Un ampli à lampes Raysonic SE-20


Décembre 2021, magnifique cadeau de l'ami Yves : un amplificateur Raysonic, type SE-20.

Voici un appareil bien plus récent que le reste de ma collection. Il s'agit d'un amplificateur à lampes, donc de technologie ancienne, mais de construction contemporaine.
C'est un appareil stéréo, de relativement faible puissance : 8W par canal. Là ou la conception est intéressante, c'est qu'elle est à priori très ancienne... En effet, c'est un appareil à triode de puissance, montée ici en "single-end", c'est à dire une seule lampe de sortie par canal. Et sans la moindre contre-réaction !
Les lampes de puissance sont ici des 300B, une triode conçue dans les années 30 par la société Western Electric. Bien sur, on ne trouve plus de 300B d'époque maintenant, mais cette lampe est encore construite par plusieurs fabricants, surtout asiatiques.

La société Raysonic a construit plusieurs modèles d'appareils à lampes dans les années 2000 et a disparu apparemment vers 2012.

Cet appareil est complet, avec ses lampes, mais connaît différents soucis, principalement de faux contacts. On va voir cela à l'autopsie... Car il mérite une remise en état : j'ai très envie de découvrir le son des triodes de puissance !

Clic sur les images pour agrandir.

Raysonic SE-20

Voici l'amplificateur, ici sans ses lampes.
Le boîtier est robuste, en aluminium et laiton pour les coins. La présentation est attrayante. Il manque un bouton sur la photo, mais il a été fourni avec l'engin.
Cet appareil est lourd comme une enclume !

Raysonic SE-20

Vue de l'arrière.
Les borniers de connexion aux haut-parleurs semblent solides, fiches d'entrées plaquées or... Le truc qui surprend est l'absence de la mention CE, pourtant obligatoire sur le matériel vendu en Europe à partir de 1996. D'après le N° de série, il aurait été construit en 2006.

Raysonic SE-20

Vue de côté (gauche).
L'interrupteur de mise en marche se trouve ici. Les boîtes carrées au dessus du châssis contiennent les deux transformateurs de sortie, et la boîte ronde du centre contient le transfo d'alimentation.

Raysonic SE-20

Vue de l'autre côté.
Ici on trouve des petits trous permettant d'arriver aux organes de réglage de la polarisation (bias) des lampes de puissance 300B.

Raysonic SE-20

Vue du dessous.
La tôlerie est vraiment de qualité, les flancs de l'appareil sont en aluminium massif de 10mm. La tôle de fond est épaisse aussi, et comporte de nombreuses ouvertures permettant à l'air de circuler. Cela assure une bonne aération de l'ensemble.

Raysonic SE-20

Il est temps de l'ouvrir !
En dessous à gauche, une petite platine avec un filtre secteur. A droite une grande platine avec une partie des alimentations. Au milieu, une imposante self de filtrage DC. La partie du dessus, avec les supports de lampes, est une tôle épaisse montée à distance de la tôlerie extérieure : ici aussi cela assure une bonne ventilation.

Raysonic SE-20

A l'examen, le câblage ne m'a pas vraiment plu du côté des lampes.

Et en regardant de près, voici le genre de chose qu'on trouve : des connexions "en l'air" entre des composants. Autant dire que ceci peut bouger pendant le transport... Ou pire encore, des fils de composants peuvent ainsi casser puisque la connexion centrale n'est pas fixe.

Raysonic SE-20

Une autre connexion pas franchement terrible : le point commun de la résistance de 47k et du condensateur de 10nF est également connecté à un fil souple, qui peut bouger et "tirer" sur cette connexion.
Et ici, c'est une connexion d'alimentation provenant de la platine d'alimentation !

Raysonic SE-20

En dessous de la seconde 300B, le même bazar avec la connexion triple entre le condensateur noir et les deux résistances. Ici si cette connexion bouge vraiment trop elle viendra toucher la broche de chauffage de la 300B ! Et cette connexion triple est celle qui va à la grille de la triode...
Dommage de voir cela : l'appareil est de belle présentation, la partie mécanique est de qualité, la conception électronique est bonne, mais réllement le câblage interne en-dessous des lampes laisse à désirer.

