Construire une petite table de mixage

Présentation

Construire soi-même sa table de mixage est le rêve d'un certain nombre de personnes, même si aujourd'hui on peut trouver des petites consoles à un prix défiant toute concurence.


Excusez, elle a 28 ans...



Qu'il s'agisse d'un petit mixer à 5 entrées pour sa sono ou d'une console 24 voies pour enregistrer son groupe de musiciens, le plaisir que l'on peut tirer d'une telle réalisation peut être très grand. J'ai construit mon premier mélangeur 5 voies à l'âge de 14 ans pour ma petite radio, car je ne pouvais pas faire autrement : dans le commerce, le mélangeur premier prix était déjà inaccessible à ma bourse, qui se résumait aux quelques pièces de mon argent de poche. Aussi, la construction d'un petit mélangeur audio utilisant essentiellement des composants électroniques récupérés sur des téléviseurs en panne, m'a permis de m'en sortir pour quelques francs : j'ai juste dû acheter les potentiomètres (rotatifs, même pas rectilignes, c'est pour dire). Le présent article donne quelques pistes pour se construire sa petite table de mixage, avec le type d'entrée dont on souhaite disposer. Je n'ai pas la prétention d'en connaitre beaucoup à ce sujet, car mes expériences pratiques sur le sujet se résument à trois petits mixeurs 5 voies et à une console 12 voies que je n'ai jamais terminée, faute de temps (j'avais pourtant tous les composants et la face avant percée). Mais je pense en avoir compris les grandes lignes et pense être capable d'éviter les pièges les plus grossiers. Ne me demandez cependant pas de concevoir une console de 24 voies avec toutes les fonctions que l'on peut trouver sur les "grandes" : j'en suis totalement incapable, ou pour être plus franc, je n'ai pas assez de temps à consacrer pour étudier un tel système, qui me prendrait sans doute plusieurs années. Car ce genre de chose ne se fait pas en une journée, vous devez bien l'imaginer...

Compacte ou modulaire ?

Utilisation d'un seul circuit imprimé pour l'ensemble des tranches, ou d'un circuit séparé pour chaque tranche ? C'est une bonne question, et il n'est pas toujours si évident que ça de choisir, à moins que l'on sache parfaitement ce que l'on veut pouvoir faire après construction. Il faut se poser les bonnes questions :

La panne (indisponibilité totale ou partielle) d'une voie est-elle critique ?

Si vous disposez d'une console 12 voies et que deux d'entre elles ne sont pas utilisées, on peut dire que le dépannage peut se faire à un moment où l'indisponibilité de la console est peu pénalisante, car les voies non utilisées peuvent servir de secours. Si la console doit être utilisée en continu et qu'on ne peut pas se permettre de l'envoyer en réparation pour une "simple panne sur une seule voie", il semble adéquat d'opter pour un système modulaire, où la voie en panne peut être retirée et remplacée rapidement, sans compromettre le fonctionnement de l'électronique restante.

Le coût de construction doit-il être très bas ?

Si oui, inutile d'envisager une construction modulaire, qui si on la veut pratique pour l'aspect maintenance, requiert des connecteurs. Et des connecteurs fiables coutent très chers. On ne peut pas fabriquer à bas coût une console modulaire avec des composants mécaniques de qualité.

Mais encore ?

On pourrait se poser bien d'autres questions, mais je pense que même sans aller dans de profondes réflexions, on peut trouver un compromis entre le vrai modulaire (démontable sans fer à souder), et le compact tout en un. Moi-même ai adopté cette approche pour mes "mixettes" : un circuit imprimé pour chaque fonction, mais assemblage des modules par fils soudés (un module pour le préampli micro, un autre module pour une entrée ligne, un module de sortie, etc). A mon sens, souder des fils est mieux que de se rabattre sur des connecteurs bas prix et peu fiables. En procédant ainsi, vous pouvez même faire cohabiter des circuits fait maison avec des circuits achetés tout faits ou en kit. Sans parler de l'évolution possible dans le temps, si la taille du boitier est pensé à l'avance, c'est à dire avec un peu de marge.

