Amplificateur Sansui AU-919

1°) Présentation générale :

L'AU-919 est un des plus gros amplificateur de cette série fabriqué par Sansui entre 1979 et 1982, il existe un modèle très proche : le D-907, les deux appareils sont identiques sur le plan électronique.

Caractéristiques constructeur :

Puissance de sortie : 100 W sous 8 Ω (deux voies en charge) sur toute la bande passante, DHT<0,008% *

Bande passante : 20 Hz to 20 kHz *

THD : < 0.008% à 100 W *

DIM (SMPTE) : < 0,008% à 100 W *

Slew rate : 200 V/µs *

Sensibilité : 0.1mV (MC), 2.5mV (MM), 150mV (line)

SNR: 74dB (MC), 90dB (MM), 100dB (line)

Diaphonie (1 kHz à 100 W) : 75dB (MM), 70dB (MC), 80dB (line)

Niveau sortie préampli : 1 V (47 kΩ-1,5 kΩ

Impédance enceintes : 8 Ω (minimum)

Dimensions: 430 x 168 x 428 mm

Poids : 21.4 kg

ATTENTION : les caractéristiques suivies d'un astérisque ne concernent QUE l'ampli de puissance. En ampli intégré (donc avec le préampli), les chiffres sont nettement moins bons.

2°) Conception :

a) Partie mécanique :

l'appareil possède un véritable châssis à poutres en acier galvanisé sur lequel viennent se fixer tous les éléments électroniques et les plaques de façade, face arrière, capots de blindage... C'est remarquablement bien fait, très rigide (heureusement car vu le poids!). Le capot supérieur est en acier peint double face, tous les capots internes le sont aussi, les ensembles : protection/carte RIAA, carte pré-amplification, potentiomètre volume + réglage tonalité, sont capotés indépendamment. La façade est évidemment montée sur contre-façade, elle est en aluminium anodisé noir, la sérigraphie d'excellente qualité, enfin TOUS les boutons sont en aluminium avec un repère usiné et peint en rouge!!

On peut quand même regretter une très forte compacité qui rend le démontage très difficile.

b) Partie électronique :

- Entrées : Phono (MM et MC), AUX, Tuner, et deux tape, une entrée direct ampli de puissance, standard RCA,

- Sorties : deux borniers enceintes (à ressors), deux sorties tape out, une sortie pré-out.

La partie préampli est séparable de la partie ampli de puissance grâce à un petit sélecteur en face arrière.

L'appareil possède deux réglages de tonalité débrayables, une commande balance, un sélecteur d'enceintes, un muting, un sélecteur de source pour enregistrement.

- Partie phono :

Le schéma ci-dessu est tiré du SM de Sansui, c'est un schéma simplifié équivalent au schéma réel. On distingue deux grande parties : à gauche l'amplification linéaire à base de FET propre à l'entrée MC, et à droite l'amplification RIAA commune aux cellules MC et MM.

Amplification MC : il s'agit en fait d'un petit ampli push pull classe A à très fort gain. L'utilisation de FET en entrée à deux avantages : pas de condo de liaison et très très faible bruit. Pourquoi utiliser six FET en parallèle (il n'y a qu'un courant très très faible qui circule)? Simplement parce que plus on augmente le nombre de FET dans cette configuration et plus le rapport signal sur bruit est élevé!

Partie commune, c'est un ampli push-pull classe AB classique avec tout de même un étage amplificateur en tension très particulier dit : "diamond driver" (circuit breveté par Sansui). Il n'est pas possible ici d'expliquer le fonctionnement de ce circuit et surtout le pourquoi des trois principaux avantages qui découlent de cette topologie, ces avantages étant : une très grande immunité au bruit, un slew rate très élevé et surtout un CMRR (Common Mode Rejection Ratio) très élevé. Le dernier point permet d'obtenir une distorsion d'intermodulation transitoire très faible.

L'ajustement de la réponse RIAA est réalisé par la boucle de CR visible en bas de schéma.

Tout cet ensemble représente comme on le verra un nombre considérable de composants (entre autres 66 transistors) situés sur deux PCB différents!

- Partie correction tonalité, contrôle volume et balance :

Après passage par le sélecteur de source et les sélecteurs/poussoir de renvoi pour enregistrement, les potentiomètres de volume et balance, on arrive au préampli-correcteur de tonalité : on a de nouveau une structure en push pull classe A, mais avec un étage différentiel d'entrée classique. Les réglages de tonalité sont entièrement passifs (contrairement à bon nombre d'amplificateurs japonais dans lesquels l'ajustement est fait en jouant sur la boucle de CR de l'ampli).

