Thule Audio Spririt IA 100 Le sujet est résolu

Amplificateurs intégrés à transistors

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jamas31
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Thule Audio Spririt IA 100

Message par jamas31 » 18 sept. 2021, 20:46

J'ai fait l'acquiistion d'un ampli Thule Audio modèle Spirtit IA 100.

Les specifications issues de Hifiengine:
- Power output: 100 watts per channel into 8Ω (stereo)
- Frequency response: 20Hz to 20kHz
- Total harmonic distortion: 0.05%
- Input sensitivity: 500mV (line)
- Signal to noise ratio: 90dB (line)
- Output: 500mV (line), 1V (Pre out)
- Speaker load impedance: 4Ω to 8Ω
- Dimensions: 420 x 95 x 290mm
- Weight: 12kg
- Year: 1995
Voilà quelques photos de la bête.
.
fullsizeoutput_2692.jpeg
l
.
Design minimaliste: 1 afficheur, 1 potentiomètre et un poussoir discret.
Vu de derrière: (désolé pour la qualité des photos, c'est tout ce que j'ai sous la main, je les remplacerai plus tard)
.
fullsizeoutput_2690.jpeg
fullsizeoutput_2690.jpeg (84.94 Kio) Vu 5306 fois
Possibilité de déconnecter la partie préampli de la partie ampli via un petit switch plutôt qu'un cavalier (pourquoi pas).

J'ai récupéré cet ampli en panne, vous pouvez suivre le fil de la réparation sur ce fil: viewtopic.php?f=53&t=10198

Un peu d'histoire: THULE AUDIO est née au Danemark en 1991 sous l'impulsion de son créateur, Anders Thule.
En une dizaine d'années, cette entreprise s'impose comme un constructeur sérieux de matériel de qualité.
Le premier appareil commercialisé est un amplificateur, puis la gamme s'est étoffée avec des lecteurs CD, des amplificateurs de puissance et un tuner FM.
Thule Audio est l'un des rares constructeurs de matériel hifi à proposer des électroniques à base de circuits symétriques.
La société est restée d'une taille modeste (PME) et a fini par disparaitre au milieux des années 2000
L'ampli Spririt IA 100 est sorti en 1995, c'est le grand frère du Spirit IA 60 qui fait 2 x 60W.

Le design du matériel Thule Audio est minimaliste avec une ligne épurée mais élégante (très WAF :-inlove2 )
A l'intérieur, le design repose beaucoup sur la CMS (composants à montage de surface) avec un câblage lui aussi minimaliste.
Le potentiomètre de volume est numérique et repose sur un circuit de chez National Semiconductor, le LM1972 qui permet de contrôler le niveau sonore avec un pas de 1dB sur une plage de 80 dB (la précision du potentiomètre repose sur des résistances ajustées au laser ce qui permet de proposer une précision bien meilleure que les potentiomètres ALPS par exemple.
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Re: Thule Audio Spririt IA 100

Message par jamas31 » 18 sept. 2021, 20:46

Voilà ce que ça donne vue de face lorsque l'ampli est allumé, toujours très discret: valeur du volume à gauche et source sélectionnée à droite.
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fullsizeoutput_2694.jpeg
.
Les photos suivantes ont été prises avant les modifications faites (Cf le fil dédié) sur le déport de la régulation +7.4 V, l'ajout de radiateurs sur les régulateurs de tension, le déport de la résistance de puissance de l'alim 5V et le changement des capas de filtrage d'alim.
Gros transfo torique de 500VA, un petit PCB plaqué sur la face avant qui assure la réception infra rouge de la télécommande , l'affichage ainsi que la gestion du potentiomètre, il est relié au PCB principal par un petit câble plat qu'on voit sur la gauche

La partie alim est assez classique mais les diodes ont été doublées (?) et le filtrage est assuré par 4 capas de 10mF initialement des 50V remplacées par des capas de 63V (même dimension).
Sur la droite on voit un relais qui sert à protéger les HPs lors de la mise ON
La partie puissance est assurée par 4 paires de transistors 2SA1633/2SC4278 qui sont répartis sur 2 gros radiateurs
La partie pré ampli utilise des amplis Burr Brown de très bonne qualité (OPA2134 avec des entrées à FET)
Tout ça en CMS malheureusement rendant le dépannage très difficile
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.
fullsizeoutput_268f.jpeg
.
Pas d'entrée phono malheureusement ni de prise casque.

