Amplificateur Sansui AU-X901

1°) Présentation générale :

L'amplificateur intégré AU-X901 fut commercialisé de 1987 à 1990. Il illustre bien malheureusement la dérive de Sansui vers des produits moins sérieusement fabriqués que les AU-11000, 917 etc. qui furent vraiment des appareils extrêmement bien faits.

Cet appareil est sur le papier un excellent appareil, et il a d'excellentes caractéristiques, une conception symétrique des étages de puissance (ce qui est extrêmement rare), une bonne section phono ; mais comme on le verra lors du dépannage, il y a vraiment des choses qui ne seraient jamais passées sur les Sansui des années 1975-1982. On voit très bien que l'entreprise cherchait alors à faire des économies, et que le sérieux n'était plus là...

Données constructeur :

- Puissance : 130 WRMS per channel (both driven) 20 Hz - 20 kHz sur 8 Ohms

- Impédance HP : 8-16 Ohms

- THD : 0,005% à 130 WRMS (both channels driven)

- DIM : 0,005% à 130WRMS (both channels driven)

- BP (à 1 W) : 1 Hz 300 kHz +0, -3 dB

- Phono sensibilité : MM : 2,5 mV/47 kOhms ;  MC : 160 µV/16 Ohms

- Line, CD, Tuner, Tape... 150 mV/47 kOhms

-SNR Phono : 88 dB, Line : 110 dB

- Pmax consommée : 720 W

- Dimensions : 448, 160, 441 mm

- Masse : 19 kg

Avant d'aller plus loin un petit exposé très simple sur les liaisons asymétriques et symétriques est nécessaire :

a) Partie mécanique :

C'est un système de poutres et plaques qui permet un assemblage de blocs d'éléments, l'ensemble est de bonne qualité, très solide et rigide (et il le faut vu la masse du transformateur !). Par contre c'est mal pensé au niveau maintenance : il est très difficile de déposer certains sous-ensembles. On trouve énormément de vis, à tel point que le constructeur a évité d'en mettre à des endroits pourtant prévu pour (sans doute pour gagner du temps au montage) (voir infra partie : "Dépannage en images").

On note la présence de deux flancs en bois (plaqué comme toujours).

b) Partie électrique :

Au niveau composants la qualité est au rendez-vous, mais il y a beaucoup de PCB en contre-façade avec du coup beaucoup de fils... Ceci est typique de Sansui. Les connecteurs sont un peu cheap, mais faire du connecteur RCA comme ça en 1987-90 aurait été beaucoup trop cher.

La façade est bien, de bonne qualité, les boutons de commandes aussi.

Le bloc diagram est le suivant :

Toutes les entrées sont au format RCA/CINCH sauf les entrées symétriques de l'amplificateur de puissance qui sont en XLR.

- Partie phono (encadrée en jaune). Le schéma est assez classique une paire différentielle en FET suivie d'un ampli OP. L'adaptation MM MC est purement passive...

- On trouve ensuite la classique commutation de sources (faite par poussoirs)

- Ensuite on a toute une série de filtres, pour le loudness, les commandes de tonalité (basses et aigües). Le schéma est assez compliqué et les corrections se font (comme pratiquement toujours dans les amplificateurs japonais de cette époque) en jouant sur le gain de contre-réaction des ampli de ligne comme illustré ci-dessous :

On a un beau petit ampli en classe A avec un une paire différentielle J-FET) chargée par un générateur de courant (Q3). Q1 Q2 ne forment pas un miroir de courant ! Il s'agit en fait d'un montage cascode FET/Bipolaire, cette association est faite car les FET (surtout ceux de cette époque) ne supportent pas les tension élevées, Q1 et Q2 font en quelque sorte interface entre le voltage relativement élevé d'alimentation (on est à +30 V sur le rail positif et - 30 V sur le rail négatif (cathode de D2)) et les J-FET.

Q4, entouré en vert est un inverseur de phase, permettant aux signaux présents sur les base de Q5 et Q6 d'être en phase, ensuite ben c'est un "push-pull" en classe A (le terme "push-pull" pour de la classe A est assez mal venu, mais il est consacré par l'usage).

