66
25,118145,112
20,010470,040
MC329,530524
26,02011812
20,01047040
SupexSDT 330028,526,666,42-10 ohms
BristonTF122,513,3264,35-35 ohms
16,56,71052,240-250 ohms
Rothwellrothwell22,012,6296,5100
NakamichiMCB10026,020117,52-20 ohms
SonyHA-T1102620117,53 - 40 ohms

* ortofon T30 : the natural impedance is certainly used for 48 and 12 ohms position and is reduced by “resistor tuning” – if someone here can read the value of the resistors inside the T30, that could help us a lot!

Part 2

Que retenir de ce tableau?

Imaginons que j’ai une cellule ayant une impédance interne égale à 3 ohms, quelles sont alors les caractéristiques des step-up que je dois retenir pour cette cellule?

Les step-up des références suivantes ont une position 3 ohms : FRT-4, Denon AU 320, Denon AU 340, AT700T, Ortofon T2000, FR-X1L, EAR MC4. On constate cependant que les impédances naturelles de ces différents dispositifs sont différentes (respectivement 37,3 - 36 - 43 - 18,7 – 14.9 – 11.8 et 52,2 ohms). Deux groupes émergent : dans un premier groupe, des step-up avec des impédances naturelles comprises entre 36 et 52.2 ohms. Dans un second groupe, des impédances naturelles comprises entre 11.8 et 18.7 ohms. Ces dernières me semblent particulièrement faible (en particulier le T2000 qu’il conviendrait, à mon avis, de réserver à des cellules présentant des impédances très basses (1-2 ohms)).

Acceptons l’idée d’un relatif consensus pour une impédance de charge comprise entre 36 et 52.2 ohms (soit des gains compris entre 29.5 et 31 dB ou des facteurs d’amplification compris entre 30 et 36).

Maintenant, des step-up proposant de tels gains, il y en a d’autres dans ce tableau : EAR MC3 (position 4 ohms), Ortofon T3000 (2-10 ohms) , FR XF-1 (4-18 ohms),  FR X1-M (4-18 ohms), FRT-3 (position 10 ohms). Ces dispositifs devraient donc se marier avec une cellule d’impédance interne égale à 3 ohms. On doit pouvoir aussi ajouter à notre liste les Ortofon T10, T20 et T30 bien que l’impédance de charge soit plus faible (30 ohms) – on peut quand même se dire d’un coté qu’Ortofon étant spécialiste des cellules basses impédances, ils doivent ne pas faire n’importe quoi. Maintenant, ces modèles sont relativement anciens et Ortofon a peut être révisé son jugement puisque les modèles plus récents proposent des impédances de charges plus élevées… A titre personnel, je marierai ce type de transfo à des cellules à impédance plus faible (1 ou 2 ohms). Il est aussi important de noter que si Ortofon a révisé son approche, c’est peut être dû aussi au fait suivant : réaliser un transformateur qui propose à la fois un gain très élevé et qui assure une réponse linéaire sur le spectre n’est pas simple. Plus le gain est élevé, plus vous avez de chance d’observer des creux et/ou des bosses dans le spectre audible (pouvant vous faire disparaître vos aigus (creux) ou sur soulignant vos médiums (bosse)). Le fait de ne pouvoir que très difficilement construire un transformateur assurant un gain élevé se retrouve dans le prix de ce type de transformateur. Un T3000 coûte ainsi 1625 euros neuf (vous êtes vraiment sur de vouloir une cellule à basse impédance?)

Par contre, on constate dans ce tableau l’existence de dispositifs qui autorisent d’après les constructeurs, le traitement d’une cellule ayant une impédance interne égale à 3 ohms mais pour ces dispositifs, vous disposez en fait d’une « fourchette » d’impédances internes possibles.

C’est ici que les choses deviennent plus compliquées puisque, dans ce cas, on peut se demander s’il convient d’écouter les recommandations des fabricants. Ces dispositifs sont les suivants : Denon AUS1, Ortofon SPU-T100, Ortofon T1000, FR XG5, Ortofon T5, Nakamichi MCB100, Sony HA-T110, Ortofon T20MKII, Ortofon T10 MK2 et Supex SDT 3300. Les charges naturelles de ces step-up sont comprises entre 66.4 (Supex SDT 3300) et 278 ohms (Denon AUS-1) – on se dit que là, il doit y avoir un problème – une cellule de 3 ohms branchée sur un Denon AUS-1 doit très certainement offrir des aigus TRES amplifiés.  Il conviendra donc de se méfier des step-up qui semblent vous dire « je peux traiter une gamme de cellule large », bien souvent, c’est au prix d’un compromis : pour la valeur basse de la fourchette, on aura souvent une impédance de charge trop haute (et donc sur amplification des aigus), et dans le même temps, il est possible que pour la valeur haute de la fourchette, l’impédance de charge soit trop basse (et donc sous amplification des aigus).

