Connecter des enceintes actives à un système audio domestique

TL;DR

Ce texte a été initialement posté dans le topic de la Hi-Fi le 20 février 2016 par e-t172.

• Une enceinte active embarque son propre ampli ; il n'y a pas besoin d'amplification séparée comme dans un système grand public typique. L'entrée d'une enceinte active est donc une entrée ligne. En principe, il faut donc une sortie ligne (ou casque, ça marche aussi) pour l'alimenter.

• Le problème, c'est que trouver un « hub » (pré-ampli ou pré-processeur est le terme technique) qui prend des entrées « domestiques » (HDMI, Bluetooth, AirPlay, DLNA, etc.) et dispose de sorties lignes en 5.1 à prix raisonnable est un parcours du combattant. C'est surprenant et il n'y aucune justification technique, mais c'est la loi du marché.

• Le Marantz SR5008, sur la vidéo que tu cites, est un appareil adapté, parce que malgré le fait que c'est un ampli, il dispose malgré tout de sorties dites « préampli » (synonyme de sortie ligne) en 5.1. C'est les sorties "PRE OUT" sur ta photo. Le problème, c'est que le SR5008 est un vieux modèle qui n'est plus vendu. Et malheureusement, les versions modernes n'ont pas ce genre de sortie (ou du moins pas en 5.1), à moins de dépenser des sommes débiles.

• La meilleure solution pour s'en tirer à prix raisonnable consiste à acheter un ampli 5.1 classique et à brancher les enceintes actives sur les sorties amplifiées (pas les sorties ligne, puisqu'il n'y en aura pas) de l'ampli. Ça peut paraître surprenant (et effrayant), mais ça marche parfaitement, et la qualité n'en souffre pas (vérifié moi-même avec des mesures). Ça nécessite de prendre un câble ligne (comme celui que je mentionne plus haut), et de tout simplement le dénuder et le brancher sur les borniers de l'ampli.

• Deux amis ont opté pour cette solution pour leurs salons respectifs et en sont pleinement satisfaits. L'un d'entre eux, par exemple, alimente son 5.1 à base de LSR30x avec un ampli Denon, depuis les sorties amplifiées.

• Si tu comptes adopter cette solution également, prends l'ampli le moins cher et disposant du plus de fonctionnalités. La puissance n'a aucune importance parce que l'ampli n'en dissipera aucune.

• L'opération n'est pas sans risque - en théorie, il y a un risque de griller l'enceinte si tu pousses accidentellement le volume trop fort (c'est-à-dire très au-delà de la limite de saturation de l'enceinte). En pratique cependant, il semblerait que ce soit impossible dans les scénarios que j'ai rencontrés. Si le risque te gêne, tu peux l'éliminer en plaçant des petits boitiers dits "DI Boxes", qui en gros peuvent faire office de fusible, mais il faut faire attention à la qualité.

• Note que si tu n'as qu'une seule source et que c'est un PC, alors pas besoin de se préoccuper avec un hub : oublie tout ce que j'ai dit et connecte simplement les enceintes aux sorties 5.1 analogiques du PC. Il faut juste que tes drivers audio soient suffisamment flexibles pour te permettre de configurer le 5.1 comme tu veux (notamment le bass management pour gérer le caisson).

Le cheminement complet

Introduction et problématique

Ce texte a été initialement posté dans le topic de la Hi-Fi le 2 mars 2015 par e-t172.

Vous connaissez bien mon affinité pour les enceintes actives, notamment de chez JBL ou Genelec, lorsqu'il s'agit de constituer un système audio.

Cela étant dit, de loin le plus gros problème lorsqu'il s'agit de constituer un système à base d'enceintes actives est d'ordre pratique : l'équipement "domestique" n'est pas conçu pour. Plus précisément, une enceinte active prend en entrée un signal de niveau ligne, or les "amplis intégrés" ("AV receivers") généralement utilisés comme "hub" dans un système domestique sont des... amplificateurs, c'est-à-dire qu'ils font doublon avec l'ampli situé dans l'enceinte.