Minimum requis pour le mixage de plusieurs sources

Cela pourrait sembler incroyable à certains, mais quelques résistances suffisent pour réaliser un mélangeur audio. Les deux synoptiques qui suivent montrent comment faire avec des sources mono (syno de gauche) et avec des sources stéréo (syno de droite).



Les sources audio provenant des entrées lignes mono Line1 à Line3 sont mélangées grâce aux résistances de sommation RS, qui se retrouvent en un point commun qui n'est autre que la sortie principale Out. Pour l'emploi de sources stéréo, le principe est le même, on double simplement le nombre de résistances de sommation, de manière à obtenir deux point de terminaison séparés pour les sorties gauche et droite (Out-L et Out_R). Les résistances RSR assurent la sommation des voies droites des différentes entrées Line1 à Line3, et les résistances RSL assurent la sommation des voies gauches de ces mêmes entrées. Ajoutons maintenant quelques potentiomètres à ces résistances de sommation, et on peut alors doser le volume de chaque source, de façon individuelle.



Le niveau de la source sonore appliquée sur l'entrée Line1 peut être ajusté par le potentiomètre RV1, le niveau de la source sonore appliquée sur l'entrée Line2 peut être ajusté par le potentiomètre RV2, etc. Sympathique, non ? Mais bien évidement, cette simplicité doit bien cacher quelques défauts, sinon toutes les tables de mixage n'auraient pas besoin d'alimentation secteur, et couteraient bien peu chère. Les limites d'un tel système passif sont vite mises en évidences :
- les sources sonores sont peu isolées entre elles. Si l'on positionne le curseur du potentiomètre RV1 complètement à la masse pour ne rien laisser passer de la voie Line1, les autres voies sont aussi affectées car les résistances RS ont un point commun qui est la sortie générale. Une façon de limiter ce problème consiste à augmenter la valeur des résistances de sommation RS, pour isoler plus entre elles les entrées. Mais adopter des résistances de sommation de valeur élevée conduit à une atténuation plus importante, et une réamplification conséquente doit être apportée par la suite pour compenser cette atténuation.
- une perte de niveau d'autant plus importante que la valeur des résistances RS est élevée, comme vu juste avant.
- ce système n'est pas utilisable avec des sources de faible niveau (microphone) ou pour lesquelles il faut apporter une correction en fréquence (platine vinyle avec sa courbe RIAA).
Bref, ce système est loin d'être parfait, mais si on se limite à quelques entrées de type ligne, et si les sources possèdent une amplitude élevée, il peut donner satisfaction. La suite de la discussion portera donc sur des systèmes actifs, possédant un étage d'entrée assurant le rôle d'adaptation d'impédance, d'amplification et d'isolation entre les diverses sources BF.

Remarque

Dans les synoptiques qui suivront, je ne représente pas systématiquement les potentiomètres de réglage de niveau, qui seront sous-entendu être intégrés aux étages d'entrée. Les résistances de sommation en revanche seront toujours représentées.

Type des entrées

Le type des entrées dépend bien évidement des besoins. Le besoin le plus classique d'un DJ se résume à une entrée micro, à deux entrées RIAA (pour platine disque vinyl), et à deux entrées de type ligne (pour lecteurs CD ou MP3 par exemple). Pour la prise de son d'un petit groupe musical, on pourrait avoir besoin de 8 voies micro. Si on fait de la musique sur ordinateur avec des instruments externes (clavier, échantillonneurs, expandeurs), on peut avoir besoin d'un mélangeur possédant 12 ou 16 voies de type ligne. L'idéal donc est de savoir quelle genre de sources sonores on veut pouvoir mixer (en général, la réponse vient rapidement... pour l'existant). Rien n'interdit en effet de se constituer un petit mélangeur doté de 4 entrées micro, de 2 entrées RIAA, d'une entrée instrument (pour guitare), et de 6 entrées lignes... Il suffit d'un module d'entrée adapté à l'usage que l'on veut en faire.

Exemple 1 : mélangeur stéréo, 2 entrée micro + 1 entrée ligne

Ca peut sembler ridicule à première vue (pfff, trois entrées seulement), et pourtant, ça suffit pour mixer de la musique d'un CD audio avec sa voix, et même avec la voie d'une seconde personne.



