Une plongée profonde dans les préamplificateurs passifs

Tout ce qu’il faut savoir sur les préamplificateurs les plus transparents au monde

Remarque : Ce billet a été traduit de l’anglais ; certains termes techniques peuvent ne pas être parfaitement exacts.

Alors que de nombreux composants hi-fi visent à façonner ou améliorer le son, le rôle d’un préampli passif est exactement l’inverse : servir de hub de contrôle invisible, permettant aux signaux de passer librement sans aucune modification, à l’exception du commutateur et du contrôle du volume. Donc, si vous avez toujours rêvé d’écouter votre musique avec le genre de transparence qu’un préampli passif peut offrir, attachez votre ceinture — nous allons plonger dans tout ce que vous devez savoir. Commençons par les bases : 

Qu’est-ce qu’un préamplificateur passif ?

En termes simples, c’est un contrôle de volume de haute qualité, quelques résistances et des commutateurs dans un boîtier. Pas d’alimentation, pas de condensateurs, pas de transistors ni aucun composant électronique actif. Cela vous permet de contrôler le volume, de passer d’une source à une autre et de configurer plusieurs sorties sans aucune altération audible du son. 

Préamplis passifs vs. actifs

Les préamplis actifs amplifient le signal, augmentant sa tension pour alimenter votre ampli de puissance. Ils sont parfaits pour les sources à faible sortie, mais peuvent introduire du bruit, de la distorsion ou une coloration du son à cause des circuits supplémentaires. Les préamplis passifs, quant à eux, n’amplifient pas le signal — ils se contentent de contrôler le volume et de commuter les entrées/sorties. Résultat : un son plus propre et plus transparent.

Ça a l’air parfait, mais y a-t-il des inconvénients ?

« Inconvénient » est peut-être un terme un peu fort, mais les préamplis passifs ont effectivement certaines limitations — toutes évitables si le préampli est bien conçu et que votre système est compatible.

Compatibilité du système

La limite la plus évidente est que les préamplis passifs n’ont aucun gain, c’est-à-dire qu’ils n’amplifient pas le signal. Pour un volume suffisant, votre source doit avoir une tension de sortie assez élevée pour alimenter correctement votre ampli de puissance. En règle générale, la tension de sortie de votre source devrait être au moins la moitié de la sensibilité d’entrée de votre amplificateur. Cela garantit que vous aurez suffisamment de tension pour pousser votre ampli presque au maximum. Les sources numériques offrent généralement une sortie suffisante, mais les configurations vinyle exigent plus d’attention. Vous devez ici prendre en compte à la fois la tension de sortie de la cellule phono et le gain de l’étage phono. Envoyez-nous les détails de votre cellule, de votre préampli phono et de votre ampli, et nous pourrons vous aider à vérifier la compatibilité.

Impédance de sortie et câbles

Une autre limitation des préamplis passifs est qu’ils peuvent avoir une impédance de sortie élevée s’ils ne sont pas bien conçus, ce qui est malheureusement fréquent. Une impédance de sortie élevée pose plusieurs problèmes. Premièrement, il faut veiller à une compatibilité soignée du système pour éviter une perte de volume (voir la section Adaptation d’impédance ci-dessous). Deuxièmement, une impédance plus élevée génère plus de bruit, réduisant le rapport signal/bruit de votre système. Troisièmement, et peut-être le plus grave, une impédance de sortie élevée combinée à la capacité des câbles forme un filtre passe-bas, atténuant les hautes fréquences. Par exemple, une impédance de sortie de 12,5 kOhms (valeur typique pour certains passifs mal conçus), associée à 3 mètres de câble RCA moyen, donne un point de -3 dB autour de 10 kHz ! C’est bien en dessous de la limite de l’audition humaine, et cela affecte de manière audible le son. 

Comment éviter une impédance de sortie élevée ?

C’est assez simple : utilisez un contrôle de volume de 10 kOhms adapté, comme un potentiomètre ou un atténuateur à résistances SMD par paliers comme dans notre Mini Passive Preamp. Évitez les valeurs plus élevées, et évitez les atténuateurs shunt, quelle que soit leur valeur. Notre Mini preamp a une impédance de sortie maximale de 2,5 kOhms, ce qui signifie que ces mêmes câbles de 3 m donnent un point de -3 dB à 80 kHz, bien au-delà de l’audition humaine, assurant une transparence sonore parfaite.

