La boîte de direct passive Klotz DX10 disséquée

Introduite courant 2018, la boîte de direct passive DX10 de Klotz présente des caractéristiques tout à fait intéressantes à un prix contenu (en moyenne un peu moins de 150 euros), compte tenu de sa qualité de fabrication générale et de celle de son transformateur, élément essentiel d’une boîte de direct passive.
En début d’année à l’ISE, nous avons décidé lors de notre rencontre sur le stand Klotz avec Frédéric Kromberg (Directeur Commercial) et Claude Blanc (en charge de la filiale française), de vous la présenter de façon approfondie.

La boîte de direct passive Klotz DX10


Après une série de mesures effectuées dans différentes configurations représentatives de son utilisation opérées dans notre labo, nous l’avons confiée à des ingés son de terrain pour recueillir leurs impressions et celles de musiciens sur des tournées et concerts durant quelques mois. Voici le résultat de nos investigations.

Présentation

La Klotz DX10 est insérée dans un coffret compact double U en tôle d’acier de 2 mm recouvert d’un revêtement ultra résistant pour faire face aux rigueurs de la scène.

Un circuit imprimé époxy double face accueille tous les éléments dont le transfo de bonne facture « mu-métal » entièrement réalisé par Klotz. Le condensateur de liaison d’entrée est un modèle électrochimique non polarisé 10μF/35V.

Pas de fioritures sur ce modèle, avec juste une embase jack 6,35 de renvoi (vers un ampli) en plus de celle d’entrée et de la XLR 3 mâle de sortie, et deux commutateurs, un pour le pad (atténuateur de 20 dB) et un de levée de masse « ground-lift » côté sortie qui désaccouple la pin1 de la XLR de la masse de sortie (via un réseau R-C).

Il n’y a pas par exemple d’inverseur de polarité (de phase) comme sur certains modèles, de toute façon inutile à notre avis puisque tous les pré-amplis, de console, racks de scène ou autre, en sont pourvus. S’agissant d’une boîte de direct passive, nul besoin de pile (ou batterie) voire d’alimentation fantôme via la liaison symétrique. Tout repose évidemment dans ce cas sur la qualité du transformateur audio utilisé et comme nous allons le voir plus loin, Klotz a bien fait les choses.

Quelques rappels

Une boîte de direct a pour principale fonction de permettre le raccordement d’une source à moyenne ou haute impédance de sortie en liaison asymétrique, en général un instrument – guitare électrique, basse, guitare acoustique, clavier, … – à une entrée micro-ligne symétrique basse impédance de pré-ampli ou de console.

Il en existe des modèles totalement passifs (comme la DX10) mettant en œuvre un transformateur, des modèles entièrement actifs (à semi-conducteurs ou à tubes) mais qui ne permettent pas d’isolement galvanique entre source et pré-ampli et des modèles hybrides actifs mais avec transformateur d’isolement, qui à notre avis s’ils sont bien réalisés, sont le meilleur choix mais aussi le plus onéreux.
Les modèles actifs nécessitent bien entendu une source d’alimentation qu’il s’agisse de pile(s) ou batterie(s) (avec convertisseurs de tension) et/ou alimentation par la liaison fantôme du pré-ampli.

Côté entrée, l’embase jack TRS d’entrée à gauche et celle de renvoi à droite, encadrent le commutateur d’atténuation de 20 dB.

En sortie la XLR3 mâle est accompagnée du commutateur de levée de masse (pin 1). Noter l’épaisseur de la tôle d’acier (2 mm). On peut danser dessus.


Dans tous les cas, même si l’impédance d’entrée de la DI est importante et s’accommode de sources pouvant présenter une impédance de sortie de 5 à 25 kΩ (certaines guitares) sans trop d’atténuation, il ne faut pas oublier qu’un câble instrument (surtout ceux de haute qualité avec gaine électrostatique) a une capacité linéique de l’ordre de 100 pF/m, ce qui par exemple pour une longueur de 5 m représente une charge capacitive de 500 pF et avec une impédance de sortie de 20 kΩ  constitue un filtre passe-bas coupant à 14,5 kHz (à – 3 dB avec une pente du 1er ordre, encore admissible pour une basse).