Cela pose deux problèmes :

1. D'un point de vue strictement budgétaire, acheter un "hub" dont le prix est dominé par l'étage d'amplification (inutile) est absurde ;
2. Souvent, l'appareil ne dispose même pas de sorties ligne (aussi appelées sorties "préamp"), il n'y a donc rien pour brancher des enceintes actives ! C'est particulièrement flagrant avec les systèmes 5.1 : les "amplis" 5.1 ne disposent généralement que de sorties ligne stéréo (au mieux). Seuls les amplis les plus haut de gamme disposent de sorties ligne pour centre et surrounds.

Ce problème m'énerve au plus haut point parce qu'il s'agit là du principal obstacle que rencontrent les gens qui essaient de suivre mes conseils d'achat (et donc se tournant vers des enceintes actives tels que des JBL LSR). Souvent ces gens jettent l'éponge et se tournent vers un système "normal" (donc potentiellement pourri) parce qu'ils n'arrivent pas à résoudre ce problème - ils ne trouvent pas de solution pour connecter des sources diverses et variées (une console, du DLNA, du Bluetooth...) à des enceintes actives à travers un "hub" centralisant le tout.

Personnellement je n'ai pas ce problème parce que ma seule source est un PC (donc une carte son suffit), mais cela m'insupporte quand même parce que cela me met des bâtons dans les roues lorsque je cherche à aider mon prochain.

Dans l'état actuel du marché, voici les solutions que je connais :

1. La solution chère, propre et logique : utiliser un préprocesseur (prépro), qui est en fait un "AV receiver" sans l'ampli, ce qui est exactement ce qu'on cherche. Malheureusement, c'est un marché de niche et ce type de produit est typiquement destiné aux idiophiles... c'est donc hors de prix. Un exemple typique est l'Emotiva UMC-200, vendu au tarif dissuasif de $700, alors que des produits qui font la même chose plus amplification se vendent 3 fois moins cher ! Même des marques plutôt "mainstream" telles que Marantz présentent des pré-amplis dont les prix commencent à 1500+€. Pour rappel, ce genre d'appareil n'est schématiquement rien d'autre qu'une carte son avec plus de connectique. On marche sur la tête.
2. La solution chère et débile : acheter un ampli haut de gamme disposant de sorties ligne en 5.1. Une rapide recherche indique que vous ne trouverez rien en dessous de 1000 €. On soulignera l'absurdité technique : même l'ampli le plus bas de gamme dispose forcément de ces lignes en interne parce qu'elles sont indispensables pour relier le DAC à l'ampli. Les constructeurs ont tout simplement décidé de ne pas ajouter de connecteurs pour accéder à ces lignes. Monde de merde.
3. La solution artisanale : ça consiste à utiliser l'ampli le moins cher possible (apparemment il serait possible de descendre vers 230 €), et brancher les enceintes actives... sur les sorties amplifiées. Non je ne suis pas fou, il semblerait que ce soit réellement possible, j'ai trouvé au moins une personne qui prétend l'avoir fait sans problème. Et d'un point de vue purement électrique, il n'y a pas de raison flagrante que ça ne marche pas, vu que la tension de sortie des bornes amplifiées est peu ou prou la même que la tension d'une sortie ligne (sauf peut-être si on pousse le volume comme un débile, auquel cas la tension pourrait peut-être devenir dangereuse pour les entrées de l'enceinte active).

Je m'intéresse particulièrement à la solution (3). C'est d'autant plus intriguant que personne sur le net (à part le topic que j'ai linké) ne semble avoir réellement essayé de brancher de l'équipement de niveau ligne sur une sortie amplifiée. Apparemment l'utilisation d'un convertisseur (qui heureusement existe - c'est apparemment utilisé pour les systèmes audio de voiture) serait indispensable selon certains. La grosse inconnue ici, c'est surtout la qualité sonore de ce qu'on obtient quand on utilise un ampli avec une charge qu'il n'a jamais été conçu pour alimenter, et peut-être avec un convertisseur utilisant des composants actifs de qualité probablement super cheap.