La CR est statique (par R27 et R24) et dynamique par R24,25 C6,7 ainsi que par tout l'ensemble relié par les liaisons en rouge ! Dans cet ensemble on trouve en particulier le contrôle de tonalité (VR4, 3 et inter associés) et... le circuit qui neutralise les commandes de tonalités (entouré en violet).

Ce dernier circuit est très curieux et beaucoup plus compliqué qu'il n'en a l'air. Un survol rapide incite fortement à penser qu'il y a eu une erreur et que C6,7 et R25, ne sont pas utiles ; il n'en est rien ! On verra que ceci est important dans la partie "dépannage en images" (cf infra).

On arrive maintenant à la spécificité de cet amplificateur : le passage asymétrique à symétrique avant l'attaque de l'étage de puissance :

Ci-dessus :

- Cerclé en rouge : le circuit de réglage actif des tonalités (déjà présenté)

- Cerclé en vert : le circuit qui va symétriser le signal

- Cerclé en vert : les trois bornes de sorties en symétrique

- Le circuit nommé "SELECTOR" permet de de sélectionner le type de signal qui doit attaquer l'amplificateur : position "integrated"  : le signal vient des entrées sources habituelles, position "normal" le signal arrive directement sur l'amplificateur de puissance en mode asymétrique (via deux CINCH en façade arrière), position "balanced" : le signal arrive directement sur l'amplificateur de puissance en mode symétrique (via deux XLR en façade arrière). La sélection se fait par un sélecteur trois positions en façade, les passage sur "balanced" ou "normal" provoque l'allumage d'un voyant, lequel est éteint en mode "integrated".

Comment faire un signal symétrique à partir d'un signal asymétrique ?

Aujourd'hui (et depuis pratiquement quarante ans) on utilise des AOP (par exemple comme dans le lecteur CD Studer A-727). Ci-dessous un schéma très simple avec la simulation LTSpice™, la trace verte n'est pas visible car synchrone avec la trace bleue et le gain en tension est de 1.

On peut reprendre le schéma de Sansui en assimilant chaque circuit avec la paire différentielle, la source de courant, les cascodes, l'inverseur et les deux transistors de sortie, à un AOP. C'est ce qui est fait sur le schéma ci-dessous :

Ci-dessous le schéma simulé :

On a en vert la sinus d'entrée à 1 kHz, en rouge et en bleue les sinus de sortie avec un gain en tension de 6 dB à la louche et un déphasage de 180°.

On voit bien les boucles de CR, R12 permet de perdre tout le gain en tension du premier ampli. et le second ampli a le même gain mais en opposition de phase. Cette config permet de récupérer le signal déjà traité au niveau tonalité (par le premier AOP).

Pourquoi Sansui n'a-t-il pas utilisé des AOP et a préféré tout faire en "discret" ? Ils avaient pourtant déjà de bons AOP (chez JRC en particulier)... Sans doute par "conservatisme" : Sansui avait alors une très longue histoire d'utilisation des composants discrets (cf le magnifique ampli phono de l'AU-919)., il est d'ailleurs possible que ces circuits soient en fait des circuits déjà utilisés dans des générations d'appareils antérieures.

On arrive enfin à la partie ampli de puissance :

Il s'agit bien du schéma pour UN SEUL canal ! On aurait pu imaginer deux ampli complètement séparés avec simplement une masse commune, en fait la paire différentielle de FET en entrée permet d'ajuster l'offset et la "balance" entre les deux sorties par rapport à la masse (via VR1).

Pour le reste c'est du classique classe AB en complémentaire avec un multiplicateur de Vbe régulateur de bias (Q52 et 51 (il manque le "1" sur le schéma)).

Il y a donc au total :

- 4 bias à régler

- 2 offsets sur la puissance

- 2 offsets sur la pré-amplification

- 2 balances entre les lignes symétriques sur la pré-amplification

Le circuit F5695 est une partie du système de protection avec une détection de présence de continu et un courant excessif, utilisant un TA7317 (de façon assez curieuse là aussi) et commandant deux relais.

La sortie "Phones" nécessite la mise en œuvre de deux petit transfo pour désasymétriser le signal...

