Le câblage de masse (Aiken)

Qu’est-ce que la “masse”?

Si vous lisez ne serait-ce que quelques articles sur les circuits amplificateurs, vous rencontrerez rapidement le terme de “masse“ , ou « terre » (“ground“ ou “earth“, en anglais). La masse est un point ou une tension de référence supposée être à 0 volts. La masse est relative. En fait, vous pourriez choisir n’importe quel point du circuit et le définir comme “masse” et référencer toutes les autres tensions par rapport à ce point. Par exemple, si vous décidez de prendre le +400V continu d’alimentation comme “masse”, alors le retour (l’autre extrémité) de l’alimentation sera à -400V par rapport à cette “masse”. Normalement, la masse est choisie comme le potentiel de retour pour les alimentations et les circuits, et pour le blindage (“shield”, en anglais) des jacks d’entrée et de sortie. Il y a aussi une “masse de sécurité” qui est la patte qui ressort de la prise murale au-dessus des deux trous correspondant au 220V (c’est le fil vert et jaune du cordon d’alimentation). Ce fil est relié au châssis pour des raisons de sécurité. La « masse » du circuit est aussi reliée au châssis, de façon à ce que l’ensemble de la carcasse métallique soit au potentiel de masse, offrant ainsi un blindage contre les fréquences radio et autres interférences électromagnétiques.

Ci-dessous sont représentés les symboles utilisés pour représenter la masse dans les schémas. Le premier symbole est couramment appelé la “terre” et est habituellement utilisé seulement pour le châssis ou la mise en sécurité de l’utilisateur. Le deuxième et le troisième peuvent être utilisés indifféremment, bien que parfois l’un est utilisé pour la masse “analogique” et l’autre pour la masse “numérique”, particulièrement dans les circuits qui disposent de composants analogiques et numériques dont les masses doivent être séparées.

groundsymbols

Vous pourrez aussi rencontrer le terme de “plan de masse”. Un plan de masse est simplement un espace de métal sous un circuit, qui est connecté au potentiel de masse. C’est la plupart du temps une zone de cuivre sur un PCB, mais peut aussi être une zone du châssis métallique. Les plans de masse sont utilisés pour fournir une référence à la masse de basse impédance dans les cas de circuit à faible bruit et à des fins de blindage.


Qu’est-ce que le “câblage de masse en étoile“?

Une des meilleures méthodes de câblage de masse dans un ampli est le câblage de masse en “étoile”, où toutes les masses locales de chaque étage sont connectées ensemble en un point, d’où l’on tirera un fil jusqu’à la masse de l’alimentation, ramenée au niveau du châssis.
Encore mieux, le système de double masse en étoile où les masses de l’alimentation (point milieu du transformateur de sortie, masse de la première capacité de filtrage) et les masses des étages de puissance (les cathodes de sortie du tube pour une polarisation fixe, ou les résistances de cathode pour une polarisation automatique, et la masse du secondaire du transformateur de sortie) sont connectées ensemble et au châssis en un point, directement à la masse de la première capacité de filtrage.

La masse de la seconde capacité de filtrage après la self (« choke ») ou la résistance de filtrage est le point où l’on formera une seconde masse en étoile à l’aide des masses de l’étage de pré-amplification. On utilisera un point de masse local pour chaque étage du préamplificateur et reliera chacun de ces points locaux à la seconde étoile de masse, vers C2.

Si deux étages sont en opposition de phase, ils peuvent partager un même point de masse local, mais on ne ramènera pas plus de deux étages à un même point de masse. Ce concept peut être poussé plus loin, en imaginant de multiples points en étoile pour divers étages d’amplification.

Pourquoi l’utiliser?

L’idée est d’éviter que les forts courants de masse de l’alimentation et de l’étage de puissance circulent dans le retour de masse des étages d’entrée à faible niveau. Ces courants de masse peuvent moduler la masse des étages de pré-amplification sensibles à fort gain, et provoquer de la ronflette ou tout autre bruit qui sera ajouté au signal. En particulier, une alimentation à capacité de tête peut débiter de forts courants pendant de très courtes périodes lors de la charge dudit condensateur de filtrage, lorsque la tension alternative du secteur arrive au sommet de chaque période. Ces courants se doivent d’être tenus éloignés des masses de l’étage pré-amplificateur.