La jonction avec la partie amplification de puissance se fait via un commutateur (pas très fiable) situé en face arrière permettant soit un couplage direct soit un couplage par capacité.

- Partie amplification de puissance :

Comme dans pratiquement tous les amplificateur BF en classe AB il y a deux parties : la partie push-pull amplificatrice en courant et la partie driver amplificatrice en tension et intégrant la CR.

La partie amplificatrice en courant est constituée par les transistors TR23,27,29,31 et les paires de puissance TR701, 705, 703, 707. La polarisation est faite via 4 diode et un transistor senseur de température (TR23), c'est du classique. Là où les choses changent c'est d'abord dans l'alimentation : il y a deux alimentations symétriques (une en +/-56 V pour l'amplification en courant et une en +/-53 V pour l'amplification en tension). Ensuite l'étage d'amplification entension est très particulier (diamond differential comme pour la carte RIAA). TR03,05,15,17 et 01 sont monté en générateur de courant. En entrée on a une paire différentielle de FET, ensuite cette paire de FET drive en "plus" TR07 et TR11 et en "moins" TR13 et TR09, la modulation (complète) se retrouve ensuite sur les collecteurs de TR05 et TR17 et attaque ensuite l'étage de puissance. Ceci est une explication très schématique car en fait la disposition très particulière de TR07,09,11,13 et 17, 05 rend comlpliqué une explication complète.

Les avantages de ce driver, comme dans le cas de la carte RIAA , sont : immunité au bruit, SlewRate élevé et CMRR élevé.

- Partie sélection d'enceinte et sécurité :

La sélection des systèmes d'enceintes (A, B, A+B) se fait en activant deux relais situés sur la carte de protection. Le système de protection intègre un soft start durant lequel le voyant power en façade clignote, une protection contre les surcharges et la dérive en continu ; tout est fait en éléments discrets.

3°) Problèmes à la réception :

Perte d'une voie de façon aléatoire.

Compte tenu de l'âge et des problème de fiabilité de ces amplificateurs (sans doute un peu exagérés d'ailleurs) une révision complète s'impose. On constatera aussi que deux problèmes cachés apparaîtront lors des essais.

4°) Recherche des causes et dépannage :

La perte de la voie est lié au commutateur de couplage ampli de puissance-préampli, c'est un pb tout à fait mineur qui sera résolu en bloquant cette fonction (ce type de commutateur linéaire à trois positions stéréo étant introuvable). Tout l'appareil sera par ailleurs révisé avec changement des capa chimiques (sauf filtrage de puissance), des diodes doubles ou triples, et des capa polystyrène de la carte de puissance. Il n'est pas utile de changer les FET en faisant à appairement nickel puisqu'il existe des réglages d'offset sur tous les étages!

Deux gros problèmes apparaîtront lors des essais : un claquage des deux paires de transistors de sortie (lié à une boucle de bias défectueuse) et un écrêtage à 50 WRMS assymétrique lié à un pb d'alimentation basse puissance. La boucle de bias sera fiabilisée par un changement des drivers, du transistors sonde et du pont résistif de polarisation de ce transistor.

5°) Le dépannage en images :

a) Ouverture et état des lieux :

Ci-dessus vue inférieure :

1 : carte ampli de puissance

2 : carte sélecteur et ampli RIAA (partie commune MM et MC)

3 : radiateur transistors de puissance

4 : carte correction de tonalité

5 : carte alim phono et correcteur tonalité

6 : carte alim puissance (amplification en courant) et alim puissance (amplification en tension)

7 : transfo alim puissance

8 : sélecteur de tension secteur

9 : carte protection.

Pointés en bleu les 4 demi-ponts de puissance.

Pointés en jaunes des condos non d'origine.

Vue rapprochée de la carte d'alim de puissance, la colle corrosive est bien visible ainsi qu'une résistance carbone agglomérée qui n'a rien à faire ici!

b) Dépose de l'ensemble carte ampli puissance + radiateur + carte alim de puissance et réfection carte alim phono ampli correcteur de tonalité  :

1 : la carte sélecteur source et ampli RIAA partie commune MM MC

2 : la carte alim phono (refaite)

Pointés en vert les borniers des condensateurs de puissance sur lesquels vient se fixer la carte d'alim.

Il est impératif de parfaitement repérer tous les fils (et il y en a!) dessoudés lors des dépose de cartes.

Autre vue.

Pointés en bleu : les borniers.

Pointés en vert les condensateurs chimiques changés sur la carte alim phono.