Les alimentations sont très bien faites, soignées : très bon système de régulation pour les tensions destinées aux circuits de faible puissance. Un système de double pont avec deux grosses capa en parallèle (!) de 11000 µF) pour la partie puissance, la constitution du point milieu est faite par un pont diviseur à résistance, avec deux rails à +/- 32 V, soit 64 Vcàc, valeur qu'on retrouve (à la louche), puisque juste avant l'écrêtage sous 8 Ohms (à l'écran oscillo) on est à 67 Vcàc.

Au final on a donc un appareil très compliqué, complexité qui néanmoins n'apporte pas grand chose sur le plan musical...

2°) Problèmes à la réception :

Quatre borniers CINCH ne tiennent plus bien, l'appareil semble manquer de basses (nécessité du loudness en permanence).

3°) Recherche des causes et dépannage :

a) Faible amplification des graves et nécessité du Loudness :

Une étude assez poussée de la bande passante avec et sans loudness n'a pas montré de pb à ce niveau.

b) Borniers cassés :

La mode des câbles super machin chose avec comme isolant du poil de chameau ramassé en lune montante (en lune descendante, le son est moins bon) fait qu'on a aujourd'hui des fiches CINCH faites n'importe comment, excessivement serrées et qui finissent par endommager les masses des borniers des appareils (surtout avec la manie de changer de câble sans arrêt histoire d'avoir un bout de fil "qui améliore encore le son"). Au passage un bon câble de modulation c'est quelque chose de très simple : du coaxial RG-59 ou 58, deux prises CINCH de bonne qualité (Neutrik ou RANE) et point barre ! Donc ici, malheureusement plusieurs borniers source ont vu leur masse être arrachée, il faut donc les changer.

L'opération n'est pas très facile car il s'agit de borniers très classiques non individuels avec un support plastique englobant les deux connecteurs, d'un côté soudé directement sur PCB, de l'autre vissé au boitier. De plus les borniers de source sont  sur une carte verticale latérale difficile à extraire, enfin tant qu'à refaire les entrées, autant bien les refaire, on installera donc des borniers individuels fixés par écrous sur le boîtier et reliés par fil à la carte.

c) Recapage partiel, problème de colle oxydante, et faux contacts :

Sur les appareils de cet âge, on n'est pas dans l'obligation de faire un recapage complet, par contre il est impératif de rechercher les zones où de la colle oxydante a pu se répandre afin de l'enlever et de changer les composants oxydés. Il est également bon de faire un nettoyage complet des contacts et des potentiomètres si ceux-ci grésillent.

Un nettoyage de la colle oxydante sera donc fait avec changement de certains composants oxydés.

Lors du nettoyage des potentiomètres et poussoirs, il a fallu accéder aux PCB se trouvant sur la contre-façade, et là, énorme surprise : des condensateurs rajoutés et collés sur un PCB ainsi que deux résistances ; ces composants correspondent à ceux utilisés au niveau du poussoir de tonalité (off/on), cerclés en violet sur le schéma électronique situé après le bloc-diagram.

Dans un premier temps pensant à une "amélioration" bricolée, ces condensateurs et résistances ont été supprimés, et là surprise : une baisse importante du gain se produisait lors du passage Off/On du poussoir Tone ! Une étude attentive du PCB a alors montré que les emplacement de ces composants avaient été prévu, mais finalement non routés au niveau des pistes, et qu'en conséquence la sérigraphie de ces composants était grisée. Deux condensateurs avaient également été rajouté côté cuivre car trop volumineux pour être mis côté composants !

Tout a été remplacé de façon propre, les condensateurs ayant fortement diminué de taille en trente ans, il a été possible de faire une implantation soignée et en bonne place.

Une telle découverte laisse pantois... Elle signifie qu'il y a eu une modif de faite par le sous-traitant de la carte, validée par Sansui, et que c'est finalement en production que le lièvre a été levé !

Les poussoirs et les rotacteurs ont été tous nettoyés. Les potentiomètres ne crachant absolument pas ils n'ont pas été touchés.