Une bonne analogie est d’imaginer l’alimentation d’un amplificateur comme une rivière. Tous les faibles courants du préamplificateur nourrissent une rivière plus grande, parcourue par les courants intenses de l’étage de puissance, ainsi que les courants plus intenses encore de l’alimentation. On veut que chaque étage successif soit placé en s’éloignant vers l’amont de l’alimentation pour que les plus forts courants n’influencent pas les plus faibles.

En ce qui concerne la masse du jack d’entrée, c’est le point le plus éloigné en amont de l’alimentation et il devra donc être connecté directement au point de masse de la première résistance de cathode. Si on lui donne un autre chemin jusqu’à la masse à travers le châssis, il sera influencé par les courants de masse du châssis. Il faut penser que le premier étage amplifie la différence entre le signal sur la grille du tube et le signal sur la masse de la résistance de cathode de cet étage. Si l’on donne un long chemin à travers le châssis pour aller de la masse du jack d’entrée à la masse de la résistance de cathode, il peut ramasser tout le long toutes sortes de trucs. Il faut garder ce chemin aussi court que possible, et utiliser du câble blindé de qualité, avec le jack d’entrée isolé du châssis et la masse du jack connectée au point de masse de la résistance de cathode du premier étage.

Comment les jacks d’entrée sont-ils isolés?

Il y quelques bons jacks isolés disponibles chez Cliff et Rean que la plupart des entreprises utilisent. N’achetez pas de jacks en plastique et prenez les meilleurs jacks chromés. Ils sont maintenant fournis par Neutrik, qui ont acheté Rean. Ils ne sont pas aussi bons que les jacks Switchcraft, mais ils sont isolés. On peut utiliser des rondelles isolantes pour les jacks de type Switchcraft.

Qu’en est-il des jacks de sortie ?

Le courant dans le secondaire peut être très important. Par exemple, pour un ampli 100W, le courant dans le secondaire pour une charge de 16 Ohms est de 2,5A. Il est même encore plus important pour une charge de 4 Ohms, soit 5A. Cela veut dire que vous devez prêter une attention toute particulière au câblage de la masse des jacks et du transformateur de sortie. Il est important de ne pas utiliser le châssis comme un chemin de retour du courant. Le transformateur de sortie a un fil commun et une ou plusieurs prises pour le haut-parleur, habituellement 4, 8, et 16 Ohms. Les prises HP vont généralement à un sélecteur d’impédance, d’où un seul fil part rejoindre le point chaud du jack de sortie. Le fil commun ne devrait jamais être connecté au châssis proche du transformateur de sortie. Il devrait aller jusqu’au jack de sortie et être connecté à la masse du jack.
Cela permet deux choses. Premièrement, cela maintient la continuité de la connexion au cas où la fixation du jack de sortie deviendrait lâche. Deuxièmement, cela empêche les forts courants de masse du secondaire de s’écouler dans le châssis. Notez qu’il devrait y avoir un chemin de retour jusqu’au reste du circuit si l’ampli utilise une contre-réaction négative globale. Cela devrait être un câble pris depuis la masse du jack de sortie au point de masse du préamplificateur, là où les connections communes du déphaseur sont mises à la masse (ou quelque soit l’endroit où la contre-réaction est envoyée). A noter qu’il n’y aura pas de forts courants dans ce câble. Les jacks de sortie HP peuvent ou pas être isolés si vous suivez ce principe, mais il est généralement mieux de les isoler afin de contrôler le retour du courant de contre-réaction et éviter qu’il ne s’écoulent dans une partie du châssis contenant les courants de masse d’alimentation.

