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Amplificateur pour casque NuForce HA 200 : puissance et fonctionnement en duo en mode symétrique si besoin ! Et Qobuzissime !

Alors que de nos jours la plus grande partie des utilisateurs de casques les écoutent le plus souvent dans les transports raccordés à un smartphone, NuForce met sur le marché un amplificateur pour casque sédentaire embarquant une alimentation de 25 watts et capable de vous éclater les oreilles avec les modèles de casque les plus avares en décibels !

Par Philippe DAUSSIN | Bancs d'essai | 17 janvier 2014
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Qobuz

L'époque n'est pas si lointaine où l'amplificateur autonome pour casque était pour ainsi dire un inconnu et où l'écoute domestique au casque se pratiquait en branchant celui-ci sur la prise Jack située sur la façade de son amplificateur.

A l'autre bout de celle-ci, tout simplement les étages de puissance de son amplificateur dont la tension envoyée au casque était simplement chutée par un "pont diviseur" réalisé avec des résistances.

Aussi simple soit-elle, cette solution permet de retrouver le son de son amplificateur en écoutant au casque mais l'ensemble se révèle énergie vorace puisqu'il faut alimenter un amplificateur qui consomme alors plus de puissance en pure perte que pour produire de la musique.

Les amplificateurs pour casque se présentent donc comme la solution puisque leur alimentation sera dimensionnée en fonction de la relativement faible puissance (quelques centaines de mW au plus) dont ont besoin la plupart des casques pour fournir des niveaux sonores élevés directement sur les oreilles.


Cependant, comme le fait NuForce avec son nouveau modèle d'amplificateur pour casque HA 200, on peut combiner la classe royale de l'amplification, c'est-à-dire la classe A, forte consommatrice d'énergie en pure perte sous forme de chaleur, avec une puissance relativement élevée qui permettra de faire face à d'éventuelles difficultés pour obtenir de bons niveaux sonores avec certains casques, et on se retrouve avec une électronique consommant près de 25 watts !

Mais comme NuForce semble avoir eu envie de s'amuser un peu, il a équipé le HA 200 d'une entrée symétrique afin que celui-ci puisse sortir un signal mono symétrique amplifié sur une prise XLR femelle montée en façade aux côtés de la prise Jack 6,35 mm stéréo destinée au fonctionnement standard.

Cela veut dire que pour écouter en stéréo en mode symétrique il faut utiliser un HA 200 par canal et que la consommation globale va donc s'élever à 50 W ! Ce n'est pas bon pour les économies d'énergie tout ça, mais il paraît que certains casques sont si récalcitrants face aux amplificateurs à petits bras qu'il faut employer les grands moyens !


Voyons maintenant ce qu'il en est de cet amplificateur HA 200 dopé à la Kryptonite.

Présentation

Sobriété, rationalité, tels sont les termes pour qualifier la présentation du NuForce HA 200, disponible avec la façade, réalisée en en aluminium anodisé, en finition silver ou noir.

Un bouton de volume se trouve à l'extrémité droite, une prise casque au standard Jack 6,35 mm à l'autre extrémité, et à droite de cette prise Jack, un connecteur XLR trois points femelle (destiné au fonctionnement en mode symétrique total) masqué par par un cache, ce qui, selon nos goûts, n'est pas du meilleur effet esthétique.


Connectique

Rien de plus simple, et encore, NuForce a compliqué la situation en greffant une entrée symétrique XLR pour un fonctionnement en mode symétrique total avec un HA 200 dédié à chaque canal et sortie sur la prise XLR de la face avant, l'entrée stéréo asymétrique sur prises Cinch assurant un fonctionnement stéréo "standard".


Fabrication

Comme toujours chez NuForce la fabrication est sérieuse et rien que le poids du HA 200 est sur ce point très rassurant et, à vrai dire, fait plus penser à celui d'un petit amplificateur traditionnel qu'à un modèle destiné à driver un casque !


La taille du transformateur toroïdal de l'alimentation, et surtout sa puissance de 25VA est effectivement tout à fait apte à servir de base à un amplificateur de plusieurs watts de puissance et ce n'est pas l'étiquette d'identification du HA 200 collée sur le boîtier qui nous donnera tort !


Ce boîtier est d'ailleurs particulièrement solide avec un châssis inférieur réalisé d'une seule pièce en tôle d'acier pliée et emboutie sur ses bords inférieurs afin de dégager des glissières pour les lèvres du capot supérieur qui coulisse dessus à la manière d'un tiroir et ferme le HA 200 .


L'alimentation

Pour alimenter un amplificateur en pure classe A il faut une alimentation de qualité qui tienne la route.

Celle du HA 200, d'une puissance de 25 watts, est donc de type linéaire symétrique pour éviter l'emploi de condensateurs sur le trajet du signal. Les régulations de tension sont assurées par un LM317 pour le rail positif, et par un LM337 pour le rail négatif, et ces régulateurs sont montés sur un dissipateur en aluminium massif anodisé car le fonctionnement en pure classe A des amplificateurs les sollicitent en permanence et ça chauffe !