C'est lors de cette opération qu'il a été constaté que de nombreuses vis manquaient, or l'appareil n'avait jamais été démonté (aucune trace de resserrage, sur les vis, etc.), il est très très probable qu'il ait été décidé en production de ne se limiter qu'aux vis indispensables, et ce afin de gagner du temps : visser, (même à la visseuse) c'est long...

4°) Le dépannage en images :

a) Problème de manque de graves :

Le manque de graves (ou son excès) se voit facilement en faisant une bande passante : on va injecter un signal sinus allant de quelques hertz à 20 kHz et on va regarder si l'appareil amplifie plus ou moins certaines fréquences.

- Ci-dessous deux bandes passantes à 50 WCSAP, sans et avec le loudness. On voit très bien qu'il n'y a pas de manque de graves sans loudness, et que le loudness fait bien son travail en augmentant (relativement au reste de la réponse) les graves et les aigües.

L'appareil de mesure utilisé n'étant pas vraiment fait pour faire des bandes passantes, des "zoom" ont été faits et étudiant la BP sur un intervalle restreint : 0-1 kHz :

Là aussi on voit très bien que dans l'extrême grave la courbe ne tombe pas, et que le loudness fait bien son effet.

L'appareil amplifie donc de façon très linéaire sans excès dans les graves ou les aigües.

b) Les condensateurs ajoutés et les vis manquantes :

Ci-dessus le rajout à la colle des six condensateurs et des deux résistances manquantes sur la carte, cet ajout est d'origine, fait en usine !

On voit bien ci-dessous les condensateurs manquants (ils correspondent à ceux se trouvant au bord de la contre-façade) :

Et les vis manquantes...

De toute évidence soit c'est une décision prise par la production pour gagner du temps au montage, soit c'est un opérateur qui a pris l'initiative en autonome pour gagner du temps, mais ça semble très peu vraisemblable.

L'examen de la carte montre bien qu'au départ les composants étaient prévus, ensuite ils ont été enlevés (grisés sur le PCB) et le routage n'a pas été fait...

Au total il y a donc quatre condensateurs dont les emplacements n'existent plus (ou presque) et deux autres qui étaient trop gros pour être montés côté composants. Il manque également l'emplacement pour deux résistances.

Ci-dessous, les nouveaux condensateurs en place. Pour une paire il ne sera pas possible de faire autrement qu'un montage côté Cu, idem pour les résistances :

L'autre paire a pu être logée (cerclée en rouge), et les deux qui étaient à l'époque trop gros ont pu être mis à la place qui leur était destinée. Les vis manquantes ont été ajoutées.

c) Retrait de la colle et des composants oxydés sur la carte alim stabilisées :

Cerclée en bleu, après retrait des condensateurs, la classique colle oxydante, on la voit aussi sous les condo de gauche :

La colle enlevée :

Même chose à gauche :

La carte refaite en place :

Cette opération, qui est banale, est habituellement aisée... Ici pas du tout : sur cette carte les deux gros condos de l'alim de puissance sont SOUDES, et ces condo sont fixés sur la partie métallique sous laquelle se trouve la carte par des colliers. Habituellement on peut dessouder ou dévisser les bornes et retirer la carte. Ici, impossible : les bornes sont trop grosses, il faudrait chauffer énormément et longtemps pour arriver à retirer les condo. Des condensateurs de cette taille sont habituellement vissés, Ici pour des raisons de coût, se sont des modèle à souder qui ont été choisis.

Il faut donc défaire les colliers pour pouvoir soulever la carte par rapport au support en métal, malheureusement il est impossible d'accéder aux écrous/boulons par le dessus (même avec un cardan), on ne peut que passer sur le côté, et sur le côté il y a la plaque qui forme le flanc gauche de l'appareil. Il a donc fallu démonter ce flanc...

Vue côté gauche flanc déposé. On voit bien l'énorme transfo torique et un des deux condensateurs.

Ci-dessous une vue de la carte montrant bien les pattes soudées des deux condensateurs.

d) La chasse à la colle oxydante continue :

On passe sur la partie amplification de puissance (il n'y a pas ce pb sur les PCB fixés en contre-façade) ; une fois les condensateurs retirés et deux petits transistors, on voit bien comment la colle s'est répandue :

Entourées en rouge les résistance dont au moins une patte a été en contact avec la colle.