Raysonic SE-20

Une fois la grosse self de filtrage démontée, on voit les conducteurs provenant du transformateur d'alimentation. Les fils rouge et noir vont à la platine de filtrage secteur. Les autres vont vers l'électronique (redresseurs ou lampes de redressement).

Tous ces conducteurs ont une isolation simple et peu épaisse, pourtant certains sont à un potentiel élevé.

Raysonic SE-20

Et sous la platine du filtre secteur, les fils provenant du transformateur de sortie canal gauche. Ici aussi, souci d'isolement possible : si un de ces conducteurs s'abîme au contact d'une soudure (car ils touchent ces soudures et donc les "pointes" des pattes de composants), ce sera le feu d'artifice de l'année !

Raysonic SE-20

Ce souci d'isolation possible me tracassant, décision d'isoler correctement le dessous de la platine du filtre secteur. Voici une plaquette en bakélite découpée (y compris un coin venant proche de la prise secteur). Des rondelles de bakélite sont collées sur cette plaquette : elles assureront la distance entre celle-ci et la platine du filtre.

Raysonic SE-20

Et voila cette isolation supplémentaire installée sous la platine du filtre secteur.
Il a fallu bien sur utiliser des vis un peu plus longues que celles d'origine, mais la visserie est standard (ici M3) dans cet appareil.

Raysonic SE-20

Les conducteurs "secteur" du transformateur d'alimentation étaient isolés par un isolant simple (pas de double isolation) et passant sous la self de filtrage, ils ont été gainés pour assurer un meilleur isolement.
Pareil pour les fils du primaire du transfo de sortie.
Ces fils sont visibles ci-contre, gainés en blanc.

Raysonic SE-20

Voici la platine d'alimentation démontée pour relevé du schéma. Deux choses sautent aux yeux : les supports de fusibles médiocres, et les grosses résistances installées sur cette platine.
Comme cette platine est montée à l'envers dans le coffret (composants vers le bas), ces résistances vont chauffer et le circuit, et surtout les condensateurs à proximité...

Raysonic SE-20

Le relevé de schéma de l'alimentation. Il ne s'agit pas du schéma d'origine, mais bien d'un «reverse engineering» !!

Attention, les numéros de composants sur ce relevé ne sont pas nécessairement ceux repris sur la platine ! Comme ils sont imprimés sous les composants, il n'a pas été possible de les lire.

Le secteur arrive sur une petite platine (voir photos ci-dessus) de filtrage secteur. Deux condensateurs et une double self assurent un filtrage efficace. La primaire du transformateur d'alimentation est alimenté juste après cette platine.

Le transformateur possède de multiples secondaires pour la haute tension, les alimentations des filaments (5 circuits en tout) et la tension de polarisation.
La haute tension est redressée par deux lampes 5Z4 montées en parallèle (avec des alimentations séparées pour leurs filaments). Ce sont des lampes à chauffage indirect et donc elles vont chauffer lentement. Ainsi la haute tension arrivera aux anodes des autres lampes (surtout les 300B) quand celles-ci seront déjà chaudes.

La haute tension est filtrée par 2 condensateurs de 470µF en série, puis par une self de 4,5H, puis à nouveau par 2 condensateurs 470µF en série. Chaque condensateur 470µF est muni d'une résistance de 150kΩ en parallèle, pour équilibrer les tensions aux bornes des condensateurs. C'est un montage classique quand des condensateurs sont montés en série dans des alimentations. Un avantage de ces résistances est qu'elles déchargent les condensateurs lorsque l'appareil est coupé.

En tête de filtre on trouve donc 235µF (deux capas de 470µ en série) sur les deux 5Z4. La résistance de chaque demi enroulement secondaire est de 20Ω, soit 40Ω d'anode à anode. Si on regarde la datasheet de cette lampe (RCA), il est préconisé (pour un filtre à condensateur de tête) un R min anode à anode de 50Ω, mais ici il y a deux lampes en parallèle. N'empêche que 235µF de condensateur de tête, c'est une fameuse valeur... 