Quant au user manual, il est aussi minimaliste que la face avant de l'ampli.
Capture d’écran 2021-09-19 à 00.15.08.png
Capture d’écran 2021-09-19 à 00.15.08.png (119.37 Kio) Vu 5282 fois
.
Capture d’écran 2021-09-19 à 00.15.26.png
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Re: Thule Audio Spririt IA 100

Message par jamas31 » 18 sept. 2021, 20:46

Quelques photos suite aux modifs effectuées.
capas d'alim 63V
.
fullsizeoutput_2696.jpeg
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LM337 (régulateur -7.4V) avec son radiateur et les 3 fils de déport vers la carte mezzanine qui comprend le régulateur +7.4V.
A gauche du régulateur, le relais de protection des HPs.
fullsizeoutput_269a.jpeg
.
Vue d'ensemble avec la carte régulateur et le déport de la résistance de puissance en amont du régulateur +5V.
.
fullsizeoutput_269d.jpeg
.

Quid de l'écoute, me direz vous?
Il n'est pour l'instant que connecté à un tuner et un lecteur de K7 donc mon expérience d'écoute reste limitée.
Et bien, c'est pas mal du tout, très naturel, à l'aise sur toute la gamme de fréquences et sans coloration. Dommage qu'il ne possède pas d'entrée phono mais je vais probablement installer une petite carte de correcteur RIAA, il y a la place à l'intérieur.
J'ai lu sur la toile que le fondateur de Thule Audio était contre le principe de contre réaction au niveau des amplis, je ne sais pas comment cela peut se traduire au niveau de la sonorité.

Il faudrait que je l'installe sur mon installation principale mais je pense qu'il a du potentiel.
En conclusion, je pense que les ingénieurs de Thule Audio ont fait du bon boulot côté audio, dommage que le design des alims soit aussi mauvais et génère des pannes
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Re: Thule Audio Spririt IA 100

Message par Zeeff » 21 sept. 2021, 10:43

Bonjour !
Et merci pour ta présentation !
Pas de contre réaction ? Tu peux poster le schéma stp ?
Zeeff

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jamas31
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Re: Thule Audio Spririt IA 100

Message par jamas31 » 22 sept. 2021, 16:10

Voilà ce qu'on pouvait lire sur feu le site web de Thule Audio
Amplifier circuit design considerations
To have a detailed and dynamic sound, but without any hardness, the output signal must follow the input signal
without significant distortion, overshoot or current limiting.
In contrary to above many amplifiers are optimized to have as low as possible distortion at 1 kHz in a simple 8
ohms load impedance, by using a lot of global feedback.
This design philosophy gives good measuring figures for the brochure, but the sound will be bad, because the
global feedback will add problems like poor stability at capacitive loads.
And in real life the loudspeaker is a complex load, not a simple 8 ohms' resistor.
Further the music signal will change in level and frequency in contrary to a simple 1 kHz tone.
Therefore Thule Audio has designed the new Spirit line with a holistic view, which mean at the same time
optimizing performance for all audio frequencies, voltage, current and time response.
In view of this design philosophy, Thule Audio has chosen to design all amplifiers totally without a global feedback,
and then limit the distortion with local error correction.
That mean we deal with the problem where it appears and do not involve other circuits, to obtain a simple feed
forward signal path.
One topic of key interest is to reduce the switching distortion and output impedance without compromising
the time response performance at a complex load. The switching distortion appears when the power output
transistors are switching and sounds particular hard and unmusical.
For this reason Thule Audio has developed a special error correction circuit, which convert the power
output transistors to an near perfect buffer, to eliminate nearly all switching distortion. The remaining distortion is
a more "musical" type.
The damping factor is increased (= low output impedance) to about 80 for unbalanced and about 150 for
balanced products and is identical for low and high frequencies, which are very good values.
Therefore the Spirit amplifiers have:
None global feedback for good stability
Reasonable low distortion (THD < 0.08%,20-20k Hz).
High damping factor, for both high and low frequencies, for good drive capability
This combination has the wanted dynamic, open and detailed sound, which on the other hand never becomes hard.