Une telle analyse peut être menée sur les cellules d’impédance interne égale à 40 ohms. Un consensus biaisé par le fait que beaucoup de produits Denon sont proposés dans ma liste, semble exister autour d’une impédance de charge égal à 470 ohms. Maintenant, le FRT-4 sur sa position 100 ohms et un Ortofon T30 sur la position 48 ohms donneront la même impédance de charge. Sur les dispositifs à fourchette, la lecture d’une cellule 40 ohms donnera le plus souvent une impédance de charge plus basse, comprise entre 118 (Sony HA-T110, Ortofon T5) et 296 ohms (FR XG-5) – pour le Briston TF1, 40 ohms est la valeur basse de la fourchette, l’impédance de charge est beaucoup trop élevée (1052 ohms).

Tentons une généralisation en partant de l’idée que l’impédance de charge à appliquer via un step-up n’est pas une science exacte.

Déjà, comprenons pourquoi l’impédance de charge à appliquer à une cellule MC n’est pas une science exacte : tout simplement parce les fabricants repris dans le tableau précédant ne proposent jamais la même impédance de charge pour une impédance interne donnée dans les produits qu’ils proposent et que bien souvent, pour une même impédance de charge, les constructeurs proposent une fourchette d’impédance interne pouvant aller.

Bien entendu, les quelques conseils qui vont suivre ne doivent pas être pris au pied de la lettre et doivent juste être compris comme étant des propositions vous évitant les erreurs les plus grossières.

Vous éviterez donc de me contacter pour m’insulter au sujet de la petite règle présentée ci-dessous !

Pour cette règle, nous allons utiliser une information donnée par le constructeur : l’impédance de charge recommandée pour les dispositifs actifs. Cette donnée intègre très certainement des informations quant aux caractéristiques de la cellule que nous ignorons mais qui pourtant doivent être importantes.

Un fabricant vous donnera soit une borne basse d’impédance de charge à appliquer, soit une fourchette (c’est plus rare).

Si vous ne disposez que d’une information du genre  « load impedance > (ou =) 20 ohms », vous pourrez essayer différentes valeurs de charge d’impédance comprise entre :

  1. l’impédance de charge pour dispositif actif donnée par le fabricant
  2. cette valeur à laquelle vous ajoutez 10 fois l’impédance interne.

Ainsi, pour une cellule pour laquelle vous avez comme information « impédance interne : 40 ohms » et « impédance de charge : 100 ohms », vous pourrez tenter (nous verrons plus bas comment) différentes valeurs comprises entre 100 et 500 ohms. En fonction de votre système (montant ou pas), vous trouverez certainement votre bonheur. (à titre personnel, j’ai rarement entendu un résultat satisfaisant en chargeant une cellule MC à l’impédance de charge recommandée pour les dispositifs actifs, ensuite, vous ferez bien que vous voudrez, par contre, si votre système est montant, une charge à 100 ohms pourrait calmer les choses…). Pour vous éviter trop de manoeuvres, vous pourrez essayer 470 ohms (1 :10), 300 ohms, 200 ohms et 100 ohms (essayez quand même).

Si maintenant, le fabricant vous indique une fourchette (entre 20 et 200 ohms), suivez ce conseil mais  là encore, ne foncez pas sur une charge égale à la borne basse. A titre personnel, je tenterai 50 ohms, 100 et 150 ohms.

Retenez donc bien que la charge d’une cellule MC ne constitue pas une science exacte dans le sens où il n’y a pas une valeur précise.

