[ Processeur audio à base de carte AMIC ]

La carte AMIC du constructeur espagnol Ecler est un processeur audio à deux entrées et quatre sorties, destiné à être inséré dans les amplificateurs de la marque.

Cette carte est intéressante sur plusieurs points : sa compacité, ses possibilités, sa qualité, et son "relatif" faible coût (comparé à d'autres produits de gamme équivalente, hors l'incontournable DCX2496 de Behringer...)

Le but de ce 'bidouillage' est de faire de cette simple carte un processeur autonome en rack 19" 1U, avec entrées et sorties au format XLR.

Les domaines d'applications vont de l'usage initial, à savoir le filtrage de systèmes de diffusion en milieu professionnel, jusqu'à l'application "hi-fi" voire "hi-end" (en milieu domestique !)

Carte ?

La carte AMIC est un module à insérer dans les slots des amplis de la même marque. Elle permet de gérer 2 signaux d'entrées (les entrées XLR de l'amplificateur), pour les distribuer sur 4 sorties. Deux sorties vont vers l'ampli en interne, et deux autres sorties sont disponibles à l'arrière de la carte au format jack 6,35 (sorties 'Stack'). Une série de traitements sont applicables sur chaque sortie.
Le contrôle du processeur se fait par USB, via un logiciel dédié : AmicLab. La carte propose :

• Cross-over (X-O) avec différentes courbes : Linkwitz-Riley, Butterworth, Bessel, de 6 à 24dB/Oct (pas de 48)
• 10 corrections par voie (HPF, LPF, plateau, EQ paramétrique, ou passe-tout ! Oui, oui ! Passe-tout ! Bien pour les phases...) Corrections en temps réel très réactives, un vrai plaisir pour bosser finement et rapidement (contrairement au DCX2496 qui est une plaie).
• Délais (910ms max soit 312,50m à partager entre les 4 canaux)
• Compresseur / limiteur
• Deux VCA (0/10V à commande inversée)
• Générateur interne de signaux (sinus, bruits, burst [ f+2×f ] à fréquence glissante pour les tests de mise en phase)

Spécifications (données Ecler) :

• ADC (CS5361, stéréo) & DAC (CS4362, 6 canaux) / 24 bits @ 48kHz (48kHz... dommage... capable de 192kHz. Pas d'entrée numérique... sauf grosses modifications)
• Processing 48 bits (DSP 56364 @ 100 MHz + SRAM 128k x 8 / µ-C PIC 18F2320 @ 40 MHz + EEPROM 24LC64 8k x 8)
• Latence I/O : 0.585 ms
• Diaphonie CMRR (20Hz - 20kHz) : < -60dB (CH1 / CH2 & Stack1 / Stack2)
• Distortion @ 0dBV 20Hz-20kHz : < 0.008%
• Bande passante (-0.3dB): 10Hz - 20kHz
• Signal/Bruit (de 20Hz à 20kHz) : < -105dB

Tous les AOP sont des NJM4580 (préamplification, filtrage, buffer) sauf le buffer de sortie interne vers l'ampli : TLE2072. Tous les composants sont en CMS, sauf les condensateurs de filtrage et de découplage.

Points faibles...

La carte a quelques points "faibles", mais non rédhibitoires selon l'usage (et tout est relatif !)

• Liaison USB limitée en distance (bien que le micro-contrôleur soit en réalité piloté par une conversion USB 1.1 vers RS-232 !)
• Confirmation obligatoire ("store") pour mémorisation dans la carte
• Pas d'entrée numérique
• Interface pour PC/Windows uniquement
• X-O : pas de courbes à 48dB/octave
• Pas de traitements sur les entrées (ie. pas de gain/EQ/compresseur/délai avant le routing interne vers les traitements des sorties)
• Interface graphique originale (racks) mais pas très pratique (trop de hauteur pour avoir les 4 fenêtres des 4 sorties + la courbe sur un écran de portable. Oblige à jongler avec les vues "rack")
• Pour chipoter : Pas d'affichage de la phase (pourtant pratique avec le passe-tout) / Basculement de la visualisation sur un filtre X-O d'un canal et un seul ou EQ / Pas de ON-OFF par EQ ajouté (seulement un global par canal).