Chaque entrée aboutie à un étage d'entrée appelé ici PREAMPLI, même si l'étage d'entrée ligne n'amplifie pas spécialement et joue juste le rôle d'adaptation d'impédance et "d'isolateur". Les sorties des préamplis sont raccordées ensemble au travers de résistances de sommation, dont la valeur est assez élevée pour que les étages restent bien isolés les uns des autres, mais pas trop élevée tout de même pour ne pas à avoir à réamplifier exagérement par la suite. Notez que deux résistances sont reliées sur les sorties des préamplis mono associés aux entrées microphone Mic1 et Mic2 : cela permet de retrouver le son monophonique des micros sur les deux sorties gauche et droite de la sortie qui elle est en stéréo. Je me suis amusé à faire un tel système, fort simple au demeurant : un espèce de karaoké en plastique également appelé mélangeur audio 005.

Exemple 2 : mélangeur stéréo, 1 entrée micro + 1 entrée guitare + 1 entrée ligne

Autant d'entrées que le montage précédent, mais une voie micro a été remplacée par une entrée guitare.



Comme on peut le constater en un coup d'oeil, seule une partie du montage a changée : c'est le deuxième préampli qui était auparavant dédié micro, et qui est désormais dédié guitare. Mais on aurait tout aussi bien pû conserver les deux entrées micro et retirer l'entrée ligne. Tout comme on aurait pû conserver toutes les entrées précédente et y ajouter l'entrée guitare, ce qui aurait porté le nombre d'entrées du mélangeur à quatre.

Exemple 3 : mélangeur stéréo, 8 entrées ligne

Cette fois, uniquement des entrées ligne, et huit étages d'entrée stéréo totalement identiques. On retrouve les résistances de sommation, qui assurent la fonction de mélange des sources sonores.



Une version mono peut bien entendu être construite selon le même principe, la moitié seulement des composants de la version stéréo est dans ce cas nécessaire.

Nombre et types d'entrées...

Simplement en changeant le type de préampli, on peut se constituer un mélangeur sur mesure. Vous voulez réaliser un petit mélangeur pour vos boom ? Besoin de deux entrées micro, deux entrées Phono (platines disque) et deux entrées Ligne (lecteurs CD ou MP3) ? Tout à fait possible, mon brave monsieur :



Des préamplis RIAA sont requis pour les entrées phono, car les disque vinyl sont gravés avec un signal audio qui a été "corrigé" au préalable (moins de graves et plus d'aigus), et il convient de redonner au son capté par la cellule phonocaptrice, sa teneur d'origine (en augmentant les basses et en réduisant les aigus). Exemple de préampli RIAA.

Des entrées universelles ?

Vous ne savez pas vraiment ce que vous voulez, et vous aimeriez disposer d'entrées que l'on peut utiliser aussi bien avec un microphone, qu'avec une platine disque ou un lecteur CD. Est-ce possible ? La réponse est oui, mais cela complique bien sûr un peu le montage, puisqu'il faut un étage préamplificateur dont le gain et la courbe amplitude / fréquence sont adaptés au type de signal à amplifier. Je vous communiquerai un montage de ce type si vous êtes interressé.

Ajout d'un étage de sortie

Si je vous dis qu'on peut se passer d'un étage de sortie, vous allez surement me rire au nez. Et vous aurez raison. Non pas parce qu'on ne peut pas le faire (on peut), mais parce que cela pourrait donner des résultats parfois peu convaincants une fois le mélangeur relié sur certains équipements. Pourquoi ? Parce que l'endroit où a lieu la sommation des différentes sources (point commun à droite des résistances placées en sortie des préamplis, sur les schémas précédents) présente une impédance relativement élevée, et que si l'on relie ce point directement sur une entrée dont l'impédance est trop faible, le signal audio sommé risque d'être fortement "perturbé". Il est toujours préférable de disposer d'une impédance de sortie basse, surtout quand on travaille en tension comme c'est le cas ici (plus d'explications sur la page Impédances). Il vaut donc mieux prévoir cet étage et vous dire qu'il est indispensable. Cet étage de sortie peut avoir un gain fixe (par exemple 0 dB) ou un gain variable (par exemple 0 dB à +12 dB), mais ce qu'on lui demande en premier lieu est de présenter une impédance d'entrée élevée (pour ne pas perturber le point de sommation) et une impédance de sortie faible (pour pouvoir attaquer n'importe quelle entrée même d'impédance moyenne).