La bonne nouvelle, c'est qu'il est possible de vérifier la qualité sonore du système sans matériel particulier car vérifier la qualité d'une sortie ligne est relativement simple - il suffit d'un PC avec RMAA. Donc en théorie, quelqu'un pourrait essayer cette suggestion et vérifier de visu le résultat. Je recommande de faire un premier test avec une carte son USB premier prix à 5 € au cas où ça pète...

Expérience

Ce texte a été initialement posté dans le topic de la Hi-Fi le 8 juin 2015 par e-t172.

Comme annoncé, je viens de passer un week-end chez un ami disposant d'un vieux ampli 5.1 (un Denon AVR-1910). L'objectif consistait à effectuer des expériences pour déterminer la viabilité de la fameuse solution 3. Malheureusement on a pas eu assez de temps pour faire tout ce qu'on voulait faire, parce qu'on s'est rendu compte un peu tard que les aberrations de réponse en fréquence inexplicables que l'on observait était liées à… notre matos de mesure… merci la M-Audio Fast Track, que j'éviterai dorénavant. Du coup on a fini par faire les mesures à l'aide de l'entrée audio d'une carte mère, ce qui était suffisant pour se faire une idée.

Un rapide coup d'œil à un voltmètre nous a indiqué qu'à plein volume sur l'ampli (0dB), un signal de test génère pas moins de 50Vrms (140V peak-to-peak !) sur les sorties amplifiées. De quoi en effrayer plus d'un. Nonobstant, nous avons persisté dans notre quête.

Mon ami avait pris soin d'acheter préalablement des convertisseurs de ce genre. Malheureusement, on s'est vite rendu compte que c'est de la merde : à plein volume (0dBFS sur l'ampli), le convertisseur surchauffe, ses composants noircissent et le plastique fond ! Le problème est que ces convertisseurs pas cher ne sont en fait qu'une série de résistances - ces dernières se retrouvent à encaisser toute la puissance de l'ampli, ce qui est débile. C'est du matos cheap pour pigeon au vu de la conception - électroniquement, utiliser des résistances pour un tel cas d'utilisation est absurde, c'est un transformateur qu'il faut utiliser.

Il semblerait que des convertisseurs à base de transfos existent - ils sont même courants dans le milieu pro et semblent pouvoir se trouver sous la forme de « DI boxes » tels que le Behringer DI400P. Malheureusement, les prix ne sont pas vraiment intéressants - typiquement 30 € pour du stéréo, ce qui fait débourser 90 € pour câbler un 5.1.

Partant de ce constat, nous avons donc décidé de mettre du piment dans l'expérience : on a branché directement les sorties amplifiées vers notre carte son « cobaye » de test, un machin pourri à 2,50 € acheté spécialement pour l'occasion pour éviter de griller une vraie carte son si ça foire. L'expérience est facile à mettre en place - on a simplement coupé et dénudé un câble jack, branchant les connecteurs nus aux bornes de l'ampli.

De manière surprenante, connecter la carte son directement aux sorties amplifiées a parfaitement fonctionné. L'entrée commence à saturer au-delà de -30dB sur l'ampli, mais en dessous, cela semble fonctionner parfaitement. Nous sommes donc passés à l'étape suivante et avons connecté les sorties amplifiées à une entrée son de meilleure qualité (ici notre modeste chipset de carte mère) pour obtenir des mesures un tant soit peu exploitables.

