Amplificateur NAD S300

1°) Présentation générale :

L'amplificateur intégré S300 a été fabriqué entre 2004 et 2005 par la firme NAD. Il était vendu neuf au prix de 3200euros, l'appareil est télécommandable, il ne comporte qu'un seul réglage : le volume.

Caractéristiques constructeur :

On note plusieurs points curieux :

- l'absence de toute mesure concernant la distorsion (harmonique ou d'intermodulation)

- l'absence de power bandwidth

- l'absence de temps de montée (ou slew-rate)

- le renvoi à propos de la puissance à un "niveau de référence" de distorsion nulle part précisé par ailleurs...

2°) Conception :

a) mécanique :

sur ce plan c'est le top : le chassis est constitué par les deux énormes radiateurs latéraux, réunis par une épaisse plaque verticale à l'avant et deux poutres à l'arrière sur lesquelles est fixée la face arrière. La facade est en aluminium très épais anodisé gris comme tout le reste de l'extérieur de l'appareil. Les circuits imprimés sont fixés sur des poutres allant d'un radiateur à l'autre. La visserie est du type six pans creux, à l'exception de la visserie interne et de fixation du capot supérieur.

Le capot inférieur est en acier peint en gris de 10/10ème d'épaisseur.

b) électronique :

remarque préalable : le schéma du S300 n'est pas d'origine NAD (ça se voit : NAD c'est toujours "tiré par les cheveux", ici ce n'est pas le cas) ; il a été réalisé par l'entreprise de HiFi (paraît-il de très haute gamme) danoise Gryphon et utilisé sur les amplificateurs de la série Tabu : Tabu AT, Tabu integrated dual mono, Tabu Century. Voir plus bas le paragraphe sur la controverse S300 vs Tabu Century.

Entrées au standard RCA :

- TUNER

- AUX

- VIDEO

- TAPE

Entrées au standard XLR (symétriques)

- CD

Sorties :

- Monitor (Tape Rec) au standard RCA

- Enceintes : bananes ou câble à visser (une paire)

La sélection se fait par relais électromécaniques, puis arrive sur le potentiomètre de volume et l'ampli en tension :

L'entrée se fait sur un AD711, on passe ensuite sur deux paires différentielles polarisées par des générateurs de courant à LED. Les paires différentielles permettent l'usage d'une CR positive (par l'intermédiaire d'un AOP d'un TL074). Il est important de bien voir que la CR est POSITIVE, ceci est choix assez... stupide et dicté avant tout par des considérations commerciales s'appuyant sur des observations techniques fumeuses.

Il existe en effet une polémique, datant des années 80, sur le rôle, parait-il, néfaste d'une CR négative dans un amplificateur audio. En réalité une comparaison objective entre CR positive et CR négative bien faite, montre que cette dernière n'a pratiquement que des avantages :

Le seul "défaut" de la CR négative est la diminution assez forte du gain, au concepteur du circuit d'y remédier en créant un circuit bien pensé.

Mais alors pourquoi utiliser (comme le fait Gryphon dans le Tabu) une CR positive? Tout simplement pour pouvoir écrire dans son argumentaire commercial : "zero negative feedback"... mais pourquoi être si attaché à ce "zéro negative feedback"?

Pour expliquer ce fait il faut remonter aux années 60-70 : à cette époque les amplificateurs vraiment HiFi à transistors apparaissent, mais ils utilisent des composants anciens aux caractéristiques médiocres. Pour palier ce défaut l'idée vient d'utiliser des montages à CR négative très forte, ça marche mais certaines qualités sont altérées (la BP finit en fait par diminuer et le SlewRate s'effondre). Ceci à pour conséquence l'apparition de toute une littérature dans les années 70-80 sur les aspects néfastes de la CR négative (articles signés en particulier de M. Otala)... aspects néfastes qui en réalité ne sont pas dus à la CR négative mais à sa mise en oeuvre à des niveaux très exagérés! A partir de là se développe toute une vogue sur les amplificateurs sans CR négative et leur soit-disante supériorité sur les amplificateurs à CR négative.

Il va de soit qu'aujourd'hui l'argumentaire ne tient absolument plus la route : la qualité des condensateurs a évoluée, les semi-conducteurs ont faits des progrès absolument énormes, et leur coût s'est effondré, du coup il est possible de faire des circuits de très très bonne qualité avec une CR négative assez faible (et donc elle-même de qualité et non plus mise en place pour masquer des défauts!).

