HE-Adapter et consorts

[Dur_de_la_feuille]

J'ouvre un sujet dédié à l'objet ci-dessus car j'ai lu beaucoup de choses ici sur le branchement de casques aux borniers d'amplis pour enceintes, beaucoup de questions jamais vraiment tranchées et de justifications fausses.

J'ai cherché pour moi-même des réponses, que je compte partager ici avec vous, en même temps que les schémas électriques appropriés pour tirer ça au clair une fois pour toute.

De mon côté, j'utilisais depuis plusieurs mois un casque Heddphone raccordé au bornier pour enceintes d'un ampli à transistors, avec un boitier simplissime qui convenait parfaitement. Je viens d'adapter le boitier pour pouvoir raccorder ce casque à un ampli à lampes. Amplis à lampes et à transistors sont en effet deux situations différentes du point de vue des risques et précautions.

Il m'apparaît aussi que le HE-adapter n'est pas un adaptateur à généraliser au-delà du HE-6. Je vous dirai pourquoi et mettrai en avant ici une conception bien mieux pensée pour l'usage général, proposée sur le net comme la Robinettebox.

Avant de vous partager les avantages et inconvénients de quelques schémas électriques (simples), je voulais clarifier le point essentiel : Un adaptateur est-il nécessaire ? Si oui pourquoi ?

Du point de vue du risque pour l'ampli :

• Aux borniers d'un ampli à transistors, il n'est pas utile de faire autre chose que d'adapter les connecteurs de types fourches ou bananes à ceux de votre casque, XLR ou Jack. Il n'y a pas de risque pour ce type d'ampli qui ne se soucie pas de la charge qu'on branche à ses bornes, du reste comme un ampli casques auquel vous pouvez brancher des casques de divers impédances. Ce qui peut faire chauffer/crâmer l'ampli c'est une charge à trop faible impédance (pensez court-circuit), en deça de 8 ohms ou 4 ohms selon les amplis. Pas de risque en sens inverse.

Cela suffit :

• Aux borniers d'un ampli à tubes, un risque existe en revanche de dégrader ou détruire vos transfos de sorties, conçus justement pour l'adaptation d'impédance. Ici il est bon d'évacuer suffisamment d'énergie du circuit d'amplification en raccordant la sortie à une charge de 8 ohms plutôt que 40 ohms ou 300 ohms, pour éviter que se développent des instabilités liées aux boucles de rétroaction et déphasage du signal à certaines fréquences.

Cette fois-ci, il faut brancher des résistances en parallèle de la charge que constituent les HP du casque :


Notez qu'il n'y a jusqu'ici aucune atténuation du son. Ca peut être utile pour disposer de plus de marge au réglage du volume sur votre ampli, selon sa conception, mais n'imaginez pas protéger vraiment votre casque avec ça. D'ailleurs, l'atténuation proposée par le HE-adapter est très faible. Je la calculerai, mais c'est -3dB max.

Il y a à dire ici, donc ce sera pour plus tard.

Pour ceux d'entre vous qui voudraient aller directement à la conclusion, sans suivre le fil de discussion, le résumé est ici :
viewtopic.php?f=66&t=34952&p=946138&hil ... A9#p946138

[Imlandris]

Autopromo sur ce sujet :
viewtopic.php?f=66&t=26821

[Dur_de_la_feuille]

Yes !! La Robinettebox ! C'est elle !

Ben tu vois @Imlandris je n'avais pas trouvé l'article dans mes dernière recherches, bien qu'il me semblait avoir découvert le lien ici la première fois. Une petite mise en avant s'imposait.

Ce mec sait ce qu'il fait et surtout, il a mis à disposition des outils de calcul qui permettent de comparer et comprendre le comportement de divers schémas électriques. Ce que je veux faire ici, c'est rendre cela explicite pour tout le monde et faire comprendre comment modifier le HE-adapter pour diminuer l'effet de damping. En gros, je mettrais plus d'images !

[patatchod]

C'est quoi l'effet de damping ?

[Dur_de_la_feuille]

Pour ce que j'en comprends :

Le facteur d'amortissement d'un ampli (damping factor) traduit sa capacité à contrôler avec précision le mouvement des HP sans se laisser entrainer par leur inertie. Plus ce rapport est grand, mieux l'ampli tient les membranes, amortie les oscillations mécaniques parasites et évite aux sons (basses surtout) de "baver".