La seule contrainte de ce produit est la synchronisation en USB des données du logiciel avec la carte. Tout pendant que le soft est connecté à la carte, les changements effectués sont audibles (effectifs), mais ne sont pas mémorisés. Ce qui veut dire que si la liaison est interrompue (USB débranché, perte synchro USB) le processeur perdra les réglages à l'extinction, et se remettra dans le dernier état mémorisé à l'allumage. Ainsi, tous les changements sont perdus s'ils n'ont pas été "sauvegardés" dans la carte ou dans le logiciel. Bref, il faut juste prendre l'habitude de sauvegarder régulièrement sur la carte.
Autre détail : au démarrage du logiciel, il faut prendre garde aux paramètres actifs à l'écran, car l'appui sur le bouton de synchronisation "connect" envoie tous ces réglages à la carte. Les réglages de la carte ne sont pas perdus pour autant, mais les traitements audibles deviennent ceux du logiciel (attention à l'envoi de basses fréquences dans les moteurs ou les tweeters !) Il faut alors faire un "recall" des données internes de la carte à partir du logiciel pour revenir à la configuration effective avant le démarrage de la synchro.
A noter également la micro coupure de son dès qu'une connexion USB est lancée. Ce n'est pas très gênant pendant la phase des réglages, mais interdit la moindre modification après coup des paramètres pendant une prestation "live".

La liaison USB est aussi relativement sensible aux parasites externes, ce qui a tendance à faire perdre la synchro de temps à autre.

Bon, ne fuyez pas, ce ne sont que de "toutes petites tares" ! Le processeur est agréable à utiliser, efficace dans ses réglages, et surtout sans latence ou coupure pendant les réglages, contrairement à d'autres produits (comme le DCX2496 qui est désagréable à l'usage et douteux dans ses réglages...)

Pour information, l'USB peut alimenter la carte pour sa programmation, sans avoir à alimenter l'ampli.

Les drivers s'installent avec le soft AmicLab, mais ils doivent être installés pour chaque port USB utilisé. Les drivers, s'ils ne sont pas automatiquement reconnus, sont disponibles dans le répertoire d'installation (C:\Program Files\Ecler\amiclab\driver)

Fonctionnement

Schéma : source Ecler.

Le fonctionnement de la carte est 'relativement' simple.

Entrée audio ⇒ Convertisseurs ADC ⇒ DSP ⇒ Convertisseurs DAC ⇒ Sorties audio

La mémoire SRAM est dédiée au DSP pour ses calculs et ses délais.
Le programme et les presets du processeur sont stockés dans une EEPROM.
Le micro-contrôleur PIC sert à diriger tout ce petit monde. Il communique avec le monde extérieur via l'USB.

Emulation de l'amplificateur

Le but ici est de créer une électronique pour remplacer celle de l'amplificateur, afin de se servir de la carte indépendamment.

Le montage va donc inclure :

• Alimentation symétrique +/- 15V
• Interface des étages d'entrée
• Interface des étages de sortie

Eventuellement, on pourra inclure :

• Gestion des mutes (allumage/extinction)
• Intégration de vu-mètres (ou "signal" et "clip")
• Alimentation +5V / +3.3V (interne à la carte, mais à voir...)

La partie purement audio à ajouter est fortement simplifiée, car tout est déjà sur la carte !

Alimentation symétrique +/- 15V

Une alimentation linéaire classique +/- 15V relativement silencieuse alimentera toute la carte. Un couple d'incontournables LM7815 / 7915 et un bon lissage / filtrage par condensateurs feront l'affaire.
La carte Amic embarque aussi plusieurs filtrages (dont un premier en Pi : condo 100µF / self / condo 220µF).

Consommation de la carte :

Selon ce que l'on souhaite ajouter autour de la carte, un petit transformateur torique 2x15V d'une dizaine de VA suffira amplement. Préférez un modèle torique, moins sujet à parasiter son environnement.

Les régulateurs devront être montés sur dissipateur : un seul pour tous, ou un par régulateur. La dissipation thermique n'est pas énorme, à l'image du faible courant demandé. Attention cependant aux potentiels sur les languettes des boîtiers TO220 : employez des isolants en mica et des canons isolants.