Parfois cela peut aider de relier la partie commune du jack de sortie à la masse du châssis, même si aucune contre-réaction globale n’est utilisée. De manière occasionnelle, un amplificateur qui est sujet à des bruits d’oscillations aigus ou de bruit quelconque, verra ces bruits disparaître si vous câblez le point commun du transformateur de sortie à la masse du jack de sortie HP. De plus, il peut y avoir une possibilité de voir un léger courant alternatif naître entre le masse flottante du jack et le châssis si le secondaire du transformateur n’est pas mis à la masse. Ce courant est dû au couplage capacitif qui prend place dans le transformateur, couplage qui peut être la cause d’un léger choc électrique si l’on touche le manchon du jack de connexion du haut-parleur et le châssis (ou les cordes de guitare) pendant qu’un signal est transmis à l’amplificateur. Même si la possibilité d’être en présence de courants dangereux est faible du fait de l’isolation galvanique du transformateur de sortie, le choc peut toutefois être bien ressenti. Pour cette raison, il est conseillé de toujours mettre à la masse le commun du secondaire même si aucune contre-réaction globale n’est utilisée.

Qu’en est-il des contrôles de volume et de tonalité ?

Les mises à la masse des contrôles de volume et de tonalité ne doivent pas être prises sur les boîtiers des potentiomètres, et ce pour deux raisons. Tout d’abord, cela annule le schéma de masse en étoile et risque de créer des boucles de masse. Ensuite, lorsque l’écrou qui retient le potentiomètre se desserre (cela pourra advenir à un moment ou à un autre), il se produira un faux contact sur la masse, du bruit, ou des coupures intermittentes. Vous devriez toujours souder un câble entre la broche du potentiomètre et la masse locale de l’étage dans lequel le potentiomètre est utilisé. Prenons l’exemple de la broche du potentiomètre de volume qui doit être reliée à la masse. Si celui-ci est situé avant la grille de contrôle de la deuxième section de la lampe, la broche devrait être connectée au point commun local de la résistance de cathode et de condensateur de découplage de cette deuxième section. On n’utilisera pas la plaque de cuivre type ‘Fender’ pour y relier les masses dessus. Les boîtiers des potentiomètres seront reliés à la masse du châssis via l’écrou de serrage, et ils auront le bénéfice d’être protégés, mais l’on ne souhaite pas que le circuit aille se perdre par là-bas. .

Où doivent aller les masses en étoile ?

Les premier et deuxième points de masse en étoile sont d’égale importance. Il est préférable d’aménager le châssis de manière à ce que le premier condensateur de filtrage soit le plus proche possible du transformateur d’alimentation. La masse de ce premier condensateur constituera le premier point de masse en étoile. Si la conception de votre ampli comprend une niche comme sur les Fender, où les condensateurs sont montés sur le dessus du châssis, sous un boîtier de blindage, cela peut ne pas être pratique. Dans ce cas, vous pouvez utiliser le retour à la masse du point milieu de l’enroulement HT du transformateur d’alimentation comme premier point de masse en étoile. Notez que le point milieu du chauffage filament (à défaut, les résistances ou potentiomètre) doit aussi être relié à ce point, tant que vous n’utilisez pas de tension de référence de chauffage surélevée visant à réduire la ronflette. Il n’y a pas de courants de masse passant par ce point milieu, donc cela n’est que de peu d’importance, mais cela permet de maintenir le câblage du chauffage des filaments net.

Le deuxième point de masse en étoile doit être en amont du premier ou le plus proche possible des sections de pré-amplification, de sorte qu’aucun courant de châssis errant dus à l’induction des champs magnétiques issus des transformateurs etc…, ne s’écoule via cette connexion.

Si plus de deux points de masse en étoile sont employés, les points supplémentaires devraient être physiquement situés entre le point de masse en étoile de l’étage de sortie et le premier point de masse en étoile de l’étage de pré-amplification, et devraient être formés au niveau de la borne de masse du condensateur d’alimentation de découplage de l’étage correspondant. Encore une fois, l’idée est d’éviter que les courants de masse ne fuient d’un étage à l’autre, donc le placement physique des masses sur le châssis est important.