Il se calcule en divisant l'impédance des HP par l'impédance de sortie de l'ampli. Sur des enceintes de 8 ohms par exemple, un ampli avec 0,1 ohm d'impédance de sortie offre un facteur d'impédance de 80 quand un ampli de 0,01 ohm est à 800.

Quel rapport avec le HE-adapter maintenant ? Selon comment on s'y prend avec les résistances du boitier, on modifie l'impédance vue par l'ampli, mais aussi l'impédance vue par le casque, donc... le facteur d'amortissement ! La solution adoptée sur le HE-adapter augmente l'impédance de sortie de l'ampli et diminue par la même le facteur d'amortissement.

Sur un casque électrodynamique, lorsque l'impédance de sortie de l'ampli est trop proche de celle du casque (un ratio inférieur à 8 dit on pour fixer les idées) cela déforme la réponse en fréquence, dans les basses en particulier et ça apparaît clairement aux mesures. J'ai pu l'expérimenter en branchant les Monarch II sur l'Auris HA2 pour ma part, c'était flagrant.

D'après les mesures que j'ai vues, les HP orthodynamiques (casques dit "planars") sont peu sensibles à cette effet sur la fréquence, ce qui ne veut pas dire que la tenue des basses n'est pas impactée d'une autre façon.

[Mattey]

Bonsoir,

Très bonne idée d'ouvrir ce fil de discussion . Pour info, il en existe un équivalent sur le forum MoC : https://musique-o-casque.com/viewforum. ... 785a9125de

Nous sommes quelques uns à utiliser cette solution d'amplification par un ampli enceintes. C'est très adapté à des casques tels que les Diana et les 1266 de chez Abyss, le Susvara et le HE6 de chez Hifiman, les HEDD, les SR1 de chez Raal Requisite et d'autres encore que j'oublie (ceux qui ont moins de 95-98dB de sensibilité en général). On arrive ainsi à obtenir d'excellents résultats avec ces casques plutôt gourmands, et sans se ruiner, avec quelques amplis bien choisis, tout particulièrement ceux que Pierre Paya sélectionnait quand il était "aux manettes" de Casques-Headphones. Les Tsakiridis sur un casque (Achilles, Aeolos, etc...), c'est lui, avec son feeling unique . Il ne faut pas des amplis trop puissants et surtout des amplis qui ne génèrent pas de hum au casque. Les Achilles sont justement pile comme il faut, sans parler de toutes leurs autres qualités, pour un prix exceptionnel.

De mon côté, j'utilise toujours mon HE Adapter non modifié avec mon Susvara et mes Achilles, avec en amont le Head2 (qui "pousse" fort avec son gain de 26dB). Je n'ai jamais tenté l'écoute en directe aux borniers. Bulpy, chez MoC, le fait (Susvara sur Achilles). Pour ma part, j'ai suivi plusieurs recommandations qui m'incitaient fortement à utiliser un boitier adapté à ces amplis à tubes single-ended.

Sur le chemin de l'optimisation de mon système, j'étais ainsi parti pour commander une beau boitier chez Zynsonix (https://www.zynsonix.com/), pour remplacer ce HE Adapter, avec des composants beaucoup plus haut de gamme que ceux du boitier Hifiman. Et j'avais même passé la commande en fin de semaine dernière après plusieurs échanges bien sympathiques avec Bryan, le boss de Zynsonix. Mais entre temps, et contre toute attente, après un week-end à Lyon dans un showroom bien connu des "casqueux", un "rebondissement" a déclenché un bouleversement prochain dans un mon installation... Le projet de boitier Zynsonix est abandonné, la commande annulée... Je ne sais pas si les Achilles resteront, mais en théorie oui, et je compte bien sur eux car je les aime ces blocs!!! En revanche cette fois ce sera sans le boitier Hifiman puisque le casque attendu d'ici octobre sera d'origine équipé d'un adaptateur et de tous les câbles de liaison...

Pour revenir au coeur du sujet, il faut aussi garder à l'esprit que la qualité des cables de liaison entre les borniers de l'ampli et le boitier adaptateur joue un rôle non négligeable. J'ai investi il y a quelques mois dans de très beaux câbles montés spécifiquement pour ce besoin, en remplacement des câbles que Pierre Paya fabriquait (et offrait pour ces clients qui partaient sur une solution avec ampli enceintes). Ses câbles n'étaient certainement pas de mauvais câbles, bas de gamme. Mais avec les remplaçants, j'ai gagné sur pas mal de paramètres.

Matt.