La carte alim de puissance avec les condensateurs non d'origine enlevés, ainsi que les composants aux pattes collés. Les fils gainés en blanc vont directement aux collecteurs des transistors de puissance.

Pointés en bleu les demi-ponts de puissance avec les grosses diodes (c'est très ancien comme techno), pointés en vert les ponts de faibles puissance destinés aux deux alim de la partie amplification en tension des ampli de puissance.

La colle sera enlevée et tous les composants passifs (ou presque) remplacés. Une vue de la carte restaurée et en place est disponible plus bas.

c) Restauration de la carte sélecteur de sources et partie commune RIAA phono MM MC.

Cette carte est très délicate à déposer : il y a un nombre considérable de fils à repérer, la restauration a donc été faite carte en place en passant par en-dessous dans l'espace laissé libre par l'absence de carte ampli + radiateur.

Pointé en bleu : le sélecteur de sources avec ses 4 galettes.

Pointés en vert : 3 des quatre transistors de sortie de l'ampli push-pull classe A de l'ampli phono!

Vue générale de la platine restaurée avec en dessous l'ensemble carte alim radiateur en place.

Pointés en vert : les condensateurs chimiques remplacé (en partie car tous ne sont pas bien visibles).

Vue rapprochée... la densité en composants est particulièrement élevée pour du discret! Pointés en vert toujours les condo chimiques remplacés. Pointés en bleu les diodes multiples également remplacés.

d) Restauration de la carte protection :

Cette carte est difficile d'accès et surtout compte un nombre très élevé de fil de connexion. Il est nécessaire de déposer la face arrière pour y accéder. Elle comporte les fusibles de sa propre alimentation et le fusible général (secteur, un 5 A en secteur 240 V), c'est d'un accès assez mauvais pour des fusibles! On les voit bien ici (pointés en bleu), attention il s'agit de fusibles 6x32 mm difficiles aujourd'hui à trouver. Pointés en violet les relais d'HP : un pour la sécurité l'autre pour la commutation. Ils ont tous les deux été remplacés. Pointés en vert les condo neufs.

e) Restauration de la carte ampli phono partie MC :

Cette carte est située à l'arrière de l'appareil, elle est d'un accès mal aisé (ce quine facilite pas du tout les réglages!! On voit très bien les 16 FET et les 4 transistors ballast d'alim. Pointés en vert les condensateurs électrochimiques neufs.

f) Remise en place des cartes :

Après réfection, les cartes ampli, phono MC, protection, entrées, sont remises en place.

Cerclée en vert : la carte protection, cerclée en rouge la phono MC, cerclée en violet l'ampli de puissance.

Pointés en vert : les condensateurs de filtrage de puissance (non changés).

Pointé en violet : le transfo d'alimentation de la partie amplification en courant de l'ampli de puissance et de la platine de protection.

Remarque : la platine ampli de puissance est ici dans une première version de restauration : les trimmers de bias ont été remplacés par des monotours, et sont toujours situés dans les "entrailles" de la carte (ce qui ne facilite pas du tout le réglage!). Cette version sera modifiée suite aux problèmes rencontrés lors des essais (cf infra).

Autre vue des platine protection (cerclée en vert) et phono MC (cerclée en rouge). On le voit, il n'y a vraiment pas beaucoup de place entre la face arrière et la poutre du châssis!

g) Carte de pré-amplification et muting, correcteurs de tonalité, et potentiomètres :

Il faut pour y accéder démonter la façade et la contre façade.

Façade et contre-façade enlevées. On voit à gauche la prise jack pour le casque, le sélecteur d'enceintes (qui ne contrôle pas directement les sortie enceintes comme c'est très très souvent le cas mais via un relais) et l'inter OFF/ON. A l'opposé, de nombreux connecteurs destiné aux LED de sélection de source, et à la platine muting / tonalité bypass...

La carte de pré-amplification. Les trimmers mono-tours servent à régler les offset. Pointés en vert les condensateurs chimiques changés, au fond les sélecteur muting, tone defeat, subsonic, jump.

Le potentiomètre de réglage de volume, on ne peut que partiellement l'ouvrir pour bien nettoyer les pistes.

Les potentiomètres de réglage de tonalité seront également nettoyés.

h) remontage final :

Vue supérieur sans façade, fond et capot.

1 : transfo d'alimentation ampli puissance en courant et platine protection

2 : transfo d'alimentation ampli puissance en tension, préampli, cartes Phono, voyants

3 : sélecteur d'enceintes

4 : potentiomètre de volume

5 : carte préamplification

6 : carte sélecteur entrées et Phono commune MM MC

7 : carte ampli première version

8 : radiateur

Vue inférieure... c'est bien rempli!!