Plusieurs sorties ?

Disposer de plusieurs sorties peut rendre service quand on veut relier son mixeur à deux amplificateurs, ou à un amplificateur et à un enregistreur, en même temps. Cela est possible et même très facile, puisqu'un seul composant est nécessaire : un ou plusieurs AOP montés en suiveur. On peut ainsi ajouter une sortie stéréo avec un seul TL082 ou NE5532, ou trois sorties stéréo avec deux TL084.



On peut bien sûr penser raccorder simultanement les entrées de deux amplificateurs de puissance sur une même et unique sortie de la table de mixage, mais cela peut poser des problèmes dans certaines situations, et c'est pourquoi il est conseillé de disposer de sorties indépendantes.

Ajout d'un correcteur de tonalité

Un correcteur de tonalité n'a rien d'obligatoire, et complique sensiblement le montage, surtout si on en met un sur chaque voie. Comme ici c'est nous qui décidons de nos besoins, on peut très bien se limiter à l'ajout d'un correcteur sur des voies micro (plus nécessaire dû à la diversité des microphones et des voix humaines), et laisser "à plat" les autres voies, lignes et phono. Pour le correcteur lui-même, on a le choix : 2 ou 3 points de réglage (graves / aigus ou graves / médium / aigus). On peut mettre un correcteur distinct par voie d'entrée et / ou un correcteur général en sortie, mais pour ce dernier, je pense qu'il vaut mieux avoir recours à un correcteur externe un peu plus évolué (un égaliseur 5 ou 10 bandes par exemple). D'un point de vue technologie, on peut utiliser du tout transistor ou des AOP. Question de goût, de connaissances (quelqu'un qui a déjà pratiqué avec des correcteurs simples et paramétriques sait ce qu'il veut), mais aussi selon type d'alimentation, car on préfère parfois les transistors quand on travaille avec une alimentation simple (non symétrique). L'ajout d'un correcteur sur une voie d'entrée se fait après l'étage d'entrée et avant la sommation, car on travaille en niveau ligne.



L'ajout d'un correcteur de tonalité général se fait tout à la fin de la chaine, après la sommation des diverses sources.

Ajout d'un envoi / retour d'effet (Send / Return)

Tout comme pour les correcteurs de tonalité, il y a possibilité de prévoir un envoi / retour d'effet individuel pour chaque voie d'entrée, tout comme il est possible d'en prévoir un général. Par général, on entend la possibilité d'envoyer sur une sortie (Send) du mélangeur, une proportion plus ou moins importante de n'importe laquelle des voies d'entrée. En clair, on peut disposer d'un effet externe tel qu'une chambre d'écho, auquel on peut envoyer une certaine proportion d'une voie ligne 1 et une proportion plus importante d'une voie ligne 2. Le synoptique suivant montre le principe de l'envoi / retour individuel :



A la sortie de chaque étage d'entrée, un potentiomètre (noté RVEE - EE pour Effet Envoi) permet de prélever une partie plus ou moins importante du signal traité sur la voie. Le signal ainsi prélevé, disponible sur le curseur de chaque potentiomètre d'effet RVEE, aboutit à un sommateur passif à résistance (résistances REE), dont le point commun de sommation est transmis sur la broche "Send" d'un connecteur de type jack stéréo appelé Insert sur le schéma (en pratique, on ajoute un étage électronique supplémentaire entre le point de sommation et le connecteur). Ce même connecteur Insert dispose d'un point d'entrée "Return" qui permet de récupérer le signal sortant qui aura été entre temps traité dans un équipement externe, et de le réinjecter sur le bus de sommation principal, via les résistances de sommation RER (ER pour Effet Retour) qui jouent donc le même rôle que les résistances de sommation RS déjà vu précédement.

