Réparation d'un juke-box AMI-Rowe JBM 200 de 1964

Ah, voici une machine d'un constructeur que je ne connais pas encore : AMI-ROWE ! Et elle semble en très bon état. Un transfo 235V-115V traine librement en fond de caisse, je le visse, et rajoute un câble secteur avec une terre que je connecte au châssis métallique. Un contact a déjà été ajouté pour donner du crédit sans passer par le monnayeur. Après mise sous tension, les crédits se chargent, mais je vois des étincelles sur un petite carte montée sur le côté. Le manuel m'apprend que cette carte permet de configurer le nombre de crédits par pièce. Elle a l'air bien noire d'oxydation. Après nettoyage, il n'y a plus d'étincelle dans le connecteur !

Les principes mécaniques sont similaires à ceux des machines Rock-Ola, sauf la roue de sélection qui est beaucoup plus petite et la tête de lecture qui est montée dans l'autre sens ! En fait la rotation du disque est dans le sens horlogique l'aiguille est attaquée correctement, mais l'articulation du bras de lecture "est devant", c'est bizarre mais cela fonctionne ! Le mécanisme peut se huiler comme d'habitude.

Un système audio bizarre ...

Le système audio fonctionne mais il n'y a pas de basses et il craque, le volume fait aussi du yoyo. Je découvre 2 châssis bien blindés, un pour le préampli et l'autre pour l'ampli, tous les 2 à tubes ! Cette machine date de 1964 et je viens tout juste de restaurer un Seeburg Electra de la même année, le Seeburg est technologiquement bien plus avancé avec un ampli à transistors au silicium et un système de mémoire à tores ! Je décrasse le potentiomètre de volume, les contacts de tonalité ainsi que les broches de tubes et leurs sockets ... le son devient très stable et des basses apparaissent, mais l'ensemble sonne bizarrement, assez "creux".

En étudiant le manuel de plus près, j'apprends qu'AMI a fait un design des plus étrange, quelqu'un sur internet dit même "The AMI JBM 200 audio system is a strange bird" ! Au niveau des haut-parleurs, il y a 2 HP mediums montés sur les 2 flancs de la machine, mais un seul HP d'aigües centré sous le clavier et un seul HP woofer décentré en bas de caisse. Donc la stéréo n'existe que dans les médiums.  Le préampli et l'ampli sont entièrement symétriques et stéréo. Chaque canal fonctionne en mode push-pull à 2 tubes en sortie avec transfo de sortie (obligatoire avec les tubes). L'enroulement secondaire principal a 6 sorties. Etonnement, la masse est fixée sur un point non central (xE4) de l'enroulement secondaire. Ce qui indique qu'on pourrait obtenir des signaux en opposition de phase par rapport à la masse, si on utilise la masse pour connecter les HPs, ce qui n'est pas le cas ici. Ensuite un sélecteur permet de déterminer la puissance à envoyer aux HP internes (grosso modo : 1W, 6W ou 25W).

Attention, maintenant cela se complique. Avec le schéma ci-dessous, on voit le HP medium du canal droit (R) connecté entre RE1 et LE6, donc "à cheval" sur les 2 canaux ! Comme les 2 canaux sont connectés à la même masse en RE4 et LE4, on peut déduire que ce HP droit reçoit un maximum de puissance du canal droit (signal entre RE1 et xE4) et une partie du canal gauche (LE6 et xE4) en opposition de phase. L'enroulement n'est sans doute pas symétrique et la masse n'est pas placée au milieu mais peut-être au 1/4, ou moins encore, suivant la portion de signal qu'on souhaite injecter dans le canal opposé.

Pour rappel, les signaux stéréo sont quasiment identiques et surtout sont toujours en phase : le sinus généré par une flûte enregistrée entre les 2 micros donnera un signal identique et en phase jusqu'aux membranes des 2 HP. Si ce n'était pas le cas, pendant que la membrane d'un HP "sort" l'autre "rentre", ce qui annule le déplacement d'air et donc le son dirigé vers les oreilles de l'auditeur !

Mais ici c'est différent car les 2 canaux stéréo sont interconnectés par cette masse commune et donc pendant que la tension monte en RE1 elle descend en LE6, donc la tension entre ces 2 bornes augmente d'une valeur qui est la somme des 2 signaux ! Au lieu de générer une stéréo franche et séparée à 100% comme enregistrée en studio ou en concert, on obtient une stéréo "mixée", atténuée, chaque HP medium renvoyant une petite partie du son du canal opposé. OK, c'est un choix ... mais que personne d'autre n'a fait.

Mais où ça ne va plus, c'est avec le HP d'aigües et de basse. Cette décision a sans doute été prise pour économiser le coût d'un woofer, partant du principe que de toutes façons la stéréo ne s'entend pas dans les basses (c'est vrai que Seeburg fait pareil mais en mélangeant proprement les basses en mono dans le préampli). Par contre la stéréo est très localisable dans les aigües et c'est dans ce registre qu'on l'apprécie le plus. Donc c'est vraiment dommage de ne pas avoir 2 tweeters. Mais OK, c'est un choix.