En conclusion le choix (purement commercial : "ça fait bien") de Gryphon de faire des amplificateurs à CR positive repose sur un argumentaire complètement obsolète, et -pire- a des conséquences dramatiques sur la qualité du signal produit : on verra que le niveau de DHT du S300 à 80W est très élevé!

On attaque ensuite l'étage de puissance :

C'est un classique push-pull classe AB avec bias sur multiplicateur de Vbe (Q501). Le push- pull est composé d'une paire de double bipolaires (MJE15030/15031) montée en darlington complémentaire qui attaque une double paire complémentaire (SC2922 / 2SA1216) montée en parallèle. On note également la présence de deux limiteurs d'intensité agissant au niveau des bases de Q507 et 509.

L'alimentation est très classique et véritablement double mono puisque chaque canal du début jusqu'à la fin est alimenté par un seul et même transfo toroïdal en +/- 50V (redressement par 4 condensateurs de 10.000µF chacun).

Bien que bonne qualité on ne peut qu'être un peu surpris par l'aspect assez ancien du circuit d'amplification (aussi bien en tension qu'en courant) : les ZTX653, 453, 753, et 556, sont des transistors déjà assez vieux, sans parler du TL071 ; en 2000 (la date de sortie chez NAD est 2004 et il faut toujours compter 4 ans de décalage avec les techno récentes dans le domaine de la HiFi) il existe des semi-conducteurs ayant de meilleures caractéristiques que tous ceux énoncés ci-avant. L'explication se trouve en fait ci-dessous : le circuit utilisé par NAD est un circuit utilisé dans un amplificateur sorti en 1997 (donc d'une conception datant de 1993)!!

c) La controverse Gryphon Tabu Century vs NAD S300 :

lorsqu'on regarde des photos de l'intérieur du Tabu Century et du S300, il semble que le PCB principal et les circuit de puissance soient exactement les mêmes (aux marques des condensateurs près), ce n'est pas tout à fait exact. Par curiosité je me suis un peu penché sur le modèle Tabu de Gryphon. Gryphon a décliné le Tabu sous trois versions : Tabu AT, Tabu Integrated Dual Mono et Tabu Century.

- d'abord le Tabu AT : celui -ci ne possède qu'un seul transformateur torique, le PCB est celui qui sera installé sur le Tabu Integrated Dual Mono et le Century. A noter quand même que dans le PDF du manuel de l'utilisateur du Tabu AT (que l'on peut trouver sur le site de Gryphon) on lit en première ligne : "True Dual Mono configuration" ce qui est faux puisque cet ampli ne possède qu'un seul transformateur d'alimentation!!! Il possède cinq entrées et une sortie Tape out.

- le Tabu Integrated Dual Mono : il possède deux transfo de technologie C-Core, il semble que se soit la seule différence avec le Tabu AT!

- ensuite le Tabu Century, est semble-t-il identique au Dual Mono à une exception près : il a un bouton de muting!!

Comparaison avec le S300 de NAD :

- le NAD comporte cinq entrées, une sortie tape out, il n'a pas de fonction muting.

- le NAD a un PCB central légèrement différent du Tabu Century, mais en regardant bien différentes photos présentes sur Internet ont constate qu'il y a le même nombre de transistors faibles signaux (en boîtier X11, lequel est un boîtier très particulier qui n'a été utilisé que par Zetex... les transistors sont donc certainement des Zetex série ZTX) sur les deux appareils,  qu' il y a un AOP d'entrée (AD717), et un TL074. On peut donc parier que le schéma audio du NAD est identique à celui du Gryphon Tabu Century.

- le NAD comporte deux transfo toriques, alors que le Tabu Century comporte deux transfo C-core (ceci d'ailleurs impose (par canal) deux ponts de puissance au lieu d'un seul sur le NAD).

- on remarque aussi que le PCB du Tabu porte les mêmes traces d'échauffement que celui du NAD!!!!

- les circuits d'amplification en courant sont les mêmes : PCB absolument identiques et transistors de sortie également!

- enfin les radiateurs sont beaucoup plus gros sur le NAD que sur le Gryphon.

Au sujet des fameux transformateurs C-core utilisés par Gryphon... Il est assez consternant de voir que Gryphon utilise ce type de transfo : ils vibrent et rayonnent beaucoup plus que des toriques (sans parler de l'échauffement), ces faits sont d'ailleurs reconnus par le constructeur qui indique (dans son ouvrage Gryphon Tale's en p 91) que le Tabu Century utilise des suspensions complexes pour les transformateurs, ainsi qu'un blindage entre transformateurs et circuits audio!!!