Electronic Component selection
Generally Thule Audio's experience is that the circuit design is the most important factor to make a good
sounding amplifier or CD player. To use expensive components in a bad circuit design is a waste of money.
However, in the following critical places in the signal path, the component's quality is very important,
therefore Thule Audio uses the best components:
- D/A converter: Burr Brown multilevel delta-sigma or selected multilevel (DIGIT)
- DC blocking: 1uF film capacitors
- Preamp OP-amps': Burr Brown OPA2134 FET op-amp
- Power transistors: ROHM 25Amp/30Mhz type
- Electrolytic capacitor: BHC 4 terminal T-POWER (IA150B and PA150B)
- Transformer: Low loss Toroid type
Voilà le schema de la partie puissance.
.
Power_schematics.jpg
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Re: Thule Audio Spririt IA 100

Message par Zeeff » 17 oct. 2021, 18:18

Merci pour le schéma !
Pas sur de tout comprendre….
Surtout le coup de « pas de global feed-back « ….
Vais essayer de me faire expliquer ça !
En tout cas c’est intéressant !

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Paul_K
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Re: Thule Audio Spririt IA 100

Message par Paul_K » 09 oct. 2022, 13:11

Bonjour,

A mon tour de présenter mon Thule IA-100.

Tout a déjà été dit par rapport à la fiche technique... Niveau son, la partie ampli a été conçue avec soin, et ça s'entend : c'est un ampli très précis, avec des aiguës très claires, et des basses très fidèles à l'enregistrement. La réserve de puissance est fabuleuse et quelles que soient les enceintes l'ampli n'est pas mis en défaut, même sur des vieilles anglaises pas vraiment sensibles. C'est réellement un ampli surprenant qui vaut une écoute, si possible sur des HP exigeants.

En revanche, et comme dit plus haut, niveau alimentation... Aïe, on a rarement vu pire.

L'exemplaire que j'ai donc récupéré pour pièces il y a quelques mois présentait les soucis suivants :

- Encodeur ce volume numérique complètement détruit, et non fonctionnel
- Transformateur d'alimentation qui se balade librement dans le châssis :-choc
- Ampli qui se coupe tout seul après quelques minutes d'écoute, régulation 5V qui s'écroule
- Régulateurs 7.4V positifs et négatifs qui sentent le chaud...

Allez, au boulot. :-aust

Pour commencer, le transfo : sa vis de fixation est cassée net :
PXL_20220727_115200743ààà.jpg
PXL_20220727_115200743ààà.jpg (130.83 Kio) Vu 2650 fois
On retire le potting pour permettre l'utilisation d'un kit de fixation universel. Le résultat sera visible dans les photos suivantes.
PXL_20220727_115200743.jpg
PXL_20220727_115200743.jpg (78.27 Kio) Vu 2650 fois
La suite : le bouton de volume. Il s'agit d'un encodeur digital relativement standard, relié au microcontrôleur principal, qui programme deux potentiomètres numériques ajustés au laser pour une précision du volume supérieure et un bruit réduit. Le remplacement de l'encodeur se limite à un travail de soudure simple quand on a l'expérience :
PXL_20220727_115212318.jpg
PXL_20220727_115212318.jpg (118.96 Kio) Vu 2650 fois
PXL_20220727_125636814.jpg
PXL_20220727_125636814.jpg (123.13 Kio) Vu 2650 fois
Encore un problème résolu, le volume peut maintenant être réglé, c'est plutôt pratique :lol:

On attaque le plus gros morceau, les alimentations 5V et 7.4V symétriques. La solution originale (résistance de tête puis régulateurs LM317/337) est mauvaise. De plus, certains condensateurs CMS 16V voient plus de 30V à leurs bornes et finissent par perdre leur valeur, ce qui conduit à une oscillation des régulateurs puis leur mise en sécurité thermique (observé sr la régul 5V).
C'est tout mauvais, donc on vire tout. J'ai décidé de refaire une carte de régulation séparée prenant en entrée le 50V symétrique et donnant en sortie les tensions 5V digital, et 7.4V symétrique préamp.
Dans l'ordre, voici ce qui est présent sur la carte :

- Droppeur de tension 50V vers 12V non régulé, à base de diode Zener et transistor ballast. Ce premier étage dissipe le maximum de puissance (les transistors ont été montés sur radiateur, puis directement au châssis, car ça chauffait toujours trop), et fournit un 12V avec une réjection maximale du bruit du 50V. Évidemment, filtrage RC sur la Zener, et en entrée et sortie du transistor, pour avoir une alim la plus propre possible.