Attention cependant : l’impédance de charge que vous allez appliquer à votre cellule constitue seulement le premier facteur à prendre en compte dans le choix de votre step-up puisque l’impédance naturelle est directement fonction du gain de votre step-up. Voici donc un petit tableau qui vous indique, en fonction de l’impédance de charge que vous voulez appliquer, le gain maximum que devra avoir votre step-up :

Tableau 1 : impédance de charge et gain maximum du step-up

Impedance of the phono stage : 47000 ohms

Load impGain min x factorGain max (db)
106936,7
155635,0
204833,7
254332,7
304031,9
353731,3
403430,7
453230,2
503129,7
602828,9
702628,3
802427,7
902327,2
1002226,7
1202025,9
1401825,3
1601724,7
1801624,2
2001523,7
2251423,2
2501422,7
Load impGain min x factorGain max (db)
2751322,3
3001321,9
3251221,6
3501221,3
3751121,0
4001120,7
4251120,4
4501020,2
4751020,0
5001019,7
550919,3
600918,9
650918,6
700818,3
750818,0
800817,7
850717,4
900717,2
950716,9
1000716,7

Comment se servir de ce tableau : imaginez que vous avez une cellule sur laquelle vous allez tenter des impédances de charge égales à 470, 300 et 200 ohms. Vous prenez l’impédance de charge la plus élevée, vous regardez le tableau et vous apprenez avec stupeur que vous devrez utiliser step-up avec un ratio d’amplification de 10, soit 20 dB. (Pour les charges de 300 et 200 ohms, voir la section « resistor tuning »).

Et ce n’est pas fini…

Nous n’avons pas encore traité une donnée importante : le niveau de sortie de votre cellule MC – il ne faudrait pas oublier que le principe d’un step-up, c’est d’amplifier le niveau de sortie de votre cellule de façon à ce qu’il puisse être traité par votre entrée MM.

Jensen, sur leur site, indique que le niveau de sortie, une fois traité par le step-up doit être compris entre 2.5 mV et 10 mV et nous allons partir de cette règle Au dessus, vous risquez de saturer et en dessous, le signal risque d’être trop faible. Là encore, il apparaît une difficulté supplémentaire : le niveau de sortie de devrait pas être considéré comme une constante puisqu’il semblerait que le niveau de sortie soit affecté par votre charge d’impédance : plus vous êtes proche de l’impédance interne, plus votre niveau de sortie s’affaiblit, plus vous vous éloignez, plus il s’élève. (Dans quelle mesure? suivant quelles règles? aucune idée mais toujours est-il que ce phénomène vous explique la sur amplification/sous amplification des aigus en fonction de l’impédance de charge)

Dans le tableau suivant, vous disposez, en fonction du gain de votre step-up, des fourchettes de niveau de sortie acceptables de façon à ce que votre output, sortie du step-up, reste dans la fourchette 2.5 mV-10 mV

Tableau 2 : gain du step-up – output min et output max

Gain in dBx factorMin output (mV)Max output (mV)
1450,502,00
1560,441,78
1660,401,58
1770,351,41
1880,311,26
1990,281,12
20100,251,00
21110,220,89
22130,200,79
23140,180,71
24160,160,63
25180,140,56
26200,130,50
27220,110,45
28250,100,40
29280,090,35
30320,080,32
31350,070,28
32400,060,25
33450,060,22
34500,050,20
35560,040,18
36630,040,16
37710,040,14

Et c’est là que les difficultés s’étoffent puisque vous devez courir deux lièvres à la fois :

  1. avoir une impédance de charge correcte
  2. avoir un gain suffisant

Pour certaines cellules, cela risque d’être particulièrement difficile. Un exemple? la Denon DL-1000A! 0.12 mV de sortie pour 33 ohms d’impédance interne. Il me faut donc, pour avoir 2.5 mV à l’entrée MM un tranfo 1:20 mais avec un tel tranfo, mon impédance de charge sera égale à 118.1 – cela peut passer mais c’est limite! On aurait pu souhaiter une impédance de charge plus élevée! Il sera donc ici conseillé de passer par un pré actif chargeant à 100 ohms.

Vous rencontrerez aussi des cas plus heureux. Prenons par exemple le cas d’une Ortofon MC30 supreme : les données sont les suivantes : impédance interne 5 ohms, résistance de charge >20 ohms et output 0.5 mV. Etant donnée la résistance interne (et l’information relative à la charge sur dispositif actif), il conviendrait de charger cette cellule entre 20 et 70 ohms (faut essayer – vous avez compris que l’on n’a pas ici une science exacte, tout est affaire de goût).