Quatorze condensateurs de 1000 ?F/25V de marque Elna assurent le filtrage de ces alimentations et constituent une importante réserve d'énergie apte à faire face aux demandes en courant des amplificateurs lors d'importantes pointes de dynamique.

L'amplification

Chaque voie d'amplification du HA 200 utilise un étage de puissance travaillant en pure classe A dont la sortie est prise dans la boucle de contre réaction d'un amplificateur opérationnel de qualité Burr-Brown OPA2134 ayant un gain en tension de 2 (mesure effectuée par nos soins, soit 6dB) et non 10 dB (soit un gain de 3,2 environ) comme l'annonce NuForce.


Si l'on scinde l'image ci-dessus en deux par une ligne médiane verticale virtuelle, les deux parties sont identiques.

Sur chaque voie, l'amplification de puissance (c'est à dire la capacité à délivrer du courant) est confiée à un transistor MosFet IRF510 dont le courant de source est fixé à 250 mA par un générateur de courant constant réalisé à partir d'un circuit LM317.

Ce fort courant de polarisation permet de maintenir le "point de repos" (voir note en fin d'article) du transistor au milieu de la partie linéaire de sa caractéristique de conduction et ainsi d'amplifier les signaux sans distorsion.

La contrepartie est un échauffement important, même en l'absence de signal, et transistors comme générateurs de courant constant sont fixés sur un radiateur massif en aluminium anodisé noir.


Nous voudrions maintenant revenir sur les explications concernant la polarisation à courant constant du transistor d'amplification apportées par NuForce (§ Constant Current Output) qui indique ce qui suit "The Constant Current topology has the ability to constantly adjust output voltage as the headphone impedance changes with frequency ...", soit, en bon français, "La topologie à courant constant a la capacité d'ajuster constamment le voltage de sortie en fonction des changements de l'impédance du casque avec la fréquence...".

Ou alors c'est nous qui n'avons rien compris à la polarisation d'un transistor à courant constant et plus globalement à l'utilisation d'un générateur de courant constant dans un montage, mais les propos de NuForce reviennent à dire que le signal envoyé au casque ne va plus suivre les variations de dynamique du signal d'entrée puisque son amplitude va s'adapter aux variations d?impédance du casque, ce qui est quand même très gênant puisque l'on ne retrouvera plus en sortie la dynamique présente en entrée...

Un calcul très simple va démontrer que cela n'a pas de sens et que les explications fournies par NuForce sont erronées.

Si à une fréquence donnée un casque présente, par exemple, une impédance de 300 ? (nous prenons volontairement une impédance élevée puisque le HA 200 a plus ou moins été conçu pour leur faire face), sachant que le courant constant vaut 250 mA, il va apparaître aux bornes du casque une tension de 250 mA x 300 ? (application de la Loi d'Ohm : U=Z.I), soit 70V, ce qui est énorme et dépasse de très loin la tension d'alimentation globale des étages d'amplification du HA 200 (un peu plus de 30V).

Pour notre part, nous croyons savoir qu'un générateur de courant constant maintient le courant dans sa charge à une valeur qui a été définie au préalable pour les besoins du montage, charge qui, dans le cas qui nous concerne, se trouve être le transistor d'amplification et non la bobine du transducteur du casque qui représente, elle, la charge du transistor d'amplification.

Les variations de courant provoquées en sortie de ce transistor d'amplification par les signaux d'entrée ne modifieront pas son point de repos fixé par le générateur de courant constant mais généreront des signaux amplifiés à l'image de ceux en entrée et centrés sur ce point de repos, ces signaux amplifiés alimentant alors intégralement le haut-parleur du casque pour produire du son.

Mais qui donc a écrit les explications sur la polarisation d'un transistor par générateur de courant constant données par NuForce ?

Utilisation en mode symétrique total

Le mode (ou la mode) des liaisons symétriques, semble-t-il, n'avait pas encore atteint les casques, et bien voilà c'est fait maintenant, le but étant ici de pouvoir disposer d'une bonne puissance sur des casques de forte impédance particulièrement difficiles à alimenter puisque nécessitant des signaux d'amplitude élevée, et même pour alimenter des casques de faible impédance mais réclamant de la puissance du fait d'un rendement peu élevé, comme certains casques Hifiman utilisant des transducteurs de type "planar".

Il faut pour cela disposer de deux HA 200, chacun d'eux étant branché via un cordon symétrique équipé de prise XLR à l'une des voies d'une source délivrant des signaux symétriques.

C'est-à-dire que chacun des deux HA 200 va travailler en mono intégralement en mode symétrique de l'entrée jusqu'à la sortie casque, celle-ci se faisant sur la sortie symétrique située en face avant.