- Étage régulateur à base de LM317/337 comme à l'origine, avec composants R et C annexes montés en CMS, pour éviter le bruit et les pertes de précision. Ces régulateurs chaufent très peu, car ils voient maintenant moins de 12V en entrée contre plus de 30V auparavant. La consommation sur les 3 alimentations (5V, +7.4V, -7.4V) est de 60mA.

Voici ces nouvelles alims avant et après leur installation dans l'ampli :
PXL_20220827_195556777.jpg
PXL_20220827_195556777.jpg (198.43 Kio) Vu 2650 fois
PXL_20220921_162919569.jpg
PXL_20220921_162919569.jpg (121.71 Kio) Vu 2650 fois
PXL_20220922_221709307.jpg
PXL_20220922_221709307.jpg (118.7 Kio) Vu 2650 fois
Comme dit plus haut, sur la version finale, les transistors ont été remplacés par des modèles plus adaptés aux hautes puissances (TIP130 et TIP135), et boulonnés au châssis (avec un isolant) pour les garder au frais.

Deux ou trois notes, si dans le futur quelqu'un est confronté aux mêmes problèmes :

- Les tensions d'alimentation du préampli (7.4V symétrique) sont trop élevées, et certains circuits sont du coup alimentés en 15V, alors que leur datasheet indique une alimentation 12V. J'ai essayé de baisser cette alimentation à 6V symétrique, mais le circuit de protection des HP ne se déclenchait plus...

- La solution d'utiliser le 50V puis de l'abaisser à l'aide de résistances et/ou de régulateurs est mauvaise de base. Si c'était à refaire, je mettrais un petit transformateur dédié aux alimentations digital et préampli...

Voilà pour la "courte" présentation de mon IA-100, et de ce que j'ai dû lui faire subir pour le fiabiliser :-nos

William
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Re: Thule Audio Spririt IA 100

Message par William » 09 oct. 2022, 14:54

Merci à toi pour cette présentation et chapeau pour le dépannage. :-B
Peux tu nous dire avec quelles enceintes tu as essayé cet amplificateur.
Band'O'Fil member et Yamaha addict :mrgreen:

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Re: Thule Audio Spririt IA 100

Message par jamas31 » 09 oct. 2022, 20:08

:-H Bienvenue au club Paul.
Je vois qu'on a eu les mêmes soucis avec les alims. Vraiment dommage que les ingénieurs de Thule Audio aient merdé cet aspect sur un ampli dont la partie audio est vraiment réussie.
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Re: Thule Audio Spririt IA 100

Message par Paul_K » 10 oct. 2022, 10:11

Hello !

Pour les enceintes, je l'ai essayé pour commencer avec des B&W DM4, petite biblio de faible puissance bien connue. Rien a dire, ça sonne, et la précision de l'ampli met très bien en valeur les hautes fréquences des DM4 déjà excellentes. Mais c'est un peu du gâchis, l'ampli est utilisé a 1% de ses capacités, et je préfère écouter ces DM4 sur des petits amplis de faible puissance, car a mon goût c'est la qu'elles excellent.

J'ai tenté l’écoute avec ma paire de KEF 104, et là on est déjà bien mieux. La puissance de l'ampli et son facteur d'amortissement énorme font que les basses sont super bien tenues. Ça descend très bas, c'est précis et rond comme on l'aime chez KEF. Avec toujours cette clarté sur les voix et les hautes fréquences.

Je pense réellement que c'est un ampli de qualité hi-fi++, mais avec la puissance et la dynamique d'un ampli home-ciné, et capable de piloter des enceintes "lourdes" a volume élevé sans aucune perte de qualité !

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