Par exemple, si vous deviez utiliser trois points de masse en étoile, le premier serait la masse de l’alimentation et de l’étage de sortie, et il serait situé vers un des bords du châssis, au point de masse du premier condensateur d’alimentation. Le deuxième point de masse pourrait être utilisé pour le circuit de déphasage et devrait être situé sur le point de masse du deuxième condensateur de filtrage (ou celui qui alimente le déphaseur), et ce point de masse devrait être situé bien en amont du premier point de masse en étoile. Le troisième point de masse serait du coup utilisé pour la partie restante du circuit de pré-amplification, et devrait être situé en amont du deuxième point de masse. De cette manière, les courants de masse des derniers étages ne peuvent pas s’écouler sur les points de masse des premiers étages, ainsi il n’y aura pas de boucles de masse. Cette exigence va dicter la position physique des condensateurs sur le châssis lors de l’étape de conception. Le choix d’une organisation en ligne des condensateurs sera le meilleur et devra ainsi être utilisée tant que la place sur le châssis ne pose pas de problème. Si les condensateurs doivent être regroupés par groupe de quatre, par exemple, le premier le plus proche du transformateur d’alimentation devrait être utilisé pour le premier point de masse en étoile et celui situé à l’opposé devrait être utilisé pour le point de masse du premier étage du préamplificateur, avec les autres points de masse en étoile situés entre les deux. Les cosses de masse des condensateurs peuvent alors être connectées au châssis de façon à ce que les courants de masse des derniers étages n’interfèrent pas avec ceux des premiers  étages.
La terre du cordon secteur (le troisième fil ou le vert/jaune) ne devrait pas être prise sur un de ces points de masse en étoile. Elle doit être prise sur le châssis, à proximité de l’arrivée du cordon d’alimentation, à l’aide d’un câble court. Elle doit être bien fixée, si possible soudée, pour ne pas qu’elle se déconnecte.

En résumé :

Le plus important est de comprendre dans quel ordre les masses sont connectées. L’idée de base est de tenir les courants de masse des étages à courant élevé à l’écart des masses des étages à courant faible, et de tenir les courants de masse des derniers étages à l’écart des masses des premiers étages. En général les gens ne pensent pas qu’une masse puisse transmettre des courants, et pensent que toutes les masses sont égales, mais elles ne le sont pas.
Les courants les plus élevés transitent dans l’étage de sortie, donc ils doivent soigneusement être tenus à l’écart des étages de pré-amplification. Lors de la disposition du châssis, la première attention doit être portée sur l’étage de sortie, y compris sur le secondaire du transformateur de sortie et sur les cathodes des lampes d’amplification. Ensuite, l’étage d’alimentation et les étages de pré-amplification doivent être organisés avec attention.

Le transformateur de sortie :

La quantité de courant transitant par le secondaire est énorme comparée aux courants du signal dans le reste de l’ampli, donc une prudence extrême doit être observée ici. Le courant du secondaire va uniquement dans le haut-parleur ; il n’est pas utilisé ailleurs dans l’ampli, hormis dans le cas d’une contre-réaction où une petite fraction de la tension du secondaire est réintroduite, en général via une grosse résistance, de telle sorte que le courant sur ce trajet est faible.

Dans tous les cas, contre-réaction ou non, le secondaire doit toujours être câblé directement sur le jack de sortie. Ne mettez pas à la masse le commun du transformateur de sortie et le jack de sortie au châssis. Cela créera un important passage de courant vers la masse via le châssis, qui pourrait atteindre une des parties du préamplificateur, selon la position des jacks et du transformateur de sortie. Ne mettez surtout pas les jacks de sortie à la masse sur le châssis ; ils doivent être isolés de ce dernier. Aussi, ne faites pas passer les câbles du secondaire du transformateur de sortie proche des étages de préamplificateur. Ils doivent être tenus aussi loin que possible des entrées, en dirigés par les bords du châssis jusqu’aux jacks de sortie.

Si l’amplificateur utilise une contre-réaction générale, il devra y avoir un chemin de retour pour la masse depuis le commun du secondaire jusqu’à la masse du déphaseur (ou quelque soit l’endroit de retour de la contre-réaction). Cela doit être effectué via un câble qui part de la masse du jack de sortie jusqu’à la masse de l’étage où la contre-réaction est appliquée. L’idée pour l’ampli à contre-réaction est d’amplifier la différence entre le câble porteur du signal de contre-réaction et le câble de masse de la contre-réaction, mais rien d’autre. À noter qu’un très faible courant traverse ce câble de masse. Le courant total du secondaire ne passe que dans une boucle formée du secondaire et du haut-parleur, et non dans ce câble. Il ne s’agit que d’un câble reflétant une tension. Même si aucune contre-réaction n’est utilisée, il est parfois nécessaire de mettre à la masse le commun du secondaire pour prévenir des bruits et oscillations, et afin d’éviter de légers chocs électriques au contact du manchon du jack et du châssis lorsqu’un signal traverse l’amplificateur.