Entourés en bleu les emplacement de deux petit transistors en TO92, et ci-dessous vu très rapprochée d'un de ces transistors :

Ce n'est pas évident sur cette vue, mais la patte entourée est devenue couleur cuivre, signe que le revêtement qui se trouve habituellement dessus a été rongé !

Au test, le transistor est bon... mais il ne faut surtout pas le remonter : l'oxydation ne s'est pas arrêtée à la partie de la patte située à l'extérieur du boitier, elle s'est certainement propagée dans le boitier, et compte tenu de la finesse des fils de raccordement avec la puce de Si, il y a de fortes "chances" pour que tôt ou tard le fil casse, entraînant la destruction du transistor et dans certains cas d'un tas d'autres composants...

La carte nettoyée, composants oxydés retirés :

La carte nettoyée avec tous les nouveaux composants (deux condo, deux transistors et sept résistances) :

e) Mise en place des nouveaux borniers :

Comme expliqué plus haut du fait de fiche CINCH de câble trop serrées, les masses de deux entrées (Phono et CD) sont cassées :

Les borniers dont les masses sont cassées (c'est non visible, mais en fait elles ne tiennent plus à la partie métallique interne).

Le changement n'est pas évident car bien évidemment ce type de bornier est introuvable, il va donc falloir fixer des CINCH châssis sur la face arrière, défaire les anciens borniers, souder des fils et rapprocher la longue carte que l'on voit ci-dessus (et qui se trouve tout le long du côté droit de l'appareil), et souder proprement. Puis on va refixer les deux borniers du bas à la façade arrière au moyen des vis prévues, pour finalement refixer la carte à son capotage supérieur.

Mise en place des CINCH et étamage :

Mise en place des fils sur le PCB (cerclés en vert), cerclés en rouge les deux borniers encore en bon état, la carte a été sortie et tournée de 90° :

Après soudage, on remet en place la carte et on visse les deux borniers inf et tous les autres borniers qu'il a fallu défaire en face arrière pour sortir la carte !!

On voit bien ici en haut les deux paires de nouveaux borniers (Sono et CD), sans les vis de fixation évidemment, alors que les borniers du dessous sont fixés par une vis centrale. On voit bien sur le côté droit de la photo les entrées symétriques (XLR) et asymétriques (CINCH) de l'ampli de puissance.

Appareil remonté vu du dessous :

5°) Réglages et essais :

Les réglages sont assez nombreux, mais simples, il faut être patient c'est tout.

Les essais se font de façon classique : sinus woobulé de 0,1 Hz à 22 kHz et à 1 kHz sur charge résistive pure de 8 ohms à 1/3 de P max (c'est là qu'un classe AB chauffe le plus). Enfin quelques heures avec de la musique.

6°) Mesures :

Elles sont délicates à faire car les sorties sont flottantes, on ne peut donc les relier qu'à des appareils de mesure dont la masse n'est pas relié à la masse audio du GBF (en particulier via a la terre...).

a) Puissance max :

On est à 67,7 Vcàc sur du 8 ohms en alimentation avec masse centrale, on est donc à 2 x 70 WCSAP, ce qui déjà beaucoup !

b) DHT et SNR :

A 1 kHz à 0,18 % et à 116 dB. La DHT est très supérieure à celle du constructeur sans doute parce que celui-ci donne une valeur (0,005%) que pour l'ampli de puissance, le SNR est conforme.

7°) Bilan :

On a un très bon appareil techniquement parlant c'est incontestable, par contre les sorties complètement symétriques en puissance ne se justifient pas, c'est un argument de pur marketing (mais sur le plan résistance dans le temps c'est un point très positif) avec un coût financier très élevé. La fabrication est un peu légère, mais une fois bien reprise, on a un très bon intégré. La maintenance n'est pas facile sur le plan accessibilité.

Ce qui est certain c'est que pour un coût identique en production Sansui aurait pu faire un ampli bien mieux fini et plus abouti si le choix des sorties HP flottantes n'avait pas été fait.