Le vrai souci c'est comment ces 2 HPs sont connectés à l'ampli : entre RE2 et LE2 !  Si je reprends l'exemple d'un sinus central de flûte, avec préampli et ampli parfaitement réglé (balance, gain, tonalité), le signal sur la borne RE2 et LE2 doit être rigoureusement le même, et donc la tension entre ces 2 bornes est juste égale à 0 en permanence ! Les signaux montent et descendent en même temps et leur différence est donc nulle. En plus on est sur xE2 et pas xE1, donc à puissance réduite. OK, mais on constate quand même des basses, certes faibles, mais elles existent, donc il y a quand même un signal. Qu'est-ce que c'est ? D'où vient-il ? Et bien on n'entend que les différences : l'instrument de musique qui a été enregistré sur un canal et pas l'autre, le décalage de balance qui pousse un canal plus fort que l'autre, ou encore la différence de gain dans le préampli, voire les déphasages provoqués par des filtres de tonalité qui ont dérivé.

Pour confirmer mon analyse, j'ai injecté un signal sinus mono sur les 2 entrées et mesuré à l'oscilloscope les signaux de sortie. Résultat ? C'est bien ça, sur la photo ci-dessous on voit bien que les 2 signaux de sortie sont de même amplitude et quasi parfaitement en phase (traces rouge et jaune) et la différence (trace verte) est faible car elle n'est que le résultat du léger déphasage entre les 2 signaux stéréo. Ce déphasage provient des dérives de composants dans les filtres de tonalité dues à l'âge. Lorsque l'amplification était neuve, le déphasage était inexistant et le signal était quasi nul.

Donc au lieu de mixer par ajout les signaux stéréo, les ingénieurs ont mis en place un circuit qui soustrait les signaux et ne laisse passer que les différences ! Alors que ce sont les basses qui demandent le plus d'énergie, et qu'il faut donc un signal puissant. Et en plus, ils ont réalisé ce design sur beaucoup de modèles ! Quel dommage d'avoir gâché le résultat sonore final alors que préampli et ampli sont de très bonne qualité (chassis blindés montés sur silent blocks, ...).

J'ai aussi connecté des HPs externes sur chaque canal et les basses sont bonnes ! Finalement, j'ai décidé de connecter le woofer et son petit tweeter sur un seul canal (entre E4 et E2, E1 est trop fort) ! C'est asymétrique et peu orthodoxe, mais le rendu est bien meilleur, les basses "tapent" bien, et l'ampli tient sans problème. L'idéal serait d'acheter un paire de woofer et de tweeters et de recâbler le tout en full stéréo dans la machine, il y a la place. Je reste sur ma faim ...

L'explication !

Quelques années après la restauration de cette machine, un ingénieur, qui a lu ma longue analyse infructueuse, a la gentillesse de m'informer de son analyse et lui il a compris ! Pas si fous que ça les ingénieurs de AMI-Rowe, ils ont utilisé une belle astuce, très inattendue, mais surtout très mal documentée, puisque personne ne semble au courant. En effet dans de nombreux forums les utilisateurs et techniciens témoignent de manque de basses alors que d'autres n'ont aucun souci et obtienne un excellent son ! Voici l'explication et du coup la solution reçue de mon "collègue" Gaston :

J'ai eu le même problème que vous pour les woofers qui sont pontés entre les deux canaux sur un Rowe Ami RI 3. J'ai cherché partout pour trouver où devait se faire une inversion de phase, j'ai pas trouvé ni dans l'ampli de puissance, ni dans le préampli. Et finalement ... cette inversion de phase se fait sur la cellule ! Quelqu'un avait mis une nouvelle cellule à 4 bornes en se référant aux polarités prescrites. Eh bien, fallait pas. Suffit d'inverser les deux cosses d'un seul canal, et les basses sont là ! J'ai eu à prêter le Service Manual, mais ce n'est noté nulle part. Pourtant, c'est tout simple, mais encore fallait-il le trouver. Euh, j'ai pas trouvé tout de suite, mais c'était la seule possibilité.

Mais bon sang, mais c'est bien sûr ! Arf, je n'ai pas été jusqu'au bout sur ce coup là ! Il faut dire que cette idée originale sort totalement de mon cadre mental de technicien. Il m'explique qu'il a pris le temps d'un dimanche complet pour dépatouiller les circuits de sortie. Et pour comprendre que la seule possibilité est que l'ampli standard doit être alimenté en opposition de phase pour restituer des signaux stéréo en opposition à la sortie et alimenter les HPs correctement ! Avec son aimable autorisation voici le résultat de son travail :

On voit bien dans son schéma que le woofer doit recevoir les signaux stéréo déphasés mais que les HP aigües sont également croisés pour rester en phase entre eux. Tordu mais parfaitement fonctionnel. Je suis tellement abasourdi par cette trouvaille que j'épluche la documentation, et de fait dans le manuel de base de la machine on ne trouve rien. Dans mes autres documents glanés je ne sais où je trouve un fichier qui décrit en 8 pages le "Stereo Sound System Rowe-AMI". En étant bien attentif, je constate qu'effectivement un des 2 fils "hot" rouges est bien connecté sur la borne R de la cellule de lecture mais que l'autre n'est pas sur L mais sur LG (= Left Ground) ! Et logiquement les 2 fils noirs de masse sont sur L et RG ! L'inversion de phase du canal gauche est évidente. C'est leur droit, mais franchement ne pas avoir mis un petit avertissement sur ce schéma pour attirer l'attention sur cette astuce absolument non conventionnelle, ce n'est pas sympa pour les techniciens de maintenance.

En tous cas dès que la machine demandera une maintenance ou un dépannage, je corrigerai cela, en plus c'est très facile. Encore merci à mon compatriote Gaston de m'avoir informé et autorisé à diffuser l'information via mon site, ce sera très utile pour la communauté des techniciens de jukeboxes !