Quelle joie de voir le résultat : les mesures sont quasi-parfaites ! À tel point, en fait, que la qualité de l'entrée déterminait vraisemblablement les résultats. La réponse en fréquence est plate comme une planche à pain (+/-0.1dB), la distorsion harmonique frôle les 0,01%, et le résultat le plus surprenant concerne le niveau de bruit, qui se terre bien sagement dans les abysses à moins de 90dB en dessous de notre signal de test. À ce niveau, l'ampli que nous testions se comportait de manière identique à un excellent DAC HDMI.

Tout cela confirme donc bien la théorie : des sorties amplifiées peuvent tout-à-fait être utilisées comme sorties ligne… à condition de faire bien attention au volume. Nous n'avons pas testé avec le volume de l'ampli au-dessus de -30dB, mais il me semble peu probable que notre équipement de test aurait apprécié de se prendre du 50Vrms dans la figure. Malheureusement, je ne sais pas si des enceintes actives disposent typiquement de protections contre une telle manipulation. À titre d'exemple, les specs LSR305 indiquent qu'elles sont conçues pour recevoir jusqu'à 11 Vrms, mais elles n'indiquent pas ce qu'il se passe si on dépasse la limite. Il serait bien malvenu de faire simultanément exploser toutes les enceintes d'un système 5.1 parce que quelqu'un a le malheur de s'assoir sur le contrôle de volume de la télécommande…

Heureusement, dans le cas de l'ampli utilisé pour nos tests (Denon AVR-1910), nous disposions d'une fonctionnalité fort pratique : il est possible de configurer une limite haute pour le volume. Par exemple, le Denon nous permettait de bloquer le volume à un maximum de -20dB (~5Vrms), ce qui est beaucoup plus safe et le rend pratiquement adapté à cette utilisation pour le moins exotique. Il serait intéressant de regarder si les amplis d'entrée de gamme actuellement sur le marché disposent d'une fonctionnalité similaire.

On a tout juste eu le temps de tester cet arrangement en branchant l'ampli à une vraie enceinte active, en l’occurrence une LSR305. Qui fonctionne parfaitement. Le son ne souffre d'aucun problème remarquable, et le niveau de bruit est imperceptible !

TL;DR: je suis enchanté de déclarer que l'option 3 semble viable - du moins elle l'est avec l'ampli que nous avions sous la main. Il devrait donc être réellement possible de construire un système stéréo ou 5.1 à bases d'enceintes actives en utilisant un ampli bas de gamme comme point de centralisation (HDMI, multiple entrées, télécommande, volume, bass management, EQ, etc.), tout simplement en branchant les enceintes actives directement aux sorties amplifiées comme s'il s'agissait de sorties lignes. Le seul bémol est qu'il faut faire attention au volume, ou bien trouver un ampli permettant de définir un volume maximal, car le comportement d'une enceinte active en cas de surtension est dangereusement incertain.

On va juste espérer que mon expérience avec un seul modèle d'ampli puisse se généraliser à l'ensemble de ce type d'équipement !

Conclusion

Ce texte a été initialement posté dans le topic de la Hi-Fi le 14 janvier 2016 par e-t172.

Pour l'instant j'ai deux amis qui se sont mis en place un système à base d'ampli et d'enceintes actives (LSR305/LSR308), l'un avec un vieux Denon 1910 et l'autre avec l'Onkyo que j'avais recommandé à l'époque (ou un modèle similaire, je me rappelle plus). Ce sont des systèmes qu'ils utilisent au quotidien dans leurs salons et ça marche parfaitement dans les deux cas.

Chez celui qui a le Denon 1910 on s'est même rendu compte que si le réglage de volume sur la LSR n'est pas réglé trop haut, alors il est possible de mettre le volume de l'ampli à fond sans faire sauter l'enceinte, ce qui est encourageant vu que ça signifie qu'il ne devrait pas être possible de griller l'enceinte si le volume réglé sur l'enceinte est à un niveau raisonnablement bas (ce qui est recommandé de toute façon, vu que le rapport signal/bruit en est amélioré d'autant). Donc c'est même plus "safe" que ce que je pensais.