L’alimentation :

En général, il y a plusieurs condensateurs dans une alimentation, chacun séparé d’une self ou d’une résistance. Le point milieu du primaire du transformateur de sortie va généralement vers le premier condensateur et la sortie de la self, et les écrans vont généralement au deuxième condensateur. Les différents étages du préamplificateur vont ensuite aux autres condensateurs.
Si vous regardez le schéma d’un amplificateur, vous verrez que les condensateurs sont disposés en ligne ou en série, et parfois en parallèle ou en sections. Généralement la configuration en série est utilisée parce que cela fournit un meilleur filtrage au fur et à mesure que vous avancez dans le circuit. Les mises à la masse de ces condensateurs sont les points en étoile dans les systèmes à multiples points de masse en étoile. La masse du premier condensateur est le premier point en étoile (ou le seul dans le cas d’un système à un seul point de masse en étoile). Il doit être physiquement situé le plus près possible du point-milieu du transformateur d’alimentation. Celui-ci doit être soudé directement à la cosse de masse du condensateur, et un court câble de forte section doit la relier à la masse du châssis (s’il y en a une). Ne connectez pas le point-milieu du transformateur d’alimentation au châssis et la masse du premier condensateur à un point différent du châssis ; cela créera une circulation de courants de masse forts dans le châssis. Aussi, ne fixez pas la terre de sécurité du cordon d’alimentation à ce point. Elle doit être connectée au châssis via un petit bout de câble au point d’entrée du cordon d’alimentation sur le châssis.
Les masses des cathodes des lampes de sortie doivent être amenées vers ce premier point de masse en étoile. Ne les connectez pas directement au châssis. Les points de masse déphaseur / secondaire du transformateur de sortie auront peut-être besoin d’être connectés à ce premier point en étoile pour avoir le moins de ronflette possible, mais généralement, ils sont connectés à la deuxième étoile si un système à plusieurs masses en étoile est utilisé. Essayez les deux et choisissez celui qui génère le moins de ronflette.
Les autres masses des condensateurs de filtrage peuvent ou pas être connectées au châssis. Si elles ne le sont pas, elles doivent être ramenées au point de masse en étoile de l’alimentation, mais les masses locales individuelles doivent être connectées à la masse du condensateur qui fournit la HT de l’étage, et non au point de masse en étoile de l’alimentation. Seuls les masses des condensateurs de filtrage doivent être ramenées au point de masse de l’alimentation dans le cas d’un système à simple étoile. Cela empêchera les courants de charge des condensateurs de moduler l’alimentation de l’étage, au regard de sa masse locale. Si les condensateurs sont connectés au châssis, un soin doit être apporté dans la disposition des condensateurs pour aiguiller correctement les courants de masse. Souvenez-vous, le plus important est d’empêcher que les courants de masses des derniers étages ne se propagent dans les premiers. Dans le meilleur des cas, les condensateurs seront disposés en ligne, avec le premier condensateur d’alimentation (ou première masse en étoile) contre le bord du châssis, et les autres condensateurs disposés selon l’ordre qui découle du schéma, de façon à ce que les courants de masses des derniers étages ne se propagent pas dans les premiers à travers le châssis. Les masses en étoile locales doivent être connectées aux masses des condensateurs.

Les étages de pré-amplification :

Chaque étage d’un préamplificateur à lampes a ses propres masses « locales », où résistance de cathode et masse de condensateur sont connectées. Chaque masse « locale » doit revenir au point de masse en étoile à l’aide d’un câble séparé. Dans le cas de deux étages consécutifs en opposition de phase, on pourra parfois les connecter ensemble à la masse locale du deuxième étage, et un simple câble peut être tiré de ce point jusqu’au point de masse en étoile principal, si les courants d’étages sont à peu près équilibrés.

