Réparation Ampli de guitare Schaller GS1000

La restauration d'un ancien ampli de guitare Schaller GS1000 est présentée dans cet article. L'ampli ne donne aucun son, malgré son état neuf. Aussi suprenant que cela puisse paraître, aucun composant ne semble en panne ou grillé. Le démontage de l'ampli apporte des éléments de réponse sur cette panne étonnante...

Le démontage des éléments extérieurs est assez simple. On voit les principaux éléments de l'ampli : transformateur d'alimentation, amplificateur de puissance, condensateurs, transformateur d'adaptation d'impédance pour haut-parleur, circuit de préamplificateur.

Ci dessous, la face avant à démonter de l'ampli Schaller GS1000. Le démontage commence par là.

reparer ampli guitare panne

Plusieurs améliorations peuvent être apportées à l'ampli lors de sa restauration.

Transformateur d'alimentation

Le transformateur d'alimentation est un puissant modèle d'environ 250 à 300 VA. Un sélecteur de tension permet de choisir entre 110 et 220 Volts. Lorsqu'on met sous tension l'ampli, on peut mesurer la tension 230 Volts sur deux bornes du primaire. Une quatrième borne non reliée délivre une tension de l'ordre de 250 Volts. On a intérêt à dessouder le fil arrivant sur la borne prévue pour 220 Volts et le souder sur cette quatrième borne (prévue pour 240 Volts). Cela permet de diminuer de 10 % environ la tension au secondaire et d'éviter une légère surtension. En effet, en branchant un appareil prévu pour 220 Volts sur une tension de 230 Volts, il fonctionnera en légère surtension. Cela réduira la fiabilité sur le long terme.

Le fil est dessoudé et ressoudé sur la borne 240 Volts (flèche jaune ci-dessous) :

transformateur alimentation ampli guitare

Transformateur de l'ampli à brancher en 240 V plutôt qu'en 220 V

La tension secondaire est de 60 Volts environ possède un point intermédiaire d'environ 5,5 Volts. Cette tension est utilisée uniquement par l'ampoule fixée derrière le plastique vert qui sert de témoin lumineux. La tension secondaire peut être écrite : 0 - 5,5 - 60 V.

La tension 60 Volts est redressée et lissée par deux condensateurs en série de 5000 uF 50 Volts, ce qui fait l'équivalent d'un condensateur unique de 2500 uF 100 Volts. La tension redressée est d'environ 80 Volts.

Pour diminuer un peu la tension continue d'alimentation, on peut brancher le pont de diodes non pas entre les bornes correspondant à 0 V et 60 V mais plutôt entre les bornes 5,5 V et 60 V. C'est donc la tension de 54,5 V qui est redressée au lieu de 60 V. La tension continue est ainsi de 75 Volts environ, ce qui garantit une marge de fonctionnement pour les transistors de puissance. Nous y reviendrons plus bas dans l'article.

Amplificateur de puissance 100 Watts

L'amplificateur de puissance est monté sur un radiateur imposant lui-même fixé au transformateur. Les quatre transistors de puissance sont en boitier TO3 et sont des bipolaires NPN : c'est un montage quasi complémentaire. Les transistors drivers sont les BD139 et BD140, un classique dans ce genre d'ampli.

Schéma de l'ampli Schaller GS1000

Le schéma de l'ampli figure dans l'article (lien ci-dessous) :

Ampli Schaller GS1000 : le schéma

Transistors de sorties et drivers

Les transistors drivers sont montés sur de petits radiateurs. Ici, le BD140 :

transistor ampli guitare

Transistor driver BD140 monté sur un petit radiateur

Les transistors de puissance sont pour des 2N3055 et des RCA 40411. Les 2N3055 de chez ST Micro (marquage "ST 2N3055 99209") sont probablement des produits de remplacement et peuvent être des RCA 40411 eux aussi.

Connecteur de l'ampli

On défait le connecteur qui relie la partie puissance au reste de l'ampli Schaller :

ampli puissance 100w guitare

Connecteur de l'amplificateur de puissance

Et sur le châssis, la partie femelle est fixée :

ampli guitare 100w reparer

Connecteur de l'amplificateur : entrée, masse 0 V, alimentation 70 V, sortie haut-parleur

Un détrompeur permet d'éviter un branchement à l'envers qui serait fatal à l'électronique !

La partie amplificateur de puissance ressemble à ceci :

ampli guitare transistor 2N3055

Amplificateur de puissance monté dans son radiateur

Les caractéristiques principales de ces deux transistors NPN de puissance sont les suivantes :

Transistor 2N3055 :

- Ic : 15 A

- Vce : 70 V (attention, la tension d'alimentation atteignait 84 V environ avec le branchement initial du transfo en 220 V !)

Transistor RCA 40411

- Ic : 30 A

- Vce : 90 V

Le RCA40411 peut être remplacé par son équivalent MJ802 qui est, lui aussi, maintenant obsolète (en 2021).