Le choix des composants est relativement libre. On peut préférer un pont de diodes moulé pour le redresseur (en 1A, genre W06). Prenez des tensions de service suffisantes pour les condensateurs (avant les régulateurs : 15×√2=21,2V, soit 25V au minimum -> 35V)

Alimentation (partie logique/digitale) +5V / +3.3V

La carte génère elle-même le 5V (step down) et le 3,3V (régulation linéaire) à partir du +15V pour toute l'électronique de gestion (micro-contrôleur) et les convertisseurs. Chaque alimentation est ensuite filtrée (en Pi).

Le 5V est généré par un découpage du 15V (à 150kHz), gros générateur de parasites que l'on retrouve de manière résiduelle sur la partie audio. Une éventuelle amélioration possible est d'inclure une alimentation qui fournira plusieurs 5V et un 3,3V propre et indépendant de la partie son. (Attention cependant à la partie 5V USB gérée par un TPS2041).

Etages d'entrée

La carte a nativement deux buffers d'entrée symétriques, auxquels on accède par la nappe de liaison. On ajoutera juste quelques protections en plus (diodes zener), et du déparasitage HF (selfs de choc genre VK200).

Etages de sorties "Stack" externes

Les deux sorties "Stack" sont déjà disponibles en symétrique, directement sur la carte au niveau des connecteurs Jack. Un simple report vers la face arrière du boîtier suffit. Les plus exigeants ajouteront éventuellement un mute général sur toutes les sorties.

Etages de sortie 1 & 2 (sorties "Amp Ch")

Les sorties internes destinées à l'amplificateur sont disponibles en asymétriques sur la nappe. Mais en réalité, le montage n'a pas besoin de buffer symétriseur, car la carte le comporte déjà. La sortie asymétrique est obtenue par un buffer supplémentaire en sortie de l'étage de filtrage symétrique, après le DAC. Ce qui veut dire que les 4 sorties sont (presque) identiques sur la carte, avec 4 buffers symétriques juste en sortie du DAC. La seule différence réside en l'absence de pilotage de mute de la sortie par le micro-processeur. Le filtrage HF est aussi un poil différent (pas gênant).

Pour situer sur la carte les points de sortie, il faut repérer les condensateurs de 4,7nF, et choisir la borne non connectée à la masse.

Gestion des mutes

Les plus motivés implémenteront une gestion des mutes à relais afin d'éviter les "plocs" et autres bruits désagréables et destructeurs :
⇒ Retard à l'allumage
⇒ Coupure rapide à l'extinction. Coupure après une durée supérieure à deux cycles complets de sinusoïde 50Hz (soit 40ms) permettant de discriminer les perturbations et les sautes de tension.

La détection du secteur se fait indépendamment sur le secondaire du transformateur avec un opto-coupleur. Une série de portes logiques NAND à trigger de Schmitt d'un CD4093 constituent le délai à l'allumage et la priorité immédiate à la coupure. Le circuit pilote une batterie de relais pour faire les "mutes", ramenant les sorties à la masse.

Des équivalents peuvent globalement convenir pour les composants, notamment pour les diodes (1N400x), l'opto-coupleur (6N136, séries 4N, CNY, TIL111 à 118, ...), et le transistor (BD135, BD137, BC327, 2N2222, 2N1711, ...) du moment qu'il supporte l'appel de courant des relais.
Le reste des composants dépend des références que vous utiliserez / trouverez (notamment les relais 12V à double contacts RT, "repos-travail").

Circuit global

Le circuit intègre l'alimentation linéaire +/- 15V et la temporisation des mutes. La nappe de la carte permettra de fournir l'alimentation, et d'injecter le signal d'entrée.
Le reste du circuit n'est que protections, filtrage, déparasitage.
La partie gestion des mutes n'est pas obligatoire, bien que fortement conseillée ! L'alimentation de cette partie s'effectue sur la branche négative afin de ré-équilibrer les consommations sur chaque branche.

Le typon sera à faire vous-même, selon les composants que vous utiliserez (radiateurs, relais, condensateurs, ...)

La plus grande attention devra être porté sur les masses. Il y a deux masses pour la carte : analogique et numérique. Elles seront à relier au même point, avec le reste du montage (masses des alimentations). Toutes les masses doivent impérativement être câblées en étoile, afin de ne pas induire de ronflette (buzz), en évitant à tout prix les bouclages de masses, mais aussi d'éviter de partager des masses "actives" porteuses de courant.