En d’autres termes, avec une grande longueur, adieu la transmission des hautes fréquences, sans compter qu’avec une liaison asymétrique à haute impédance, plus c’est long et plus on « ramasse » les perturbations électromagnétiques ambiantes (et il y en a sur un plateau), notamment à basse fréquence. Donc, il est préférable de ne pas dépasser 5 m entre l’instrument et la DI, 3 m étant la bonne distance.

Nos mesures

Le rapport de transformation du transfo de la DX10 est de 1/12 (Np/Ns =12) comme en témoigne le gain relevé à basse impédance de source de – 21,58 dB (20 log(1/12)).
C’est le rapport adopté sur la grande majorité de grands faiseurs de transfos de qualité (genre Jensen-maintenant Radial Engineering, Cinemag ou encore Lundahl) pour cet usage, bon compromis pour obtenir une haute impédance en entrée avec une impédance de charge symétrique de l’ordre de 1,5 kΩ et réussir à avoir une très haute inductance magnétisante au primaire et une inductance de fuite raisonnable dans un transfo blindé avec des écrans électrostatiques entre primaire et secondaire.

Avec un rapport de 12 entre enroulements, l’impédance réfléchie coté entrée est multipliée par 144 (122), ce qui permet d’accepter des impédances de source jusqu’à une trentaine de kΩ sans trop d’atténuation et autres artefacts. C’est adapté à tous les types d’instrument même des guitares avec circuits passifs présentant une forte impédance de sortie.
La première bonne surprise que nous avons eue lors des mesures réside dans les taux de distorsion très bas relevés, notamment dans les basses fréquences (c’est la faiblesse des transfos, sauf ceux de haute qualité). En attaquant la DX10 à basse impédance (100 ohms) à + 6 dBu avec une charge symétrique de 600 ohms en sortie, nous avons obtenu une THD de :

  • 0,0095 % à 31 Hz
  • 0,0013 % à 100 Hz
  • 0,00038 % à 1 kHz
  • et 0,00036 % à 10 kHz

Ceci avec une bande de mesure de 80 kHz pour la prise en compte de tous les harmoniques. Dans les mêmes conditions, la distorsion d’intermodulation (selon la norme SMPTE) avoisine 0,0012 %. Il s’agit de performances remarquables qui ne se dégradent par ailleurs pas beaucoup en attaquant avec une impédance de 22 kΩ comme en témoignent les figures 1 et 2 qui donnent la THD en fonction de la fréquence, pour un niveau d’entrée de + 8 dBu (2 Vrms), respectivement avec une impédance de source de 100 Ω et 22 kΩ.

Figure 1

Figure 2


Le transformateur concocté par Klotz rivalise avec les meilleurs, avec une très haute self magnétisante de l’ordre de 1000 H (d’après les mesures d’impédance d’entrée à vide) et une fenêtre d’hystérésis très étroite, ce qui n’engendre que des harmoniques de distorsion impairs comme il se doit sur un bon transfo.
Pour corroborer nos dires, nous donnons en figure 3 le relevé des 10 premiers harmoniques pour un fondamental à 1 kHz et un niveau de +8 dBu et une impédance de source de 22 kΩ.


Figure 3

On constate que ce sont les harmoniques 3 et 5 qui sont prépondérants, les autres sont en moyenne à -125 dB. A cet égard, si on constatait une remontée des harmoniques pairs, cela signifierait que le transfo a été « magnétisé », c’est-à-dire aurait été soumis à un courant continu en entrée, ce qui désaxe la courbe champ-induction, impossible sur la DX10 puisqu’il y a un condensateur de liaison de 10 μF.
Cela montre que même avec une haute impédance de source, la disto ne remonte pas trop. En général, le meilleur résultat intervient pour une impédance qui représente entre 1/5 et 1/10 de la résistance série du bobinage d’entrée, donc moins de 1 kΩ.