Les transistors RCA40411 et 2N3055 sont visibles sur le radiateur ;

transistor ampli guitare RCA40411

Transistors RCA40411 et 2N3055 montés sur le radiateur

Un extrait d'une datasheet du transistor RCA40411 figure ci-dessous :

transistor RCA40411

Datasheet du transistor RCA 40411

Les caractéristiques électriques sont entourées ci-dessous :

transistor rca40411 equivalent

Datasheet du transistor RCA40411 : courant, tension et puissance

Les transistors 2N3055 ne supportent qu'une tension Vce de 70 Volts, ce qui est un peu faible vis à vis de la tension d'alimentation de 75 Volts à vide. A pleine charge, la chute de la tension d'alimentation permet de garantir que les transistors 2N3055 ne voient pas plus de 70 Volts, mais il était prudent de réduire la tension d'alimentation (passage de 220 à 240 V pour le branchement du primaire du transformateur et reconnexion du secondaire de 60 à 54,5 V.

Réglage de la tension de sortie statique

Deux potentiomètres sont montés aux extrémités du circuit imprimé de l'ampli. Un potentiomètre ajuste la tension de repos en sortie de l'amplificateur. Elle doit se situer à la moitié de la tension d'alimentation. Ici, le potentiomètre était en butée à sa valeur maximale (10,6 kOhms environ). On peut remplacer le potentiomètre par une résistance fixe de 10,5 kOhms et s'assurer que la tension de sortie de l'amplificateur (avant le condensateur de liaison) est bien d'environ la moitié de la tension d'alimentation (ici 35 Volts pour une alimentation de 70 Volts).

Un condensateur de liaison de 5000 uF 70 V sert de condensateur de liaison. C'est une valeur confortable qui garantit une excellente reproduction des basses. Sa valeur est mesurée à 5820 uF. Vu son âge, il sera remplacé par un condensateur 4700 uF. L'usage consiste à utiliser une valeur minimale de 1000 uF pour ce type de condensateur (condensateur de liaison en série avec le haut-parleur).

Réglage du courant de repos de l'ampli

L'autre potentiomètre correspond au courant de repos de l'amplificateur. Il est collé et ne peut donc pas être ajusté facilement.

courant de repos ampli guitare bias

Potentiomètre de réglage du courant de repos

On peut le remplacer par une résistance fixe de valeur identique ou un peu plus faible. En effet, plus la résistance est élevée, plus le courant de repos est grand. Cette conception d'amplificateur est peu prudente. En effet, si un mauvais contact rompt la continuité entre le curseur et la piste du potentiomètre, c'est la catastrophe et il n'est pas certain que le fusible sautera à temps pour sauver les transistors de puissance ! D'autres conceptions d'amplificateur garantissent, au contraire, que le courant de repos tombe à sa valeur minimale si la continuité du potentiomètre est accidentellement rompue.

On peut constater accidentellement ce défaut si on soulève la languette du curseur et qu'on rompt ainsi la continuité. L'essai a été réalisé à tension très réduite et n'a ainsi entraîné aucun dommage des transistors.

Il est plus fiable d'utiliser une résistance fixe. On mesure une valeur de 89 Ohms pour le potentiomètre. On remplace ici par une résistance de 82 Ohms, ce qui est le choix de la prudence. La tension aux base-émetteur des transistors de puissance RCA 40411 passe alors de 0,46 V à 0,41 V.

Remplacement des condensateurs de l'amplificateur de puissance

On remplace les condensateurs sur le circuit imprimé : on enlève les deux vis et le circuit imprimé se déconnecte (un connecteur se trouve fixé au radiateur et l'autre se trouve sur le circuit imprimé).

schema ampli guitare 100w simple

Connexion des transistors au circuit imprimé : un connecteur

Les transistors sont montés en parallèle et leurs résistances d'émetteur sont de 0,24 Ohm.

Les condensateurs sont à remplacer :

condensateur ampli guitare panne

Condensateurs à remplacer sur l'amplificateur de puissance

Après démontage et remplacement des condensateurs, on nettoie enfin le connecteur en grattant légèrement les pistes au papier de verre. L'amplificateur de puissance démonté ressemble à ceci :

ampli schaller GS1000 réparation

Amplificateur de puissance démonté : radiateur, transistors et circuit imprimé

La paire de fil rouge et noire soudée sur le connecteur sert pour tester l'ampli. On l'alimente avec une tension de 70 Volts continue (alimentation stabilisée de laboratoire) pour vérifier les points de fonctionnement statiques.

Préamplificateur de l'ampli Schaller GS1000

Le préamplificateur comporte quatre voies et une entrée pour un effet d'écho. Les volume sonores ne sont pas tous identiques, surtout sur une voie où le volume est particulièrement et anormalement faible. Il s'agit là d'un condensateur de liaison, sur le chemin du signal, qui est défaillant.

Le démontage de cette carte nécessaire de défaire le câblage :

  • les quatre entrées audio (issues des jacks)
  • les liaisons de masse (fils jaunes épais)
  • l'alimentation 35 Volts (fil violet)
  • entrée et sortie du préamplificateur (fils verts)

On décide donc du remplacement des autres condensateurs au vu de l'état général vieillissant de l'ensemble de l'électronique (qui a tout de même probablement plus de 50 ans !).

