L'électronique pour le musicien partie 18

Pour l’ins­tant, on s’en est tenu à modi­fier des éléments déjà présents : filtre-passe haut, diodes d’écrê­tage, boucle de gain. Cette semaine, on passe aux ajouts : il s’agit non plus seule­ment de créer des varia­tions sur des compo­sants exis­tants, mais d’ima­gi­ner ce que l’on peut appor­ter en plus à la pédale, pour en augmen­ter certaines fonc­tion­na­li­tés.

Pour cela, on va abor­der les ajouts sur deux fronts :

Les ajouts « tech­niques – ceux qui ont pour fonc­tions de mettre le circuit “à égal” de pédales plus contem­po­raines. Ajouts qui permet­tront d’as­su­rer aussi une certaine sécu­rité, au point de vue de l’ali­men­ta­tion, et d’adap­ter l’usage de la pédale à diffé­rents pedal-boards. Ce n’est pas les plus sexy… Mais c’est utile, et ça ne mobi­lise pas beau­coup de compo­sants.

Les ajouts “soniques” – ceux qui ont pour fonc­tion de chan­ger les quali­tés sonores de la pédale : boos­ter le grave, boos­ter l’aigu, rega­gner du gain… Tous ces ajouts sont commu­tables, c’est-à-dire qu’on pourra les acti­ver en options, à partir d’in­ter­rup­teurs et d’in­ver­seurs.

C’est parti !

True Bypass ou Buffe­red ? Les deux !

Ces ajouts n’ont pas d’im­pact sur le son : ils ont comme valeur de s’as­su­rer des meilleures condi­tions de fonc­tion­ne­ment de la pédale.

True Bypass : c’est une évidence. Les pédales qui ne sont pas true bypass ne posent pas un problème en tant que tel, si elles incluent un ampli tampon (car un buffer, s’il est correc­te­ment réalisé — et ce n’est pas compliqué — ne colore pas le signal). Ici, on n’a ni l’un ni l’autre. Donc mettons sur la liste le True Bypass

Sur le schéma, on voit en rouge le trajet du signal à travers le circuit, et en bleu le signal dévié direc­te­ment, de l’en­trée à la sortie, par le True Bypass.

Et pourquoi pas un ampli tampon d’en­trée, que l’on pour­rait commu­ter ? Voici, un schéma de buffer à ampli opéra­tion­nel (un TL072), tout ce qu’il y a de plus clas­sique. Un commu­ta­teur permet de s’en passer. Il est placé avant l’in­ver­seur “True Bypass” et donc il augmente nos possi­bi­li­tés : la pédale est main­te­nant True Bypas­sed (bleu), ou Buffe­red.

N. B. comme nous l’avions dit, le circuit d’ori­gine a une impé­dance d’en­trée très élevée, et ne néces­site donc pas un buffer. Celui que nous ajou­tons, commu­table, aura pour fonc­tion de rattra­per des problèmes d’adap­ta­tion d’im­pé­dances ou de longueur de câble quand la pédale sera inac­tive.

5 fruits et légumes par jours…

Passons à l’ali­men­ta­tion de la pédale.

Protec­tion d’ali­men­ta­tion : c’est une modi­fi­ca­tion qui ne coûte rien (ou presque) et qui devrait exis­ter sur toutes les pédales. La diode de protec­tion. Le prin­cipe : la diode est instal­lée entre le rail d’ali­men­ta­tion +9V et la masse. Son pôle néga­tif est relié au rail posi­tif de l’ali­men­ta­tion : elle est donc en pola­ri­sa­tion inverse. Si elle reçoit bien +9V à ses bornes, rien ne se passe, puisqu’elle ne laisse pas passer de courant en pola­ri­sa­tion inverse. Mais dans le cas d’une alimen­ta­tion dont la pola­rité est inver­sée (-9V) elle agit immé­dia­te­ment comme un shunt vers la masse, et protège le reste du circuit.