Au final non seulement le S300 est pratiquement identique au Tabu Century (à la possibilité de muting près), mais en plus il est mieux fabriqué!!

3°) Problème à la réception :

l'appareil s'allume mais reste en protection.

4°) Recherche des causes et dépannage :

sur le S300, NAD a sorti une note de mise à niveau, indiquant un certain nombre de modifications à faire pour diminuer la valeur du courant des générateurs Q303, Q305, Q304, Q306, en effet les réistances R3111, 313, 312 et 314 ont des valeurs trop faibles par rapport au courant supportable par les paires différentielles, il en résulte un échauffement très important des transistors et des pistes (qui finissent par se décoller) avec rupture des soudures. Il faut donc reprendre toute la partie ampli en tension en changeant les transistors, les résistances et en refaisant les soudures défaillantes.

Le propriétaire m'informe qu'il a fait faire cette remise à niveau par un professionnel (ou du moins un individu qui se présente comme tel) : Galilée Technologies à Colombes (92), mais que l'amplificateur est retombé en panne peu après (alors que le "professionnel" sus mentionné l'avait gardé un an!).

A l'ouverture, on ne peut qu'être consterné par le "travail" réalisé (voir les photos ci-après).

L'intervention a consisté d'abord à nettoyer enlever tout ce qui avait été soudé n'importe comment, à nettoyer la platine, à enlever tous les transistors faibles signaux et les résistances à changer. Ensuite le vernis a été enlevé là où il ne collait plus, les pistes nettoyées et les nouveaux composants (au total 16 transistors et 8 résistances) soudés.

Pour finir les courants de repos ont été ajustés à la valeur recommandée par NAD en utilisant un Variac au démarrage.

5°) Le dépannage en images :

a) Etat des lieux :

les images parlent d'elles-mêmes :

C'est absolument consternant, tant du côté composant que du côté cuivre sans composants...

b) Dessoudage et nettoyage :

Les transistors ont tous été enlevés, les deux LED et les résistances à changer également. Du fait de la chaleur dissipée antérieurement le vernis s'est enlevé au niveau des collecteurs des transistors laissant ainsi le cuivre bien visible.

c) PCB avec neufs composants montés :

Le côté cuivre a été vernis pour prévenir tout décollement de piste :

Le travail a été fait sur les deux canaux.

Vue générale du dessous, à l'avant les deux gros transfo toriques, on voit également bien la plaque qui supporte tous les transistors devant être reliés au radiateur à gauche (quatre transistors sont d'ailleurs visibles).

Vue supérieure générale (pour un canal) :

- pointé en jaune : le trimmer de bias

- pointé en vert : le pont

- pointés en violet deux transistors de la double paire de sortie

- pointés en marron clair : les drivers

- pointés en rouge : les condo de filtrage de puissance

- cerclée en bleu : la zone refaite.

Avant la fermeture du boîtier, un réglage minutieux des bias sera fait en utilisant un VARIAC au démarrage comme recommandé par NAD.

A l'usage on constate effectivement une diminution de l'échauffement des transistors du circuit d'amplification en tension, échauffement qui reste tout de même assez conséquent.

5°) Essais :
S'agissant d'une réparation simple et non d'une remise en état complète, une seule série de mesures à été faites, cette série a tout de même été réalisée deux fois vu les résultats très étonnants de la DHT (résultats confirmés).

a) DHT et SNR :

- DHT (%) :

- SNR (dB) :

- spectres :

à gauche à 10W, à droite à 80W.

b) BP à -3dB et SlewRate :

la BP est correcte, le SlewRate (assez) bon : un peu plus de 2V/µs.

Au final on a donc des résultats bons à faible puissance, par contre la DHT à 80W est franchement élevée : on est presque à 1% à 20kHz! Comme expliqué plus haut ceci est dû à l'utilisation d'une CR positive (argument commercial dont on voit bien ici le non sens total...).

6°) Bilan :

le S300 est un bel appareil, il est bien fabriqué : c'est solide et ça monte à 2 x 100W RMS sans peine aucune. Le seul défaut est le recours à une CR positive... c'est dommage.

La mise à niveau (ou réparation) indiquée par NAD se fait assez facilement mais est longue, la mise au point par contre est délicate.

7°) Statut :

restitué à son propriétaire.