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Anciens condensateurs à remplacer dans le préamplificateur

Les condensateurs sont principalement des 10 uF 35 Volts et des 5 uF 35 Volts. Il s'agit de condensateurs de liaisons qui assurent le chemin du signal entre les différentes parties (amplification avec transistor, potentiomètre pour égaliseur, etc).

réparer un ampli de guitare

Préamplificateur avant remplacement des condensateurs

Un ensemble de connexions de type œillet est monté sur le circuit imprimé pour le compléter. Différents composants y sont montés.

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Préamplificateur vu de dessous

Des barres de liaison sont montées sur le circuit imprimé. Elles connectent :

- les sorties des étages individuels pour en faire une sortie mixée- alimentation du préampli (environ 30 à 35 V).

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Montage des barres de connexion

Il s'agit d'une connectivité intelligente et pratique au vu des contraintes de places et d'encombrement.

Les condensateurs sont remplacés en totalité (10 uF 35 V et 5 uF 35 V).

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Remplacement des condensateurs de la carte du préampli

Carte du préampli avec nouveaux condensateurs

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Nouveaux condensateurs sur la carte du préampli : une nouvelle jeunesse !

La partie à œillets est refaite avec des fils rigides, ce qui simplifie le montage et l'assemblage.

Grâce à ce remplacement de condensateurs, les quatre canaux donneront un signal identique. Lorsque les condensateurs vieillissent, certains perdent beaucoup de leur valeur et s'il s'agit de condensateurs de liaison (dans le chemin du signal), cela peut entraîner une forte baisse du signal.

Alimentation du préampli et cause de la panne

La carte intermédiaire montée sur un connecteur débrochable correspond à l'alimentation du préampli et les condensateurs y sont également remplacés. Les plages de cuivre sur le circuit imprimé où se font les connexions sont poncées légèrement au papier de verre pour assurer un meilleur contact. Les condensateurs sont remplacés :

panne alimentation ampli de guitare

Condensateurs remplacés sur la carte d'alimentation du préampli

La tension intermédiaire lissée par le condensateur 2200 uF 35 V est d'environ 35 Volts. Il est prudent d'augmenter la tension nominale à 50 Volts pour garantir une marge suffisante.

C'était cette carte qui présente quelques ruptures liées à la chute de l'ampli. C'est ici la raison initiale de la panne de l'ampli. En rétablissant les contacts entre les pistes rompues et en reconnectant fermement la carte sur son support, le fonctionnement de l'ampli est rétabli.

Transformateur de sortie de l'ampli

Un transformateur de sortie est utilisé dans cet ampli pour s'adapter à l'impédance d'un haut-parleur de 4, 8 ou 16 Ohms. Il s'agit d'un transformateur qu'on pourrait décrire : 0 - 4 - 8 - 16 Ohms.

La sortie de l'ampli est reliée au point "4 Ohms" via le condensateur de liaison 5000 uF 70 V :

transformateur de sortie ampli guitare

Transformateur de sortie et condensateur de liaison

La tension de sortie du transformateur sur les points 8 Ohms et 16 Ohms est plus élevée. Les rapports de transformation sont, pour les sorties 4, 8 et 16 Ohms de 1 : 1,41 : 2.

La sortie 16 Ohms présente une tension exactement double de la sortie 4 Ohms.

Ce transformateur est d'une puissance très confortable (il pèse 2,3 kg environ) et accepte jusqu'à 50 Volts environ à 50 Hz. En conséquence de la formule de Boucherot, la tension maximale est proportionnelle à la fréquence. Si la plus basse fréquence à reproduire se situe à 20 Hz, la tension maximale sera de 20 Volts. Cela le rend compatible jusqu'à 100 W efficaces à 4 Ohms (20 V efficaces).

Le condensateur de liaison présente aussi une certaine impédance à très basse fréquence et empêchera l'ampli de voir une impédance trop faible à très basse fréquence. Au vu du condensateur de liaison et de la taille généreuse du transformateur, la saturation magnétique n'est pas un danger pour l'amplificateur.

Ce transformateur de sortie ne possède qu'un seul bobinage basse impédance. C'est un autotransformateur 0 - 4 - 8 - 16 Ohms. Il ne peut donc pas être utilisé comme étage de sortie d'un amplificateur à lampes push pull qui nécessite un bobinage du côté des lampes (haute impédance).

Réparation de l'ampli Schaller GS1000

Au final, tous les éléments de l'amplificateur auront été démontés pour remplacer les condensateurs :

ampli schaller GS1000 panne

Ampli Schaller GS1000 totalement démonté

Mot de la fin

L'ampli Schaller GS1000 avait subi une chute qui a tordu légèrement le châssis et déconnecté et fissuré une carte électronique. Le remplacement des condensateurs et de certains composants de l'amplificateur de puissance était également bien utile et a permis de donner une nouvelle vie à cet amplificateur aujourd'hui rare !