Figure 4

Pour en terminer avec la THD, la figure 4 représente l’évolution de la distorsion harmonique selon le niveau injecté à l’entrée qui nous montre que la bonne plage d’utilisation correspond à des niveaux compris entre – 20 dBu et + 10 dBu, ce qui correspond bien à des niveaux de sortie instrument.
A 1% de THD, le niveau max admissible de + 21 dBu (très bien) et donc théoriquement +41 dBu avec le Pad (- 20 dB) enclenché, mais étant donné que le condensateur de couplage est un modèle 35 V, on va plutôt dire +32 dBu, ce qui signifie qu’on peut la connecter en sortie d’ampli instrument sans problème.

Les figures 5 et 6 tracent la courbe de réponse en fréquence, respectivement avec une basse et une haute impédance de source, avec dans le pire des cas une fréquence de coupure haute de 30 kHz à – 3 dB, plus que correcte. On remarque en figure 5 (coupure à 70 kHz) un très léger peaking (+1 dB !) en bout de bande qui est dû à l’inductance de fuite du transfo.

Figure 5

Figure 6

Ce dernier, outre un blindage magnétique en matériau à haute perméabilité (type mumétal), met en œuvre deux écrans électrostatique entre primaire et secondaire pour diminuer les capacités inter-enroulements et enroulements-masse. Inévitablement, même avec des techniques de bobinage « haut de gamme », cela affecte un peu le couplage et donc le flux de fuite entre primaire et secondaire.

Figure 7

En figure 7, nous donnons la réponse en phase avec différentes charges symétriques en sortie. On vient bien encore une fois que selon la charge la réponse en bout de bande est affectée par l’inductance de fuite.
Avec la charge normale présentée par un pré-ampli moyen et 20 à 30 m de câble micro, cela correspond à la courbe en vert et donne une déviation de phase de +/-1,5° entre 20 Hz et 20 kHz, ce qui est très bien.

Figure 8

La figure 8 est une transformée de Fourier rapide de la réponse à un sinus à 1 kHz pour mettre en évidence à la fois le bruit de fond et la répartition des harmoniques. C’est encore une fois très bon, hormis l’harmonique 3, le bruit de fond (50 Hz notamment) et les autres raies sont à plus de – 120 dB.

Enfin en figure 9, on trouve la réponse en signal carré à basse et haute impédance de source (même charge en sortie (3 kΩ et 25 m de câble).
Hormis l’atténuation normale avec la haute impédance de source, les carrés sont très bien restitués avec une sur-oscillation infime et des fronts propres.

Quelques remarques et suggestions

Bien que favorablement impressionnés par les performances générales obtenues pour un prix somme toute modeste, nous avons néanmoins quelques suggestions à formuler, qui relèvent certes plus d’un certain purisme que d’une nécessité absolue :

Nous aurions, en tant qu’électronicien assez inféodé dans la conception de produits audio, plutôt choisi un condensateur film (polypro ou polyester) pour la capacité de liaison d’entrée obligatoire (10 μF non polarisée) au lieu d’un électrochimique non polarisé (en fait deux polarisés en série tête-bêche en interne). La qualité dans le temps (et la disto) n’est pas la même (mais le prix non plus bien sûr).

L’inductance de fuite du transfo, inévitable d’autant qu’il comporte un double écran électrostatique pour améliorer la réjection de mode commun, induit obligatoirement un « peaking » plus ou moins important dans les hautes fréquences selon l’amortissement du circuit du second ordre résultant et donc de l’impédance de charge connectée (impédance d’entrée symétrique du pré-ampli).
C’est à notre avis ce qu’ont constaté empiriquement les ingés son et musiciens qui ont testé la DX10 en live, pour le haut du spectre (voir plus bas). L’optimum de transmission (d’après les mesures) étant d’environ 20/30 m avec du câble micro et une impédance symétrique comprise entre 1,2 et 3 kΩ. 3 kΩ donne la meilleure réponse en fréquence et en phase.