[Dur_de_la_feuille]

Voici ce qu'il y a à l'intérieur du HE-adapter :



Pour chaque canal, une résistance en parallèle au casque, suivi d'une résistance en série, selon le schéma suivant :


Avec, pour le HE-adapter, les valeurs des résistances R1=10 ohms et R2=25 ohms.

Grâce aux outils de calcul proposés sur le site robrobinette :
https://robrobinette.com/HeadphoneResis ... ulator.htm

On peut vérifier que ce montage électrique a pour effet :

• de faire voir à l'ampli une charge d'environ 8 ohms selon le casque branché (7, 1 ohms sans casque et 8,8 ohms avec un HE-6).

• d'atténuer le signal audio de 3,5dB seulement pour un HE-6 (et moins de 1dB pour un casque de 300 ohms)

• d'élever de 25 ohms l'impédance de sortie de l'ampli vu par le casque

Mettre une résistance en série de cette façon avec le casque est une très mauvaise idée, critiquée à plusieurs endroits sur le net, car elle est peu efficace pour atténuer le signal et qu'elle sabote le facteur d'amortissement !

Il existe heureusement des alternatives plus efficaces, faciles à réaliser.

Je vous raconterai ça plus tard.

[Mattey]

D'après les mesures que j'ai vues, les HP orthodynamiques (casques dit "planars") sont peu sensibles à cette effet sur la fréquence, ce qui ne veut pas dire que la tenue des basses n'est pas impactée d'une autre façon.

Sans vouloir remettre en question la théorie, je vais partager mon constat: mon Susvara sonne plus "propre" dans le grave, avec un meilleur détourage, plus de contraste dans les basses fréquences sur les Achilles avec le HE Adapter (+ Head2 en amont) que sur le Head2 seul. Bon, c est peut être un peu comparer des choux et des carottes, mais il faudrait à ce moment-là vraiment faire la comparaison avec et sans le HE Adapter, en validant à l'oreille la solution la plus satisfaisante...

Je regrette presque d avoir annulé la commande chez Zynsonix, j'aurais pu me faire une idée, à l'écoute, de l avantage ou non d avoir un boîtier conçu spécifiquement pour le Susvara...

[maxwell]

Bon, c est peut être un peu comparer des choux et des carottes, mais il faudrait à ce moment-là vraiment faire la comparaison avec et sans le HE Adapter, en validant à l'oreille la solution la plus satisfaisante...

Effectivement, tu compares des choux et des carottes alors que le sujet concerne les couverts ;)

[Dur_de_la_feuille]

Je vous présentais plus haut le schéma électrique du HE-Adapter et son impact sur l'impédance de l'ampli vue du casque.

Pour avoir le meilleur facteur d'amortissement possible, i.e. le meilleur contrôle des HP, l'impédance de sortie doit rester la plus basse possible. Elle est généralement inférieure ou égale à 1 ohm, mais en aval du HE-adapter, elle monte à 25 ohms minimum.

Certains proposent de réduire cet effet avec le schéma suivant :



Au hasard, en ajoutant une résistance R3=20 ohms, on obtient une charge pour l'ampli exactement égale à 8 ohms avec le HE-6 (8,8 ohms auparavant), une atténuation de presque 9 dB (3,5 auparavant alors que l'intérêt de la résistance série était justement l'atténuation) et une impédance de sortie d'ampli réduite à 11 ohms minimum (contre 25 ohms). Mieux qu'avant sans même optimisé mais ne vous y attardez pas car il y a mieux.

Pour faire mieux en fait, il suffit de retirer R1 du montage, pour réduire le schéma électrique à ça :



Dans cette configuration, la résistance "série" participe de la résistance parallèle globale et son impacte sur l'impédance de sortie de l'ampli est grandement réduite.

Avec R2=6 ohms et R3=2 ohms, on obtient :

• Une charge vue de l'ampli de 8 ohms ou presque

• Une atténuation de 12 dB ! (autant qu'avec une résistance en série de 150 ohms dont vous savez l'effet sur la ligne ci-dessous)

• Une impédance d'ampli impacté de 1,5 ohms seulement

En jouant maintenant sur les valeurs de R2 et R3 on peut obtenir exactement ce que l'on veut comme niveau d'atténuation sans plus impacter le facteur d'amortissement de l'ampli et la réponse fréquentielle du casque.

Merci Rob !!

Maintenant vous savez pourquoi il faut faire ça, même si @Imlandris vous avait déjà dit comment !

Notez qu'il existe plusieurs montages selon que la source et le casques sont asymétriques ou symétriques. Tout est possible !