N’utilisez pas les corps des potentiomètres comme points de masse. N’importe quelle cosse de potentiomètre mise à la masse doit aller au point de masse local de l’étage. Ne mettez pas à la masse les jacks d’entrée et assurez-vous d’utiliser des jacks d’entrée isolés. Ramenez la masse du jack d’entrée à la masse locale du premier étage, qui ira ensuite au point de masse en étoile.

Note importante : Tandis que la masse en étoile est parfaite pour éliminer la ronflette due aux boucles de masse, ce n’est pour autant pas toujours la meilleure façon de se prémunir des interférences radio (RFI). Heureusement, il y a une simple modification à apporter au schéma du câblage en étoile, pour rendre l’amplificateur très silencieux, sans interférences radio. Ajoutez simplement un condensateur de 10 nF entre le châssis et la patte de masse du jack d’entrée isolé en utilisant de courtes liaisons. Cela shuntera toutes les fréquences radio parcourant le blindage du cordon jusqu’à la masse du châssis, en évitant que cela cause des problèmes en entrant dans l’amplificateur. N’importe quelle cosse de masse peut être utilisée pour relier le condensateur au châssis. Vous pouvez trouver une cosse qui se glisse sur la tige du jack d’entrée isolé, afin que cela soit plus pratique. L’utilisation d’une rondelle-éventail est recommandée pour ce genre de connexions afin d’assurer une bonne « prise » dans le châssis et avoir ainsi une masse fiable.

Vous pouvez expérimenter plusieurs variations de ce système. Toutes les suggestions ci-dessus ne sont pas toujours nécessaires, surtout si vous pouvez supporter le ronflement résiduel. Le schéma en étoile n’est pas toujours nécessaire, et certains amplificateurs très silencieux ont été fabriqués en utilisant des bus de masses ou d’autres schémas de mise à la masse. Un peu de préparation lors des premières étapes peut vous épargner beaucoup d’irritation dans la chasse au ronflement une fois l’ampli terminé.

Bus de masse :

Un bus de masse correctement réalisé peut être aussi silencieux qu’une mise à la masse en étoile et est généralement plus esthétique. Inversement, un bus de masse mal réalisé peut être un cauchemar de ronflements et d’oscillations (tout comme une masse en étoile mal réalisée, peut poser les mêmes problèmes).

Bon, alors qu’est-ce qu’un bus de masse ? Un bus de masse est juste une barre (ou câble) qui va d’un bout à l’autre du circuit, et qui est mise à la masse au châssis à l’une de ses extrémités. Si vous utilisez un bus de masse, vous devez vous assurer de la disposition de votre circuit. Si vous avez les tubes de sortie connectés au bus quelque part au milieu, et les masses de l’étage de pré-amplification ou de tout autre étage connectées ailleurs, alors le circuit peut osciller.

Typiquement, la meilleure approche pour un bus de masse est de mettre le point-milieu du transformateur d’alimentation directement à la masse du premier condensateur de filtrage (Attention ! Ne le connectez pas quelque part sur le bus, où vous aurez une ronflette à 100 Hz). Cela permet de garder les forts courants impulsionnels dans une boucle fermée depuis le secondaire du transformateur jusqu’au premier condensateur de filtrage. Ainsi, ils ne se propagent pas dans les masses sensibles du préamplificateur. Vous pouvez aussi connecter les cathodes des tubes de sortie à ce point (une sorte de « mini-masse en étoile » pour l’alimentation et les forts courants de l’étage de sortie).

Les condensateurs de filtrage restants doivent être situés au niveau des étages où ils sont utilisés. Par exemple, le premier condensateur de filtrage du préamplificateur doit être physiquement situé proche des composants de la première lampe. Tous les autres condensateurs de filtrage sont situés près des circuits qu’ils découplent. Ce n’est pas une bonne idée de rassembler tous les condensateurs de filtrage en un point, comme Fender l’a fait en les mettant sous une niche. Bien que cela fonctionnera la plupart du temps, il est bien mieux de découpler localement chaque étage avec un condensateur.