Si on ne retient que le critère de l’impédance de charge, on va se diriger vers un step-up assurant un gain élevé (1:26 si je regarde le tableau 1). Le problème, c’est que l’on va trop amplifier ce qui sort de la cellule puisque 0.5*26=13 mV dans l’entrée MM.

Mince, on est mal! Et bien non! Le « Resistor tuning » vous sauvera!

Non, il ne s’agit pas ici d’ajouter des jantes larges et un becquet arrière à votre step-up mais bien de tenter de modifier l’impédance de charge qu’impose votre pré passif via votre entrée MM (et son impédance propre).

Il est toujours possible de diminuer l’impédance de charge par l’ajout de résistance entre et le plus et le moins des RCA à la sortie de votre step-up.

Vous avez un step-up qui vous assure un gain de 10 et donc votre actuelle impédance de charge est égale à 470 ohms. Vous désirez obtenir une impédance de charge égale à 100 ohms? Vous devez pour cela souder deux résistances (stéréo) – calculons les valeurs de ces résistances.

Vous vous souvenez que l’impédance naturelle est liée à l’impédance de votre entrée MM. Maintenant, pour que l’impédance de charge soit égale à 100 ohms, il faudrait que l’impédance de votre entrée MM soit égale à 10000 ohms (puisque 10000/10^2=100).

De façon générale, vous devez dans un premier temps calculer l’impédance souhaitée de votre entrée MM de la manière suivante :

Wanted_IMP = (xgain)^2*(wanted_load_imp)

Pour passer de 47000 ohms à 10000 ohms, vous devez ajouter une résistance d’une valeur que l’on calcule ainsi :

Rload = 1/(1/10000-1/47000) = 12.7 Kohms

Dans un cas général : Rload=1/(1/R1 – 1/R2)

Où       R1 est l’impédance souhaitée pour votre entrée MM

Et         R2 l’impédance actuelle de votre entrée MM

Reprenons le cas de notre Ortofon MC30 supreme. Avec 0.5 mV d’output, je me dis qu’il serait bon d’arriver à 5 mV pour attaquer l’entrée MM. Il me faut donc un step-up assurant un gain 1:10.

Maintenant, imaginons que l’on souhaite arriver à une impédance de charge de 40 ohms (c’est un exemple : les plus malin d’entre vous achèteront un lot de résistances leur permettant de charger cette cellule à diverses valeurs comprises entre 20 et 70 ohms et ne conserveront que le réglage qui siéra le mieux à leurs oreilles).

Avec un gain de 10, il faudrait que l’impédance de votre entrée MM soit égale à 4000 ohms (=10^2*40). Les résistances à souder auront donc une valeur égale à :

Rload = 1/(1/4000-1/47000) = 4372 ohms

Sur cette cellule, le « resistor tuning » est heureux : il vous permet d’obtenir l’impédance de charge désirée et surtout d’utiliser un step-up avec un gain seulement de 10 (et là on se souvient que, plus le gain est élevé, plus le spectre risque d’être déformé – un gain de 10 est encore très raisonnable!). 

Et tout à coup, vous vous dites : « mais, je dois aussi pouvoir utiliser un step-up avec un gain encore plus faible puisque plus le gain est faible, plus j’ai de chance que la réponse soit droite ». Effectivement, mais cela va dépendre du gain de votre entrée MM elle-même. (Là cela devient plus compliqué – il faut quand même que votre signal transformé par le step-up soit supérieur à la sensibilité de votre entrée MM)

Imaginons que vous puissiez utiliser un step-up ne proposant qu’un gain 1:5 (lundhal en propose, Jensen propose un 1:4, c’est d’ailleurs un des plus chers de sa gamme), ici cela ne pose pas de problème puisque le niveau de sortie est égal à 0.5 mV, multiplié par 5, vous obtenez 2.5 mV.

Dans ce cas, toujours pour arriver à une impédance de charge égale à 40 ohms, avec un gain de 5, il faudrait que votre entrée MM soit d’une impédance de 5^2*40=1000 ohms et la résistance à ajouter doit être égale à :

Rload=1/(1/1000-1/47000) = 1021 ohms

ATTENTION : si vous vous lancez dans le resistor tuning, achetez des résistances de QUALITE!!!

Encore plus de resistor tuning?