[patatchod]

Tiens, c'est marrant.
Je n'ai pas les résistances série dans mon boitiers, qui sont effectivement inutiles.

Autre question : à quoi correspond une impédance de 25dB ?
Une impédance s'exprime en Ohm, non ?

[Dur_de_la_feuille]

Tiens, c'est marrant.
Je n'ai pas les résistances série dans mon boitiers, qui sont effectivement inutiles.

Pas inutile si on veut atténuer le signal pour rendre plus exploitable le bouton de volume sur un ampli très puissant, mais en amont de la résistance dite parallèle pour éviter les effets secondaires néfastes décris plus haut.

Autre question : à quoi correspond une impédance de 25dB ?
Une impédance s'exprime en Ohm, non ?

Cela indique dans ce cas plutôt le niveau de fatigue du narrateur que la mesure de résistance elle-même qui s'exprime seulement en ohms, en effet !
C'est corrigé, merci.

[Dur_de_la_feuille]

En résumé donc après mon dernier post de démonstration d'hier soir ...

Pour la seule sécurité des amplis :

• on peut se passer de résistances avec un ampli à transistors, donc de boitier. Un cable pour adapter la connectique suffit ;

• on doit mettre une résistance en parallèle des HP du casque, pour chaque canal audio pour protéger les transformateurs de sortie d'un ampli à tubes.

Pour le confort d'usage et la sécurité de vos oreilles et casques, avec des amplis très puissants à la course de volume trop courte :

• il faut éviter absolument de mettre une résistance en série avec les HP du casque, comme mis en oeuvre dans le HE-adapter notamment, parce que cela dégrade nettement le facteur d'amortissement de l'ampli, sans même atténuer efficacement la puissance de l'ampli ;

• il est possible de régler l'atténuation à des niveaux élevés tout en préservant le facteur d'amortissement de l'ampli et impactant modérément son impédance de sortie pour un usage au casque, en associant deux résistances selon le montage électrique, décrit plus haut, et reproduit ci-dessous.

Une excellente base est R2=6 ohms et R3=2 ohms. pour une atténuation de 12dB avec un casque de 50 ohms.

Les outils de calcul pour optimisation à votre cas personnel sont proposés ici :
https://robrobinette.com/HeadphoneResis ... ulator.htm

Au besoin, je peux vous aider à déterminer les valeurs optimales de ces deux résistances à partir des chiffres clés d'impédance et sensibilité de votre matériel.

Et je remets ici le lien du fil ouvert par Imlandris, tiré du même site web, pour une vue complète du cablage des 2 canaux audio :
viewtopic.php?t=26821

D'autres cablages sont proposés sur le site robrobinette pour divers situations de casques et amplis symétriques / asymétriques.

[Mattey]

Bonjour,

Merci beaucoup pour ce partage. A titre personnel, n étant ni bricoleur ni électronicien cela ne me servira pas directement. En revanche, cela me permet d y voir plus clair et d avoir un aperçu théorique intéressant, éclairant !

Comme je le disais précédemment, j ai échangé des messages avec le boss de Zynsonix qui m a donné des informations un peu différentes de celles mentionnées ici au sujet du boîtier Hifiman Adapter (valeurs des résistances, d impédance,...).
Par ailleurs, je partage une info qui pourrait aussi intéresser les bricoleurs : il m a précisé qu il utilise des résistances beaucoup plus qualitatives pour ses boitiers que celle du boitier Hifiman : "non-inductive wirewound resistors that each cost about 800x what a standard resistor costs".
Et enfin, il m a dit que l impédance de sortie de ses boitiers est de seulement 1.5 Ohm (vs 7 Ohm pour le HE Adapter).

Bonne journée,

Matthieu.

[Dur_de_la_feuille]

A moins qu'il y ait des différences entre les boitiers Hifiman, l'impédance de sortie du HE-Adapter, vue du casque, est de 25 ohms au moins (ca s'ajoute à l'impédance de sortie de l'ampli, qui devrait valoir 1 ohm maximum, sinon moins). 7 ohms, c'est plutôt son impédance d'entrée, celle que voit l'ampli (ca dépend encore un peu du casque qu'on branche derrière).

Les 1,5 ohms s'obtiennent facilement, en modifiant les résistances comme proposé ci-dessus. On peut même obtenir moins si aucune atténuation de signal n'est recherchée.

Ton propos me donne envie de bricoler une version avec switch pour comparer en pleine écoute des résistances de qualité différentes (à même valeurs).