La réjection de mode commun est correcte (75 dB à 50 Hz et50 dB en milieu de bande), meilleure que celle des boîtes actives mais 10 dB/15 dB sous ce qui se fait de mieux (avec transfo bien sûr).

Les impressions de terrain

Après les chiffres, place aux oreilles, et quoi de mieux pour ça que des ingés son retours et face et surtout des bassistes, une cible de choix pour une DI, tant grave, dynamique et source haute impédance, ne font habituellement bon ménage avec les transformateurs aussi bons soient-ils.
Alex Maggi s’est prêté au jeu, et pas que lui comme vous allez le découvrir. On lui a confié durant quelques mois la DX10 ayant servi aux mesures afin qu’il la teste sur les dernières dates de la tournée de Christophe Willem dont il a assuré les retours.

Alex Maggi : On l’a essayée à Biscarrosse durant la balance en la comparant à la boîte de direct active canadienne classique qu’on utilise et on a navigué dans le subjectif. Il y avait du mieux et du moins bien, on ne savait pas trop les distinguer.

Du coup on a joué avec le soir même et unanimement Julien Martin qui tenait la face comme moi aux retours et Nils Thomas le bassiste de Willem, on a trouvé que le son de la basse était beaucoup mieux placé dans le mix, il sortait beaucoup mieux. On a été plutôt emballé. A la fin de la tournée, Nils est parti avec la DI chez lui.

SLU : Il dispose d’un studio ?

Alex Maggi : Oui et surtout il aime la technique et fait des tests en enregistrant et en comparant plusieurs configurations d’un prix supérieur et il a été étonné du résultat.

Ensuite Julien Martin l’a récupérée et l’a emmenée sur la tournée de Gims dont il mixe les retours et il l’a faite essayer à Boom (Franck Jean alias BOOM) qui est le bassiste et directeur musical de Gims. Lui aussi l’a trouvée très bien. Pour cette tournée il utilise une DI/préampli américaine à tubes.
Suite à l’essai, il a modifié les réglages de sa DI/préampli en rentrant dedans moins fort afin de se rapprocher de ce qu’il a entendu avec la Klotz (rires). Un commentaire qui revient souvent est que le grave est très précis, naturel et très musical. Réaliste en quelque sorte.

SLU : Et le haut du spectre ?

Alex Maggi : C’est une affaire de goût. Il y a ceux qui préfèrent le tube ou le transfo Jensen, ceux qui trouvent qu’elle manque un peu d’aigu, contrairement au grave où elle fait l’unanimité. Quoi qu’il en soit, une DI passive à ce prix et qui marche aussi bien, c’est très intéressant et ça va ouvrir le choix face aux deux références actives les plus utilisées.
Tu sais à quel point je déteste la technique. Les oscillos et tout le reste ça ne m’intéresse pas, je préfère mille fois un blind test. Je ne regarde jamais les chiffres. J’écoute, je compare et je choisis. A l’aveugle, la Klotz fait au moins jeu égal avec les « références » du marché.

Un très grand merci à Alex, Julien, Nils et Boom pour leurs oreilles et leurs 10 doigts.

Conclusion

La Klotz DX10 est un produit de bonne qualité, robuste et sans fioritures, à petit prix, qui devrait satisfaire pleinement son acquéreur et s’avère parfaitement taillé pour la scène, parfait pour les guitares basses notamment.

On aime :

  • Les performances et le son
  • La simplicité d’une DI passive
  • La robustesse
  • Le rapport qualité/prix

On regrette :

  • Pas grand’chose, la réjection un peu faible du mode commun

Et plus d’infos sur le site Klotz

Crédits - Texte et mesures Claude Ducros - Photos Ludovic Monchat

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