Faites courir un câble de bus (câble de forte section) depuis le premier condensateur de filtrage de la ligne, en passant par la masse de chaque condensateur de filtrage, jusqu’au dernier du premier étage du préamplificateur. Chaque masse « locale » de chaque étage (composées de tous les éléments mis à la masse dans l’étage, comme la résistance de cathode et le condensateur de découplage) doivent être connectées au bus à l’aide de câbles le plus court possible. Notez qu’il est préférable de connecter les éléments de chaque étage ensemble à une « mini-étoile » qui va ensuite au bus, à moins que le câble de bus soit physiquement situé sur la carte ou près des composants. Cela réduit le nombre de câbles nécessaires pour rejoindre le bus. Vous pouvez simplement connecter ensemble les tourelles ou œillets adjacents, et faire partir un seul câble de chaque étage jusqu’au bus.

L’ultime chose à laquelle il faut réfléchir est le raccordement à la masse du châssis. On souhaite que le bus soit seulement connecté au châssis en un seul point, soit au niveau du premier condensateur de filtrage de l’alimentation, soit à l’autre bout du bus, au niveau du jack d’entrée.

Si vous connectez le bus à la masse de l’alimentation, vous devrez utiliser un jack d’entrée isolé (faites courir le blindage jusqu’au point de masse des composants de la cathode du premier étage). Ensuite vous devrez ajouter un condensateur de 10 nF (les condensateurs céramiques sont très bien pour ça) à la patte de blindage du jack d’entrée directement au châssis à l’aide de câbles aussi courts que possible. Cela évitera que les fréquences radios n’entrent dans l’ampli.

Autrement, si vous mettez votre bus à la masse du jack d’entrée, vous n’avez pas besoin d’utiliser un jack isolé ni le condensateur. Cependant, vous DEVEZ souder le côté ‘entrée’ du bus au châssis à hauteur du jack d’entrée. Ne comptez pas, sous quelque prétexte que ce soit, sur la rondelle et l’écrou de fixation du jack d’entrée pour assurer la masse. Ils finiront par se desserrer ou se détériorer avec le temps et l’on récupérera une ronflette importante. On en connectera pas non plus le bus à la fois au niveau du jack d’entrée et au niveau de C1 (ou tout autre point d’ailleurs), ou vous aurez quelques faibles ronflements dus aux boucles de masse.

Dans certaines circonstances, vous pouvez utiliser le châssis en tant que bus de masse (au lieu d’un bus fait d’un câble isolé de forte section), mais cela engendre toujours de faibles ronflements de boucles de masse.

Un dernier point : le commun du secondaire du transformateur de sortie doit aller directement à la masse du jack de sortie (en utilisant de préférence un jack isolé) et non au bus. Ensuite tirez un deuxième câble depuis la masse du jack de sortie jusqu’au point du bus où est connectée la contre-réaction (généralement le point de masse du déphaseur). Si l’ampli n’emploie pas de contre-réaction, faites simplement courir le câble jusqu’au point de masse du premier condensateur de filtrage. Cela évite aux forts courants de l’étage de sortie de s’écouler dans une boucle depuis le secondaire du transformateur de sortie jusqu’au haut-parleur et retour, et de les tenir à l’écart du bus de masse ou de l’étage sensible du préamplificateur, ainsi que du châssis. Le câble qui retourne au déphaseur ne transporte pas de courant significatif, mais fournit la masse de ‘référence’ au bon fonctionnement de la boucle de contre-réaction.

Enfin, la terre du cordon secteur doit être connectée au châssis via un câble court. Il ne doit pas être relié au bus de masse de quelque façon que ce soit.

Addendum pour clarification :

De nombreuses questions ont surgi depuis la publication de cet article en 1999 ; en voilà un résumé pour clarification :

  1. On peut relier le bus de masse ou l’étoile au châssis (et on devrait), mais seulement à une extrémité, au niveau du circuit d’alimentation (étoile principale) ou au niveau des jacks d’entrée.