Cette haute tension directe (+V1 sur le schéma) est appliquée aux anodes des 300B via les transformateurs de sortie.

Une cellule de filtrage supplémentaire, prise sur +V1, avec la résistance de 2,6k et le condensateur de 100µF est utilisée pour l'alimentation de l'étage SRPP précédant les 300B (voir schéma de l'amplification ci-dessous) : c'est +V2 sur le schéma.

Et  enfin, deux dernières cellules de filtrage (une par canal), reprises sur +V2, avec les résistances de 39k (en série avec 2k) + les condensateurs de 47µF alimentent les étages d'entrée de l'ampli : c'est +V3 sur le schéma.

Les alimentations des filaments des lampes audio sont réparties sur 3 circuits identiques comportant chacun un redresseur (bloc carré de 5A), suivi d'une cellule de filtrage en π constituée d'un premier condensateur de 10mF (10.000µF), puis une résistance de 0.47Ω puis un second condensateur de 10mF. Les redresseurs sont montés hors circuit imprimé, sur le bâti en aluminium, car ils chauffent !
Le circuit avec le redresseur B1 sert aux 4 lampes de préamplification et étage de pilotage des 300B. Ce circuit filament est porté à un potentiel positif assez élevé par rapport à la masse, ceci pour éviter une trop grande différence de tension entre le filament des 6SN7 du SRPP et la cathode de la lampe "du dessus". Cette polarisation est assurée par les résistances de 330k et 150k, formant diviseur de tension, le 100µF apporte un bon filtrage de cette polarisation. Cette tension de polarisation est répartie de façon équilibrée sur la tension de filament par les deux résistances de 120Ω.
Les deux autres circuits (B2 et B3) servent pour chacune des 300B, qui sont des lampes à chauffage direct et donc nécessitent un circuit d'alimentation distinct pour leur filament.
Les 3 circuits de chauffage filaments sont indépendants, et ne doivent pas être reliés entre eux, ni à la masse !

Le dernier circuit d'alimentation sert à la tension négative de polarisation des grilles des 300B. La consommation sur ce circuit est très très faible et le filtrage est simplement assuré par une cellule en π avec deux condensateurs de 100µF et une résistance de 6,8kΩ.


Raysonic SE-20

Après relevé de schéma, la platine alimentation est modifiée : les 4 résistances de puissance seront installées ailleurs dans le coffret, ou leur chaleur sera mieux dissipée. Ensuite, trois supports de fusibles sont enlevés, ils seront remontés ailleurs dans le coffret également. Les deux restants sur la platine (tension de polarisation et haute tension anodes) sont remplacés par des modèles pouvant recevoir un cache protecteur.

Raysonic SE-20

Ici aussi, sous cette platine passent les conducteurs provenant du transformateur canal droit. Cela ne me rassurant pas plus que de l'autre côté (sous le filtre secteur), découpe d'une plaque de bakélite pour placer en dessous de cette platine. Sur la photo ci-contre, prise de dimension avant la découpe.

Raysonic SE-20

La plaque d'isolation est en place, photo juste avant le remontage de la platine d'alimentation. Sur la photo ci-contre, la self de filtrage est déjà remise en place.

Raysonic SE-20

Les fusibles des circuits de chauffage et haute tension sont placés d'origine après les redresseurs (B1, B2 et B3 sur le schéma). Mais si l'un de ces redresseurs se met en court-circuit, le secondaire du transfo est alors en danger : le courant de court-circuit, rapporté au primaire, ne sera sans doute pas à même de faire claquer le fusible primaire du transfo. Il est préférable de monter ces fusibles avant les redresseurs, côté alternatif.

Voici un support de fusibles additionnel qui sera ajouté dans l'appareil.

Raysonic SE-20

La platine d'alimentation est remise en place, et la tôle supportant les lampes est enlevée.

Lors du démontage, relevé du schéma de la partie amplification.