Vous avez compris qu’avec de simples résistances vous pouvez abaisser l’impédance de charge appliquée. Vous pourriez aussi avoir envie de l’élever!

Bon, là, c’est moins drôle puisque vous devez pour cela modifier l’impédance de charge de votre entrée MM et l’élever. Les choses deviennent un peu compliquées pour moi mais, tel que j’ai compris la chose, juste au niveau de votre entrée MM, vous devez pouvoir trouver une résistance de 47 Kohms (en fait deux, la stéréo!!). C’est cette résistance qu’il faudrait changer (maintenant, ce style d’intervention doit certainement être limitée et je vous invite à vous renseigner auprès de personnes plus aptes que moi avant de vous lancer dans de telles manœuvres)

Une petite dernière avant de partir?

Bon, il est un dernier facteur que vous allez devoir prendre en compte : vos câbles (et leur inductance). Retenez que le câble qui doit relier votre step-up à votre entrée MM doit être le plus court possible et que son inductance doit être la plus faible. Ce sont les problèmes d’inductance qui peuvent provoquer des bosses ou des creux dans votre spectre!

Pour plus de détail sur le sujet, voir : http://www.hagtech.com/loading.html

Part 3

Une conclusion?

Pas encore!

Je suis sûr que je viens de faire de vous des fans de « resistor tuning » : vous vous dites, « je vais prendre un step-up avec le gain le plus faible que peut m’autorisez le niveau de sortie pour arriver à 2.5 mV. Comme mon transfo assure un gain faible, je suis quasi certain de la « droiture » de ma réponse (et en plus, je ne dépenserai pas des fortunes dans des 1:30 qui sont forcément chers si l’on veut qu’ils soient de bonne qualité). Avec les résistances adéquates, je vais arriver à l’impédance de charge désirée et hop, l’affaire est dans le sac, je vais pouvoir frimer auprès de mes copains ».

Calmons cette ardeur qui doit certainement être liée à des restes de chocs hormonaux provenant d’une adolescence trop peu éloignée de vous.

J’ai insisté sur le fait que la résistance devait être de la meilleure qualité qui soit. Utilisez de mauvaises résistances et vous obtiendrez de la bouillie. Ensuite, n’oubliez pas que la meilleure résistance, c’est celle qui reste chez le marchand! L’ajout de résistances peut certainement dégrader votre son et plus celle-ci est forte, plus vous risquez de déconvenues.

Ainsi, ce n’est pas deux lièvres que vous devrez pourchasser en même temps, c’est trois (voire quatre) :

  1. gérer correctement l’impédance de charge
  2. gérer correctement le niveau de sortie
  3. peut-être ne pas forcer sur les résistances
  4. (et des liaisons courtes!!!!!)

Pas simple!

Un dernier petit tableau, pour la route…

Bon, pour vous simplifier (un peu) la tâche, et déterminer plus facilement le style de step-up qui pourra gérer à la fois l’impédance de charge et votre niveau de sortie, vous pourrez essayer de comprendre le tableau suivant :