  2. Cet article présuppose que l’on utilise des embases jacks isolées et que la masse est ramenée au circuit d’alimentation. Si cela est fait ainsi, on doit avoir un chemin de retour à basse impédance pour les signaux AC (principalement des signaux AC de fréquence élevée) vers la masse des jacks d’entrée, sinon l’ampli sera sensible aux interférences RF. On procède de la façon suivante : on place un condensateur (généralement de 0,01µF) entre le blindage de l’embase jack (qui doit être isolée) et le châssis à l’aide d’un câble aussi court que possible.

  3. Si l’on utilise des embases jacks d’entrée non-isolées, on peut dans ce cas connecter directement leur blindage au châssis à l’aide d’un court câble (on ne se fiera pas à l’écrou pour assurer le contact, du fait qu’il peut être amené à se corroder avec le temps).

Pour mes amplis, j’ai tendance à favoriser une combinaison de câblage en étoile et de bus de masse. Je ramène toujours l’alimentation principale à une étoile – on doit ramener le point milieu de l’enroulement HT du transformateur d’alimentation (ou l’extrémité inférieure de l’enroulement HT si l’on utilise une rectification par pont de diode) directement au premier condensateur de filtrage sans passer par le châssis ou par tout autre endroit du bus de masse, ou l’on récupérera des bruits de buzz provenant du chemin de retour des forts courants.

Si j’utilise une self, je place le second condensateur de filtrage proche du premier, et je relie son pôle moins à l’étoile de masse de l’alimentation principale. Ce point de liaison entre self et second condensateur peut voir transiter de large courants de retour à la masse également (mais pas autant que dans le cas du condensateur de tête), c’est pourquoi on fera en sorte qu’il ne vienne pas poser de problème au reste du circuit. Remarquez que les câbles des selfs peuvent eux-mêmes irradier beaucoup de bruit, c’est pourquoi on veillera à les maintenir éloigné des zones sensibles du préamplificateur.

Concernant les masses du préamplificateur, j’utilise uniquement un bus de masse, ou je réalise de petits « îlots » de retour à la masse pour chaque étage, et au moment du câblage, je décide comment je relie ces îlots à l’étoile de masse principale. Parfois, j’utilise un plan de masse entier placé au-dessus du reste du circuit, ou je découpe ce plan en plusieurs « déversoirs de cuivre » afin de créer des retours de masse individuels de type étoile.

On doit réfléchir au circuit et à son architecture ainsi qu’aux chemins qu’emprunte le signal pour se faire une idée des points critiques afin de disposer les éléments du circuit et de les câbler de façon appropriée. Il n’y a donc pas une seule façon correcte de procéder, parce que les divers chemins du circuit peuvent être amenés à s’entrelacer. Une disposition adaptée des divers éléments du circuits peut réduire les risques de bruit et faciliter le câblage des masses.

J’ai aussi tendance à placer les condensateurs de filtrage du préamplificateur à l’endroit où ils sont requis (filtrage « local »). Par exemple, le condensateur de filtrage du premier tube du préamplificateur (V1) sera physiquement placé proche de V1, câblé directement entre la résistance de charge d’anode pour la HT, et le couple condensateur/résistance de cathode, pour la masse. Si je décide au contraire de rassembler tous les condensateurs de filtrage au même endroit, je m’assure ensuite de découpler localement chaque nœud de filtrage à l’aide d’un condensateur de faible valeur (généralement 0,1µF/450V) placé comme décrit plus haut entre le nœud HT de l’étage et la masse située au pied de la résistance de cathode. On sera surpris de s’apercevoir combien des condensateurs de filtrage pourtant neufs affichent une réactance très élevée aux fréquences comprises dans le spectre sonore d’un signal de guitare distordu. Parfois, il est possible de découpler un « mauvais » condensateur de filtrage à l’aide d’un condensateur de 0,1µF avec succès. Cela ne fait jamais de mal d’avoir un bon découplage des hautes fréquences à chaque nœud.

Traduit de l’anglais par Magicrodo et Pote Gui.

Copyright © 1999-2011 Randall Aiken. Ne peut pas être reproduit sous aucune forme sans approbation écrite de Mr Aiken. Merci donc à lui ! Revisé le 02/18/14

Article original :
http://www.aikenamps.com/index.php/grounding

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