Ajout d'un monitoring / ampli casque

Le monitoring / ampli casque est pratique quand on veut pouvoir préparer un source qui n'est pas encore routée vers la sortie (fader baissé). Cela permet au DJ, à l'animateur radio ou au preneur de son, de faire les réglages d'une voie d'entrée (le gain d'entrée pour commencer) sans que tout le monde entende les résultats des réglages. Pour de la sonorisation, on peut préférer l'écoute d'une seule voie d'entrée à la fois, et pour de la prise de son, on peut préférer écouter plusieurs entrées à la fois. Dans les deux cas, la mise en oeuvre technique est similaire, on utilise juste des commutateurs mécaniques (ou éventuellement électroniques) différents : rotacteur multi-positions ou boutons poussoirs avec verrouillage. Le synoptique suivant montre comment effectuer une préécoute (pre-fader) sur une seule voie d'entrée à la fois :



Le rotacteur K1 permet de sélectionner la voie à pré-écouter : sur le synoptique qui précède, il est en position 2 et permet donc d'écouter ce qui sort du second étage d'entrée, relatif à l'entrée Line2. Le synoptique suivant montre comment mettre en oeuvre un système de préécoute permettant d'entendre plusieurs voies d'entrée en même temps.



Les interrupteurs SW1, SW2 (SWx, etc pour les autres voies) peuvent être activés en même temps, du fait de la présence d'une résistance ajoutée en série avec chacun d'eux, qui permet d'isoler entre elles les sorties des étages d'entrée, et de ne pas provoquer de mise en relation directe entre plusieurs sorties routées en même temps vers la voie de monitoring.

Commutateurs mécaniques ou électroniques ?

La commutation des sources audio en vue de leur routage vers l'amplificateur de monitoring peut être assurée par des élements électromécaniques (c'est ce que montraient les deux derniers synoptiques), ou par des élements purement électroniques (portes analogiques - CD4051/2/3, CD4066 ou CD4097 par exemple, commandées par des signaux de commande logiques). L'usage de commutateurs électroniques permet de limiter ou même de totalement éliminer les bruits de commutation (très fréquents avec les commutateurs mécaniques), mais au prix d'une complication évidente de la circuiterie et du placement des composants sur le circuit imprimé.

Amplificateur casque

Côté électronique de l'ampli casque, on peut "balayer large" : simple AOP avec puissance de sortie juste limite pour écouter chez soi, ou véritable ampli casque "pro" avec une qualité et une réserve de gain fortement appréciée en usage bruyant (sono). Il est important d'entendre un minimum ce qu'on veut, surtout quand on a pris le pli de ne poser qu'un écouteur du casque sur une oreille.

Ajout d'un vumètre et/ou crêtemètre

Luxe ou pas luxe ? Pas luxe du tout. Le vumètre ou crêtemètre (à aiguille ou à leds) permet d'évaluer parfois grossièrement mais bien souvent suffisement le niveau sonore (si vumètre à leds, 5 voyants me semble un strict minimum). Bien entendu, l'oreille est le complément indispensable du vumètre, car certaines musiques qui ne font pas bouger le vumètre peuvent sonner plus fort que d'autres qui mettent le vumètre dans le rouge. On trouve bien des petites mixettes sans aucun vumètre et sans aucun indicateur de crête, mais je vous assure que ça n'est pas très sérieux. Si on veut limiter au strict minimum les composantes lumineuses du mélangeur, il faut au moins conserver une petite led d'indication de surcharge pour chaque entrée, histoire de situer globalement où on en est pour chacune d'elle. Personnellement, je pense qu'il est bon d'avoir un indicateur de crête pour chaque voie (avant sommation) et un vumètre pour la sortie générale (après sommation, comme le montre le synoptique suivant.



Le synoptique précédent montre seulement l'idée générale : les leds "PEAK" ne sont pas directement connectées en sortie des étages d'entrée, mais sont cablées en sortie de petits étages amplificateurs ou redresseurs simples, qui eux-mêmes sont raccordés en sortie des étages d'entrée. En acceptant un peu de routage additionnel des signaux BF à contrôler, on peut se servir du vumètre général pour visualiser n'importe lequel des signaux d'entrée en cours de préécoute, ou le signal de sortie générale. C'est ce que montre le synoptique suivant.