Brochages

Le connecteur de la carte compte 12 broches, au pas de 2.54mm au bout d'un morceau de nappe.

1 GND (partie numérique)

2 In - Ch1 (Buffer entrée XLR)
3 In + Ch1 (Buffer entrée XLR)
4 signal entrée asymétrique (pour shunt sans carte) - non utilisé
5 Out Ch1 (ampli) asymétrique - non utilisé

6 -15V
7 GND (partie analogique)
8 +15V

9 Out Ch2 (ampli) asymétrique - non utilisé
10 signal entrée asymétrique (pour shunt sans carte) - non utilisé
11 In + Ch2 (Buffer entrée XLR)
12 In - Ch2 (Buffer entrée XLR)

Les broches 4 et 10 ne sont là que pour permettre d'utiliser les amplis de la marque sans carte (jumper entre les bornes 4-5 & 9-10)

Modifications de la carte

Attention : Toute modification ou intervention sur une carte AMIC annule sa garantie. La moindre modification sur le circuit est à vos risques et périls (détérioration d'une carte ou d'un matériel relié à la carte). Prenez un maximum de précautions (décharges électrostatiques).

La carte est réalisée en multicouches (3 à priori), donc requière un minimum de soins en cas de dessoudage de composants.

La seule modification à faire sur la carte est l'ajout des connexions des sorties symétriques internes après le préampli en sortie du DAC, aux bornes des condensateurs de 4,7nF.

Intégration en boîtier

A faire selon vos préférences / vos besoins.

Pour ma part : mise en boîtier rack 19' 1U

Intégration de la connectique : XLR, VCA, secteur (embase filtrées CEE22 + fusible)

Déport du port USB en face avant. XLR en face arrière.

Intégration de l'alimentation, de la gestion des entrées / sorties / mutes, de la carte AMIC

Portez un soin particulier sur les parties reliées au secteur (embase ou cordon secteur, porte-fusible, inter, transfo) en gainant ou en protégeant les bornes sous tension. Reliez la terre à la masse du boîtier.

Version boîtier compact

Remarques sur les VCA

Les deux VCA se commandent en 0/10V et agissent au choix sur chacun des canaux de sorties. Le bornier fournit aussi une alimentation 10V pour utiliser un potentiomètre directement. Le constructeur recommande une valeur de 2k2 à47kΩ.

L'action de la commande en tension est inversée :

• 0V correspond à un gain unitaire (potar au 0dB)
• 10V correspond à une atténuation maximale (-∞)

On peut donc contrôler le volume à partir d'un seul potar, ou asservir le volume à n'importe quel processus extérieur (automation, contrôle par télécommande IR, configuration 5.1 avec 3 cartes à partir d'un seul potar, etc...)

Pour plusieurs cartes, il faut relier ensemble toutes les masses des borniers, mais un seul 10V doit être utilisé. Le constructeur annonce une cascade max de 16 cartes possibles à partir d'une seule référence de tension.

Pour ajouter un simple bouton de mute, reliez un switch entre le +10V et l'entrée d'un VCA.

Attention cependant, car la réduction du gain (avec les VCA ou le gain d'entrée) se traduit par une atténuation numérique qui réduit d'autant l'échelle de travail des convertisseurs.

Améliorations

Quelques idées / possibilités d'améliorations :

• Intégration de vu-mètres
• Alimentations logiques séparées de la partie audio (+5V / +3.3V)
• Intégration de deux ou trois cartes AMIC dans un même rack ⇒ config 5.1 processée 2 voies actives par exemple.
    /!\   Le logiciel AMIC Lab ne reconnaît qu'une seule carte AMIC à la fois. Donc il faudra bricoler un sélecteur de port USB, ou bien intégrer un hub USB et démarrer plusieurs instances du logiciel tout en n'étant pas sûr de quelle carte est pilotée...

Pilotage à distance

La liaison USB est problématique dès que l'on veut piloter à distance un appareil avec un ordinateur. Le pilotage d'une carte Amic en est le meilleur exemple : on aimerait commander la carte depuis la façade (voire même en mobile, sans fil) mais les amplis/processeurs sont coté scène. On ne va pas loin avec une liaison USB limitée à 3m (5m avec de l'excellent câble dans un environnement "propre").

