carte ampli sub DIY TPA3255 300W@4Ohms

Bonjour

Il y a quelques temps déjà que je regarde du côté des nouvelles puces intégrées d'amplification en classe D, qui offre une grande simplicité de mise en oeuvre, une puissance inversement proportionnelle à la taille de ces puces , et d'une performance audio qui devient très intéressante.
Parmi celles ci, la série des TPA de chez Texas Instrument, très populaire, (on trouve des modules d'ampli tout fait à vil prix sur les sites de ventes Chinois), et qui font références depuis quelques années sur ce marché. Celà ne va pas durer, car la technologie évolue très vite dans ce domaine, et c'est une très bonne nouvelle pour nous, Diyer audiophiles. 

J'avais réalisé il y a quelques années un prototype Sub avec la puce TPA3221, qui fonctionne toujours chez moi avec bonheur sur mon home cinéma, un intégré stéréo avec la puce TPA3251 en plusieurs exemplaires destinés à ma famille ou ami proches, et tout récemment j'ai développé une carte Sub autour de la plus puissante des puces de cette série , la TPA3255 montée en PBTL, qui offre en théorie une puissance max de 600 W sur une charge de 2 Ohms, et qui fleurte avec un THD+N minimum de 0,006%.

Outre la partie amplification de puissance, dont le schéma est en tout point identique à l'EVM de TI, j'ai intégré sur cette carte en utilisant des AOP performants et des potentiomètres à commande numériques :
- Un allumage/extinction automatique par détection de signal en entrée
- réglage de gain de -27 dB à + 20 db
- réglage de la Fc de 44 Hz à 250 Hz (filtre Butterworth 12 dB/octave)
- correction de phase couvrant environ +/-70 degrés ( donc permet une avance ou retard de phase)
- contrôle de température de la puce via une thermistance de précision, couplé à un comparateur permettant le pilotage d'un ventilateur pour forcer le refroidissemnt

L'ensemble des réglages se fait via un unique encodeur numérique. De simples pressions permettent de basculer sur les différents réglages possibles, et un afficheur LCD basique permet de visualiser ces paramètres.

Un µC atmel 328P permet de gérer toutes les fonction numériques, de contrôles et de commandes. le programme a été développé sur l'IDE Arduino, et la programmation in situ ce fait aisément avec une carte arduino uno.

L'alimentation de puissance est une Mean Well  RSP-500-48, parfaitement adaptée, mais j'ai changé le ventilateur car celui d'origine est bruyant.

Voilà brièvement pour la partie technique, les schémas et gerbers sont disponibles à qui veut.

Les mesures ont données sur une charge purement résistive de 4 Ohms:

- BP +0/-3dB = 2,2 Hz-250 Hz, ou +0/-0,5 dB = 6hZ -150 Hz, avec Fc réglée sur 250 Hz
- THD+N à 100 Hz, 1W = 0,03%
- niveau de bruit pondéré A = 118 µV Rms

Cette carte a été monté dans un caisson Sunfire HRS12, en remplacement de l'ampli d'origine HS, et je l'ai testé chez moi quelques heures, avant de le transmettre à son nouveau propriétaire. Je me suis fait plaisir en visionnant des concerts du dernier festival Rock en Seine, mais cela m'a valu un SMS d'un voisin qui me suppliait de baisser le son, ce qu'il n'avait jamais fait auparavant ;-)

Voici le PCB de la carte complète. Moins de 110x170 mm, avec utilisation de composants CMS. Tous les composants en œuvre sont bien entendu choisi pour leurs qualités audiophiles. Si quelqu'un voulait se lancer dans cette aventure, je mets à disposition mon four à refusion, car avec un fer simple, c'est un peu compliqué. Je peux aussi le faire pour vous , gratuitement. 



et la carte montée sur une plaque en HPL usinée, destiné à remplacer celle d'origine du Sunfire. La petite carte en haut supporte l'écran LCD, l'encodeur numérique, et quelques LED témoins.




Cordialement