Là encore, le synoptique est simplifié et n'a pour but que de donner l'idée principale. La sortie générale est de type stéréo et le rotacteur K1 est de type simple, c'est pourquoi le synoptique laisse apparaître deux résistances additionnelles entre les sorties gauche et droite (Out_L et Out_R) et la borne 5 de K1. En pratique, pour sélectionner et visualiser en même temps deux voies audio (voies gauche et droite), il faut un rotacteur double.

Gestion des niveaux

Le gestion des niveaux est assez simple à comprendre. Elle consiste à faire travailler dans de bonnes conditions les différents élements de la table de mixage. Les étages d'entrée ne doivent pas recevoir de signaux d'amplitude trop élevée si leur gain est élevé (risque de saturation) et ne peuvent pas se satisfaire de signaux de trop faible amplitude (risque d'avoir trop de souffle). D'où l'importance d'un indicateur lumineux qui se manifeste avant ecrêtage sur chaque voie d'entrée. L'idée étant de dire "attention vous être trop près du maximum permis" et non de dire "dommage, le son est bousillé, vous auriez du faire plus attention". Au moment du mixage, il faut bien être conscient que les voies mélangées s'additionnent. Ce qui signifie qu'à certains moments le signal de sortie (après mélange) peut présenter une très forte amplitude. Tout dépend bien sûr du contenu des élements sonores mélangés, tant d'un point de vue amplitude que fréquentiel. Si on mélange deux sources sonores rigoureusement identiques, on double l'amplitude du signal que l'on aurait eu avec une seule source (gain de +6 dB). Ca peut sembler gérable comme ça, mais la multiplication de sources sonores peut vraiment poser un problème de marge de manoeuvre, surtout si les circuits électroniques utilisés sont alimentés avec une tension faible (alim sur pile). La différence principale entre une console amateur et une console professionnelle repose certes sur le choix des composants et sur la qualité de fabrication générale (circuits imprimés et câblage filaire), mais aussi sur la façon dont les niveaux ont été pensés. Sur une console professionnelle, on peut espérer une grande dynamique des différents sous-ensembles, ce qui autorise une plus grande marge avant d'arriver dans le bruit de fond ou au seuil de saturation. Ces marges sont un peu moins critiques sur une table de mixage grand public à cinq entrées, mais l'utilisateur doit tout de même les "sentir". Quand le son n'est pas bon, il faut bien bouger quelque chose quelque part...

Un de mes premiers mixeurs audio...

C'est mon deuxième ou troisième mélangeur fait maison, je ne sais plus. Je l'ai réalisé avec des préamplis micro en kit et le reste était plus ou moins du bricolage, mais elle a servi plusieurs années à un de mes oncles, qui me l'avait "commandée" quand j'avais 15 ans. La rouvrir presque 30 ans après m'a fait un drôle d'effet, surtout en ce qui concerne la connectivité secteur : il me semble bien que je n'avais pas encore très bien acquis la notion du danger...



Six entrées dont quatre pour microphone et deux pour niveau ligne, avec un potentiomètre rotatif sur le dessus du pupitre pour le réglage du niveau de sortie général, qui se faisait en mono (même pas de bouton plastique ou alu, il fallait un tournevis).


Réglage du niveau de sortie vite localisé...

Les quatre entrées micro aboutissaient sur les entrées de deux préamplis micro stéréo achetés en kit et équipés de LM381, et les entrées ligne aboutissaient directement sur le réseau de sommation, sans étage électronique entre les deux.



Le réseau de sommation, assurée par 6 résistances de 220 KO, et des potentiomètres que j'avais marqués au feutre pour limiter les erreurs de câblage.



Le sommateur actif de sortie, bâti autour d'un joyeux LM741 et de quelques résistances carbone (certaines de 1 W, vive la récup dans les postes TV à lampes), le tout monté sur un petit bout de plaque d'expérimentation...

 

L'alimentation se faisait sur secteur, avec un transfo pour sonnette d'entrée, une seule diode de redressement avec son condo de filtrage, suivi d'une cellule RC pour parfaire la tension continue qui n'était même pas régulée.



Et croyez-moi si vous voulez, mais ça fonctionnait bien, sans ronflette gênante et avec très peu de souffle !