"Adaptation d’impédance"

Une idée reçue sur les préamplis passifs est qu’ils nécessitent une « adaptation d’impédance ». En réalité, les systèmes hi-fi utilisent une configuration appelée pont d’impédance, où l’impédance de sortie de la source est nettement inférieure à l’impédance d’entrée de la charge afin d’éviter une réduction involontaire du volume. Contrairement à une croyance répandue, l’impédance n’affecte pas directement la qualité sonore dans des conditions normales, seulement le volume. Quand devient-elle un problème ? Certains préamplis passifs ont une impédance de sortie suffisamment élevée pour causer une perte de volume notable lorsqu’ils sont connectés à un amplificateur. À l’inverse, l’atténuateur SMD utilisé dans notre Mini preamp présente une impédance de sortie de 0 Ohm à plein volume (connexion directe), ce qui élimine toute préoccupation liée au pont d’impédance. Aucun volume ne sera perdu, même en alimentant plusieurs amplis à la fois.

Différents types de contrôles de volume

Potentiomètre ? Atténuateur shunt ? Qu’est-ce que tout cela ? Il existe plusieurs types de contrôle de volume, chacun avec ses avantages et inconvénients. Passons-les en revue :

Potentiomètres

Type le plus basique de contrôle de volume, utilisé dans la majorité des équipements audio. Fonctionne via un contact glissant tournant autour d’un élément résistif.
Avantages : Bon marché et efficace. Suffisant pour 99 % des utilisations.
Inconvénients : Souvent de mauvaise qualité, avec un mauvais équilibre des canaux à faible volume.
Caractéristiques d’impédance : Idéal pour les préamplis passifs en version 10 kOhms. Impédance d’entrée fixe, impédance de sortie égale ou inférieure à leur valeur divisée par 4 (par ex. : un atténuateur de 10 kOhms a une impédance d’entrée fixe de 10 kOhms et une impédance de sortie max de 2,5 kOhms).

Atténuateurs par paliers

Trois types principaux : série, en échelle (ladder) et shunt. Voir cette image pour visualiser les différences. Peut-être qu’on y consacrera un autre article plus détaillé, mais voici les bases :

Atténuateurs série

C’est ce que nous utilisons dans notre Mini Passive Preamp. Fonctionne comme un potentiomètre, sauf que les contacts balayent un circuit imprimé avec de nombreuses petites résistances.
Avantages : Meilleure qualité et plus précis qu’un potentiomètre.
Inconvénients : Plus cher.
Caractéristiques d’impédance : Identiques aux potentiomètres.

Atténuateurs en échelle

Performances similaires aux atténuateurs série, mais utilisent un commutateur complexe pour sélectionner des paires de résistances.
Avantages : Moins de composants dans le signal à un moment donné.
Inconvénients : Bruits de commutation (cliquetis). Nécessitent deux fois plus de résistances qu’un atténuateur série. Plus complexes et coûteux.
Caractéristiques d’impédance : Identiques aux potentiomètres, si bien conçus.

Atténuateurs shunt

Tentative de simplification des atténuateurs en échelle, utilisant une résistance fixe pour remplacer la moitié du circuit. En pratique, cela crée plus de problèmes : impédance de sortie élevée, atténuation des hautes fréquences, aucune connexion directe à plein volume. En plus, l’impédance d’entrée varie avec le volume, causant des soucis avec la source également. Bref, une solution sans réel problème à résoudre.
Avantages : Deux résistances seulement dans le signal (mais valeurs sous-optimales).
Inconvénients : Nécessitent une mise en œuvre extrêmement rigoureuse. Câbles courts à faible capacité requis. Pas de connexion directe à plein volume. Problèmes d’impédance avec source et ampli.
Caractéristiques d’impédance : Sortie élevée, entrée potentiellement faible. Le contraire de ce qu’on veut dans un préampli passif.

Contrôles de volume exotiques

Relais

Les contrôles par relais fonctionnent comme un atténuateur en échelle, mais utilisent des relais au lieu d’un commutateur rotatif. Bien conçus, ils offrent d’excellents résultats. Inconvénients : conception complexe, composants coûteux, et chaque changement de volume déclenche plusieurs relais, produisant un bruit de clic comparable à un enfant fouillant dans une boîte de Lego.

Transformateurs

Les contrôles de volume par transformateur (TVC) sont curieux. Sur le papier, ils sont inférieurs aux potentiomètres : plus de distorsion, caractéristiques d’impédance complexes. Les transformateurs de qualité sont chers, les mauvais sont très médiocres. C’est l’équivalent de faire des additions simples avec un ordinateur quantique. Mais il y a un certain charme dans ce niveau d’overengineering. Si votre budget et votre système le permettent, ils peuvent être une alternative amusante.

Conclusion

Les préamplis passifs offrent une expérience d’écoute d’une transparence unique — à condition d’être bien conçus et adaptés à votre système. Chez Tisbury Audio, nous avons passé des années à perfectionner notre Mini Passive Preamp pour éviter les écueils habituels et offrir une performance précise et transparente. Des questions sur la compatibilité ? Écrivez-nous — nous serons ravis de vous aider.