Mais il existe des solutions !

Ports "over Ethernet" & ports virtuels

La première solution consiste à utiliser des ports virtuels, qui font transiter l'USB via un autre support. De l'éthernet en l'occurrence (réseau filaire ou Wi-Fi). Autrement dit : on fait croire aussi bien à l'appareil distant (carte Amic) qu'au logiciel de pilotage (AmicLab) qu'ils se parlent directement. Alors qu'en réalité, l'échange se fait par deux ordinateurs éloignés, et qu'il y a plusieurs adaptations et changements de standards de communication.
Cette solution s'appelle "USB over-ethernet" ou "USB over-IP".

Une première machine 'serveur' partagera ses ports USB sur le réseau ethernet. Une deuxième machine 'client' viendra se connecter à la première au travers du réseau, et transcrira les données du port USB du 'serveur' sur un port virtuel du 'client', comme si c'était un port USB supplémentaire de la machine. Ainsi, on fera croire au logiciel de pilotage Amic Lab que le port utilisé appartient à la même machine, alors qu'il appartient à une autre, distante de plusieurs mètres (voire kilomètres !)

En farfouillant sur le web, on peut tomber sur des utilitaires forts pratiques pour réaliser cette fonction. Seul problème : la plupart sont payants... (avec parfois une version de démo gratuite limitée).

Il existe aussi des boîtiers qui font de "l'USB over IP" et communiquent avec un soft propriétaire installé sur l'ordinateur.

Bureau à distance : VNC

Une autre alternative (gratuite et polyvalente) est l'utilisation d'un logiciel de contrôle à distance, ou bureau à distance, de type VNC.
Un premier ordinateur (serveur) est connecté à la carte AMIC en USB, et fait tourner le logiciel Amic Lab. Pour l'instant, tout marche en "local". Un logiciel supplémentaire va alors permettre de partager par le réseau l'écran (plus le clavier et la souris) de cet ordinateur. Ainsi, une personne (client) qui se connectera au 'serveur' verra tout ce qu'il s'y passe (la fenêtre affichée étant une copie de l'écran du 'serveur') mais pourra aussi se servir de sa souris et de son clavier à la place de ceux du 'serveur'.

Le logiciel de commande à distance VNC (Virtual Network Computing) est en fait un déport de l'affichage, du clavier et de la souris. C'est comme si vous preniez le clavier, l'écran, la souris du 'serveur' et que vous les trimballiez où vous voulez. Cette solution ne vous donnera pas accès physiquement aux ports, mais permettra de piloter tout et n'importe quoi, du moment qu'il existe une interface ou un logiciel à l'écran sur le serveur.

Des versions du pilotage à distance (type VNC) existent pour toutes les plates-formes (Mac / PC / Linux / OS de mobile / iTruc / etc...)

• Par exemple pour PC : client et serveur : Ultra VNC [Libre]

Remarques :

• Veillez à avoir les mêmes masques de sous-réseau entre machines (255.255.255.0) et les mêmes plages d'adresses IP (si non affectées par un routeur via DHCP).
• Pour accéder à une machine en passant par internet, il faut préalablement rediriger les ports dans le routeur (ou modem-routeur ADSL) coté serveur : Port 5900 (mode TCP).
• Si vous voulez relier directement deux ordinateurs en réseau sans passer par un switch ou un hub, vous devez utiliser un câble ethernet RJ45 "croisé".
• Les solutions passant par un protocole IP via un médium "public" non sécurisé peuvent être risquées, car elles permettent à quiconque se trouvant sur le réseau (ou internet) de se connecter à votre machine et d'accéder à ses ressources. Un minimum de sécurité est nécessaire (mot de passe d'accès au serveur, Firewall, clé WPA en Wi-Fi, etc...)
• Autorisez le serveur et le client dans vos paramètres de firewall !
• Pour se connecter en client, un simple navigateur web avec Java suffit (si vous avez préalablement coché l'option sur le server). Connectez-vous à l'adresse IP (ou au nom de la machine) en ajoutant ":5900". Soit par exemple "192.168.0.5:5900" ou bien "nomdelordi:5900"

Liens

Ecler (site officiel)