Elle sert parti­cu­liè­re­ment de protec­tion contre les alimen­ta­tions dont la pola­rité est incer­taine : en effet, certains trans­for­ma­teurs d’ali­men­ta­tion sont câblés “centre-posi­tif” ou “centre-néga­tif”. On a vite fait de se trom­per… On ajoute égale­ment un conden­sa­teur de filtrage de l’ali­men­ta­tion : là non plus, ce n’est pas un ajout tota­le­ment obli­ga­toire, mais comme la qualité des alimen­ta­tions externes varie (forte­ment), un conden­sa­teur servant à “lisser” la tension d’ali­men­ta­tion est toujours une bonne idée, de sécu­rité.

Bass ou Top Boost ? Les deux !

Comme on l’a dit, le son de la Disto Plus vient en grande partie de son accen­tua­tion des hauts médiums, et des harmo­niques géné­rées par l’écrê­tage. Nous nous sommes déjà occu­pés des parties du circuit qui entrent en jeu dans cette sono­rité, en parti­cu­lier les diodes. Main­te­nant, voyons si l’on peut envi­sa­ger des ajouts qui nous permet­tront, à l’en­vie de modi­fier cette réponse en fréquence.

Bass Boost – nous l’avons vu la semaine dernière, chan­ger le conden­sa­teur de la boucle de rétro­ac­tion permet­tra cela. On va donc implan­ter un système commu­table qui permet­tra d’aug­men­ter la valeur de ce conden­sa­teur, tout simple­ment en lui ajou­tant un second conden­sa­teur en paral­lèle.

Sur la simu­la­tion ci-dessus, on voit bien la diffé­rence de bande passante : en vert, le signal d’ori­gine, avec le gain presque au max, en bleu le signal avec le Bass Boost, même réglage de gain.

Top Boost – en ajou­tant un conden­sa­teur en paral­lèle avec la résis­tance de sortie, il est possible de créer un filtre passe-haut et de rega­gner des aigus. Le schéma est très simple, comme on le voit ci-dessous : 

Là aussi, la simu­la­tion est parlante : en vert, la courbe “normale”, en bleu, la courbe “Top Boost”.

Mais le plus inté­res­sant, et le plus pratique à l’usage, c’est de gérer ces diffé­rentes bandes passantes à partir d’un seul switch, qu’on pourra instal­ler sur le dessus ou le côté de la pédale. En posi­tion centrale on obtient le son d’ori­gine de notre circuit. Les deux autres posi­tions permettent d’ob­te­nir un son Bass Boost, ou un son Bass et Top Boost. Voilà ci-contre une possi­bi­lité de commu­ta­tion avec un petit switch – de type DP3T (ON-OFF-ON), pour les plus connais­seurs.

Pump It Up

Pour finir, un souci souvent soulevé par les utili­sa­teurs de cette pédale vient de son niveau de sortie assez bas. En effet, les diodes au germa­nium écrêtent tout signal au-dessus de 250 mV (en théo­rie, car toutes les diodes — en parti­cu­lier celles au germa­nium — ont des seuils de conduc­ti­vité diffé­rents : il peut donc être utile de tester les diodes utili­sées dans le circuit pour voir leur seuil réel). Le signal de sortie, peut importe le gain de l’étage d’am­pli­fi­ca­tion, ne sera donc pas au-dessus de 250 mV : c’est assez faible. On peut donc jouer sur l’at­té­nua­tion du signal de sortie en modi­fiant la valeur de la résis­tance R7 (sur le schéma ci-dessus). A sa place, on implan­tera une résis­tance ajus­table (parfois appe­lée trim­mer), sur le circuit, qui nous permet­tra d’ajus­ter de volume de sortie à volonté. On peut obte­nir pratique­ment +3 dB de gain ainsi (courbe verte) : 

Atten­tion toute­fois, cette résis­tance ne peut ni avoir une valeur nulle, ni avoir une valeur trop basse pour le bon fonc­tion­ne­ment de l’am­pli op. Il faudra donc la régler entre 5 kΩ et 10 kΩ.

Pour finir : voici le circuit complet, avec les diffé­rentes modi­fi­ca­tions appor­tées au cours des deux dernières semaines :

La semaine prochaine, on commen­cera à abor­der la créa­tion du circuit imprimé.