Il faudra cependant disposer d'un casque transportant séparément sur deux fils les signaux des voies droites et gauche, c'est-à-dire que les casques disposant d'un cordon inamovible équipé dune prise Jack à trois contacts ne pourront pas fonctionner dans ce mode.


Nous ignorons s'il existe des casques adaptés à une liaison symétrique sur les deux voies disposant de cordons avec la connectique appropriée, mais les as du fer à souder pourront éventuellement fabriquer ceux-ci en fonction de la connectique de leur casque et il existe des adaptateurs XLR-Jack 6,35 stéréo qui pourraient convenir pour les "gros" casques Sennheiser avec lesquels on utiliserait deux cordons standards, chacun d'eux étant destiné à une voie.

Mais, comme auraient dit les Shadoks, pourquoi faire simple alors qu'on peut faire compliqué ? Bref, cette possibilité de fonctionnement en duo en mode symétrique total nous laisse très perplexe.

Ecoute

A la demande de Next Audio, l'importateur de NuForce, Son-Vidéo.com nous a prêté un casque Hifiman HE-500 de type "planar" un peu difficile à driver afin que nous puissions apprécier les capacités du HA 200 sur ce point.

Quoi que nous ayons pu écrire sur les explications pour le moins inexactes de NuForce sur la polarisation d'un transistor à courant constant et notre position très dubitative sur le fonctionnement en mode symétrique total, bon, voilà, quand on met son casque sur les oreilles et que l'on commence à écouter quelques uns de ses morceaux préférés avec le HA 200, alors, là, on a les bras qui pendent...

Pour tout dire, je ne suis pas un fanatique de l'écoute au casque, mais, avec un casque Hifiman HE5-00 drivé par le NuForce HA 200, on se prend sacrément son pied.

C'est du grand art, avec une bande passante qui descend, descend, et qui monte et monte, une dynamique qui s'exprime totalement, des nuances, des détails, des micro détails, et ça donne vraiment envie d'écouter très fort tellement la restitution est excellente : un vrai pousse au crime cet HA 200 !

Véritable explosion de décibels dans les oreilles à l'écoute de Georgio par Moroder de l'album Random Access Memories de Daftpunk dans sa version 24 bits à 96 kHz et le sentiment de n'avoir jamais entendu ce morceau reproduit avec une telle qualité.

Mêmes impressions avec Papaoutai de Racine Carrée de Stromae, avec une définition, une clarté, une présence de la voix du chanteur qui laissent pantois.

Et même avec un ancestral et pas cher casque Koss Porta Pro, on passe un bon moment à écouter la Pars Tertia (Partie Trois) de la sublime trilogie sacrée Mors et Vita de Gounod à des niveaux sonores qui feraient hurler tout ORL de France et de Navarre et se frotter les mains les vendeurs d'appareils d'aide à l'audition !

Et croyez-nous, reproduire et écouter à niveau élevé au casque un ensemble orchestre et ch?ur totalisant à vue de nez près de deux cent exécutants, ce n'est pas du gâteau et là ça passe comme une lettre à la poste (sur un simple Koss Porta Pro, hé oui !).

Et comme on était dans la physique (électronique) au service de la métaphysique, un petit coup de Danse macabre de Saint-Saëns (à niveau élevé encore), dans l'interprétation de Charles Dutoit dirigeant le Philharmonia Orchestra, pour bien apprécier les stridences du violon jouant en scordatura et toutes les subtilités de l'accompagnement de l'orchestre (et même les silences !) et on se dit "diabolique cet HA 200 !".

En conclusion, autant l'amplificateur pour casque NuForce HA 200 nous a emballé par ses prestations sonores de très haute volée, autant il nous a laissé dubitatif quant à sa possibilité de fonctionnement en mode symétrique total avec deux unités qui nous semble propice à créer plus de problèmes d'achat ou de réalisation de cordons ou connectique qui vont bien qu'à résoudre les quelques cas difficiles d'alimentation de casque qui peuvent exister. Ça n'empêche pas que pour un usage normal, le HA 200 soit un champion de la qualité sonore proposé à un prix sympa, alors peut-être bien qu'il mérite un Qobuzissime !

Spécifications
Manuel d'utilisation (en anglais)
HA 200 sur site NuForce
Utilisation de deux HA 200 en mode symétrique (en anglais)
Contact

Note : La polarisation permet de placer le point de repos du transistor (état du transistor lorsque l'on ne lui applique aucun signal) à l'endroit souhaité de sa caractéristique. La position de ce point de repos va fixer les tensions et courants de repos ainsi que la classe de l'amplificateur (A, B, AB ou C). (Wikipedia)

Ecoutes effectuées avec le HA 200 branché sur la sortie ligne d'un amplificateur avec DAC Sony UDA-1.



Si vous êtes constructeur, importateur, distributeur ou acteur dans le domaine de la reproduction sonore et que vous souhaitez nous contacter, faites-le uniquement à l'adresse suivante : newstech@qobuz.com

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