Tableau 3 : niveau de sortie et impédance de charge – gain min et gain max

Output0,050,10,150,20,250,30,350,40,450,5
x factor min50,025,016,712,510,08,37,16,35,65,0
load imp
1068,6E68,6E50,0*37,5*30,0*25,0*21,4*18,8*16,7*15,0*
1556,0E56,0E50,0*37,5*30,0*25,0*21,4*18,8*16,7*15,0*
2048,5E48,5E37,5*30,0*25,0*21,4*18,8*16,7*15,0*
2543,4E43,4E37,5*30,0*25,0*21,4*18,8*16,7*15,0*
3039,6E39,6E37,5*30,0*25,0*21,4*18,8*16,7*15,0*
3536,6E36,6E36,6E30,0*25,0*21,4*18,8*16,7*15,0*
4034,3E34,3E34,3E30,0*25,0*21,4*18,8*16,7*15,0*
4532,3E32,3E32,3E30,0*25,0*21,4*18,8*16,7*15,0*
5030,7E30,7E30,7E30,0*25,0*21,4*18,8*16,7*15,0*
6028,0E28,0E28,0E28,0E25,0*21,4*18,8*16,7*15,0*
7025,9E25,9E25,9E25,9E25,0*21,4*18,8*16,7*15,0*
8024,2E24,2E24,2E24,2E21,4*18,8*16,7*15,0*
9022,9E22,9E22,9E22,9E21,4*18,8*16,7*15,0*
10021,7E21,7E21,7E21,7E21,4*18,8*16,7*15,0*
12019,8E19,8E19,8E19,8E19,8E18,8*16,7*15,0*
14018,3E18,3E18,3E18,3E18,3E18,3E16,7*15,0*
16017,1E17,1E17,1E17,1E17,1E17,1E16,7*15,0*
18016,2E16,2E16,2E16,2E16,2E16,2E15,0*
20015,3E15,3E15,3E15,3E15,3E15,3E15,0*
22514,5E14,5E14,5E14,5E14,5E14,5E14,5E
25013,7E13,7E13,7E13,7E13,7E13,7E13,7E
27513,1E13,1E13,1E13,1E13,1E13,1E13,1E
30012,5E12,5E12,5E12,5E12,5E12,5E12,5E
32512,0E12,0E12,0E12,0E12,0E12,0E
35011,6E11,6E11,6E11,6E11,6E11,6E
37511,2E11,2E11,2E11,2E11,2E11,2E
40010,8E10,8E10,8E10,8E10,8E10,8E
42510,5E10,5E10,5E10,5E10,5E10,5E
45010,2E10,2E10,2E10,2E10,2E10,2E
4759,9E9,9E9,9E9,9E9,9E
5009,7E9,7E9,7E9,7E9,7E
5509,2E9,2E9,2E9,2E9,2E
6008,9E8,9E8,9E8,9E8,9E
6508,5E8,5E8,5E8,5E8,5E
7008,2E8,2E8,2E8,2E
7507,9E7,9E7,9E7,9E
8007,7E7,7E7,7E7,7E
8507,4E7,4E7,4E7,4E
9007,2E7,2E7,2E7,2E
9507,0E7,0E7,0E
10006,9E6,9E6,9E
11006,5E6,5E6,5E
12006,3E6,3E6,3E
13006,0E6,0E
14005,8E5,8E
15005,6E5,6E
16005,4E
17005,3E
18005,1E
1900
2000

Explications : vous avez une cellule avec un output de 0.25mv, pour obtenir dans votre entrée MM, vous devrez utiliser au minimum un step-up avec un facteur d’amplification de 10 (pour avoir 2.5mv dans votre entrée MM).

La charge d’impédance que vous allez vouloir imposer vous indique ensuite le gain maximum de votre step-up. Si vous voulez imposer une charge comprise entre 10 et 50 ohms, vous pourrez utiliser un step-up avec un facteur d’amplification égal à 30. L’étoile à coté du 30 indique que si vous prenez un step-up proposant un ratio plus élevé, vous risquez de saturer votre entrée MM (seuil de saturation arbitrairement fixé à 7.5 mV). Si vous voulez charger à 375 ohms, vous devrez utilisez un step-up avec un facteur d’amplification au plus égal à 11.2. Le ‘E’ à coté du 11.2 signifie « si vous prenez plus fort, vous chargerez nécessairement votre cellule avec une impédance plus faible ».

« Mince, à l’intersection de la colonne correspondant au gain de ma cellule et de la ligne correspondant à la charge d’impédance que je souhaite, il n’y a rien »

Si vous ne disposez que d’une simple entrée MM (sans gain réglable par exemple), pas de step-up pour vous : vous devrez passer par un dispositif actif!

Quelques liens

Sowter
pour marier cellule et les step-up qu’ils proposent

Jensen
est aussi une mine d’information 

Bent Audio
explications très bien faites


K&K Audio
spécialiste des transfo lundhal:

K&K Audio forum
et leur site de discussion

Hashimoto
c’est l’ancien fabriquant de transformateur de Sansui : il propose le tranfo HM-3 qui présente des caractéristiques intéressantes (en plus, et cela ne gâche rien, ils sont très sympa!)

 

Comments

VECTEUR step up tansformer for Denon DL 103

Hi,

I have purchased a SUT made specifically for the DL103 by the french manufacturer VECTEUR.

A kind of wishfull purchase since my turntable is not operational yet, I can't test it!

I hope it will be a good match for the DL...

I cannot find any documentation though.

ANYONE would know anything about it, Have docs? Any knowledge or idea regarding matching this VECTEUR SUT with a MM phono pré?

Thanks

R