A noter que du fait de l'état assez mauvais du sélecteur de couplage ampli/préampli, un pont filaire externe avec fiches RCA mâles a été réalisé entre les entrées de l'ampli de puissance et les sorties du pré-ampli.

i) Problèmes lors des essais :

Deux problèmes vont apparaître :

- un brutal échauffement des transistors de sortie sur une voie entraînant leur destruction.

- un écrêtage assymétrique à 40 WRMS

Le premier problème était certainement lié à une boucle de bias défectueuse. La solution a donc été de remplacer tout l'ensemble : deux paires de puissance, quatre driver, deux transistors sonde, deux ponts de polarisation et trimmers monotour par multitours. L'emplacement initial des trimmer est mauvais (très profond), il a doc été décidé de le déplacer en les collant sur le PCB et en les reliant en filaire aux emplacements initiaux.

Gros plan sur la carte amplification de puissance seconde version avec :

- pointés en rouge : les deux trimmers multitours de bias

- pointés en violet : les nouveaux condo (mica) en remplacement des polystyrène "black flag"

- pointés en vert : les trimmer monotour d'offset.

Le second problème a été un peu plus complexe :

en injectant un signal de 1 kHz, l'ampli se met à écrêter bizarrement pour moins de 60 V càc autrement dit pour une puissance d'une cinquantaine de watt RMS sous 8 ohms... ce qui est anormal pour un ampli de 100 WRMS. On voit ce phénomène sur l'oscillogramme ci-dessous :

Après recherche, deux ballast de l'alimentation régulée de la partie amplification en tension de l'ampli de puissance étaient en cause, on était à 20 V pour 50 attendus!

Le remplacement des composants défectueux solutionne le pb :

On est ici à la limite de l'écrêtage (vu par mesure simultanée de la DHT, car il n'est pas possible de voir réellement le début de l'écrêtage sur l'oscillogramme de la tension en sortie). L'onde est parfaitement symétrique et on est à une puissance de 125 WRMS.

Remarque : cet essai ne signifie pas que l'on puisse effectivement avoir une puissance de 2 x 125 WRMS en continu sur cet appareil : il est fait à 1 kHz, une seule voie en charge, et pendant un temps très court.

j) Fermeture de l'appareil :

Vue supérieure de l'appareil juste avant fermeture, c'est super propre, tout est blindé par capots, le radiateur est de bonne taille. C'est vraiment une très belle qualité de fabrication.

6°) Essais :

Attention : les essais menés ici le sont sur l'ensemble de l'appareil : ampli et pré-ampli, on a donc dans tous les cas des valeurs très inférieures à ce qu'annonce Sansui qui ne donne les valeurs de DHT, SNR, SlewRate, BP que pour l'ampli (d'où d'ailleurs des valeurs exceptionnelles de SlewRate et de BP!).

a) DHT et SNR à 10 W sous 8 ohms :

Spectres :

On a donc de très bonnes valeurs.

b) DHT et SNR 50 W sous 8 ohms :

Spectres :

Là aussi pour un appareil de cette époque, à une puissance de 50 WRMS les valeurs obtenues sont bonnes.

c) SlewRate et temps de montée :

Là aussi c'est très bon : 1,7 V/µs!

d) Bruit résiduel :

597 µVRMS soit -64dB non pondérés... c'est pas mauvais.

e) Bande passante :

C'est très bon : presque parfaitement plat!

7°) Bilan :

Un très très bel appareil, dépassé technologiquement aujourd'hui en ce sens que pour une puissance RMS identique on a des amplificateurs intégrés beaucoup plus petits et chauffant moins (même en classe AB), par contre la qualité de fabrication est extraordinaire, la puissance effective aussi.

On peut tout de même noter que cet amplificateur chauffe beaucoup à partir de 50 WRMS, il faut absolument qu'il soit très bien ventilé. Il n'est pas évident que les problèmes évoqués sur internet concernant cette série soient effectivement liés aux condensateurs "Black-flag", peut-être plutôt un bias qui part en flèche.

Le dépannage est difficile du fait d'une accessibilité très moyenne et d'une relative complexité de l'appareil. Reste qu'on est ici face à de la très belle électronique analogique (avec en particulier le circuit diamond driver, les alim séparées ampli courant et ampli tension, et le magnifique schéma RIAA MM/MC).

8°) Statut :

Restitué à son propriétaire.