Raysonic SE-20

Le schéma de l'amplificateur. Ici aussi, il ne s'agit pas du schéma d'origine, mais bien d'un «reverse engineering» !!

Les numéros de composants sur ce relevé sont arbitraires, car les composants dans la partie audio ne sont pas numérotés dans l'appareil.

Les signaux audio arrivent directement sur le sélecteur d'entrées, via des câbles faradisés. De ce sélecteur, les signaux sont appliqués sur le potentiomètre de volume.

Le signal après réglage de volume arrive directement (via une résistance de 100Ω) sur les grilles de la première lampe L1, une 6SJ7. Les deux triodes de cette lampe sont montées en parallèle. La résistance de cathode (1,5k) et celle d'anode (47k) sont donc communes aux deux triodes de cette lampe. L'alimentation provient de +V3 et chaque canal possède sa propre cellule de découplage (voir schéma de l'alimentation ci-dessus)

Le signal amplifié par L1 est pris au niveau des anodes, et transmis à la grille de la première triode de L2 (6SN7) via un condensateur de 100nF et une résistance de 100Ω. Les deux triodes de cette lampe sont montées en série, montage dit "SRPP", assurant un grand gain en tension. L"anode de la triode "du dessus" est connectée directement à +V2. Un condensateur de découplage de 220nF est monté à proximité de la connxion d'anode de chaque lampe (un découplage par canal).

Le signal audio, fortement amplifié, est repris sur la cathode de la seconde triode, et envoyé vers la lampe de puissance L3 (300B) par un condensateur de 330nF et une résistance de 910Ω.

La grille de L3 est polarisée fortement négativement (aux alentours de -65V) via la résistance de 150k, connectée au potentiomètre de réglage (voir schéma de la partie alimentation). La connexion vers la masse du filament de L3 (filament qui sert de cathode puisque la 300B est à chauffage direct) est faite par un potentiomètre d'équilibrage et une résistance de 10Ω. Cette résistance est utile pour mesurer la polarisation de la lampe : elle sert  ainsi de shunt de mesure, si on y mesure 0.6V cela signifie qu'il y a un courant de cathode de 60mA. A cet effet la tension mesurée est rapportée sur la platine comportant le potentiomètre de réglage, ainsi on peut connecter un voltmètre DC entre la masse et ce point de test pour effectuer le réglage sans ouvrir l'appareil. Un petit trou à coté de celui du potentiomètre (sur le côté de l'appareil, voir photo ci-dessus) permet d'introduire une sonde de mesure.

Les anodes des 300B sont connectées directement au primaire du transformateur de sortie, celui-ci alimenté par la tension +V1. Les transformateurs de sortie comportent deux enroulements secondaires, pour pouvoir connecter un haut-parleur de 4 ou 8Ω. Le point "zéro" du secondaire est connecté à la masse de l'appareil.

Cet amplificateur ne comporte pas de boucle de contre-réaction classique partant de la connexion haut-parleur et remontant vers la préamplification.


Raysonic SE-20

Voici la tôle supportant les sockets des lampes et les redresseurs des circuits filaments (ici démontés). Il ne reste ici que le câblage des alimentations filaments et les liaisons entre les anodes des deux lampes de redressement (à l'avant plan).

Raysonic SE-20

Les supports des lampes octal (les deux redresseuses 5Z4 et les 4 lampes de la préamplification) ne sont pas de très bonne qualité. Le contact avec les broches des lampes se fait juste par deux "pointes". Et les lames faisant ressort sur ces pointes se détendent avec le temps, créant des faux contacts.

Raysonic SE-20

Et malheureusement les sockets UX-4 des lampes 300B ne sont guère mieux. Les contact avec les broches est assuré par des lames ressort, et on peut voir ici que sur les deux broches de droite ces lames ont tout siplement disparu. Apparemment elles cassent !
Le second socket est dans le même état.

Décision : remplacement de tous les sockets (aussi bien les octal que les UX-4) de cet appareil !

A suivre ! La restauration est en cours, continuera dès réception des pièces commandées, et sera publiée ici !


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