Introduction

Il semblerait que de plus en plus de musiciens jouant des instruments à vents branchent leur micro dans des pédales de guitare ou basse, les obligeant à réduire la connectique XLR vers un jack pour pouvoir les utiliser.
Malheureusement, cela pose trois problèmes. D’une part tous les bénéfices du branchement symétrique fourni par les XLR sont perdus (1). D’autre part, il est impossible d’utiliser un micro statique avec, vu que l’alimentation phantom ne peut plus être transmise. Et enfin, les micros guitares possèdent un niveau de sortie beaucoup plus fort que les micros dynamiques, et une distorsion high gain pour une guitare devient un vague crunch sur un micro dynamique, ou bien une auto wha balaiera moins bien le spectre de fréquences.
Ceci n’est pas une fatalité, des solutions existent déjà, mais elles sont pas données. C’est pour ces raisons que j’ai décidé de travailler sur deux pédales répondant aux trois problèmes soulevées plus haut. Baptisées Just blow! et blow, BLOW, BLOW!!! (2) ces deux pédales couvrent des cas d’utilisation courant des effets par les instruments à vent. Elles devraient voir le jour durant l'automne 2017.

(1) Perte de 6dB sur le signal et perte des capacités de rejection des bruits introduits sur la ligne. Ici pour une explication détaillée: https://www.sonelec-musique.com/connectique_symetrique_asymetrique.html
(2) Ceci à cause d’une anecdote racontée ici: https://en.wikipedia.org/wiki/The_National_Anthem_(Radiohead_song)

Le cas le plus simple : Just Blow!

Just blow est prévue pour connecter un micro XLR et une boucle d’effet en jacks. Elle possède un préampli qui permet d’amplifier le signal jusque +40dB et que l'on peut router en interne soit seulement avant le départ d'effet, sous sur le départ d'effet ET le signal bypass. L'alim phantom est retransmise depuis la table de mixage vers le micro si elle est activée sur la table. Un relais est utilisé pour allumer/éteindre la boucle d'effet de manière silencieuse.
On a alors les possibilités suivantes:
XLR in => GAIN => Fx => XLR out
XLR in => XLR out ou XLR in => GAIN => XLR out
Just Blow.jpg

Cas à deux micros: blow, BLOW, BLOW!!!

Cette pédale permet de gérer un système à deux micros, soit parce qu'il s'agit d'amplifier une clarinette ou un saxophone soprano et d'appliquer les effets sur un ou deux des micros, ou bien dans le cas il y aurait un micro chant et un micro instrument qui partageraient les mêmes effets.
Blow, BLOW, BLOW!!! se présente alors dans un boîtier plus grand. On peut régler le niveau de chacun des micros indépendamment, et éventuellement régler la phase de l'un par rapport à l'autre s'ils captent la même source. On peut ensuite activer ou pas chacun des micros et la boucle d'effet. Un contrôle interne permet d'assigner ou non la boucle d'effet sur le micro 2.
La pédale offre ainsi de très nombreuses combinaisons.

Just Blow.jpg

Ébauche de spécifications techniques

Afin de conserver toute la dynamique des micros, le récepteur de ligne symétrique en entrée et le driver de ligne de sortie seront des composants THAT1200 et THAT1646 permettant de conserver 90dB de dynamique.
Des préamplis transparents et silencieux , sur toute la bande de fréquence 20Hz - 20kHz.
Des connectiques Neutrik, avec des prises combo XLR+Jack.

If you don't know which distortion pedal to buy...

Either you buy them all...
Or you should have a look at these:





Introduction

J'ai travaillé sur un tremolo pendant quelques jours, et je me suis dit qu'il serait intéressant de discuter de cet effet simple, mais pas si facile à construire. Si vous cherchez à vous monter une pédale de tremolo, j'espère que ce document pourra vous apporter quelques idées, des liens utiles, et vous éviter quelques impasses. De plus, pour les futurs utilisateurs du tremolo Zorglonde, ce papier dévoile dévoile certains de ses mystères et aide à mieux l'utiliser.

Le tremolo est un effet très simple: il change automatiquement le volume de votre signal. Votre volume augmente et diminue, selon une forme d'onde périodique. Mais son son est profondément affecté suivant la vitesse (ou la fréquence), la profondeur et la forme de cette forme d'onde. Vous pouvez écouter différents paramètres de la forme d'onde, de vitesse et de profondeur d'un tremolo sur ce premier enregistrement de test de la Zorglonde:



Le plan pour ce LONG article, c'est d'abord d'exposer mes envies et mes choix de conception, puis nous discuterons de toutes les possibilités techniques pour concevoir un tremolo et, à la fin, nous verrons les problèmes que j'ai rencontrés avec les choix que j'ai faits et comment je les ai résolus

Je dois ajouter que ce papier est en quelque sort complémentaire du papier de Coda Effects sur son tremolo:
http://www.coda-effects.com/2016/05/tap-tempo-tremolo-diy-complex-project.html
Ce qui est intéressant dans l'article de Coda Effects c'est qu'il décrit une philosophie totalement à l'opposée de celle que j'ai choisie...

Mes exigences et choix

Quand Dorian du groupe Høst m'a demandé si je pouvais lui construire un tremolo, je pensais que ce serait un travail intéressant, simple et rapide. Et j'ai eu tort. Le design d'un bon oscillateur m'a pris une semaine de recherche ...
Mais d'abord, je me suis donné les contraintes suivantes:
  • Il devait contenir dans une petite boite 6x11cm.
  • La fréquence du trémolo devait pouvoir être modifiée avec une pédale d'expression
  • La fréquence du trémolo devait pouvoir aller de 1Hz à 16Hz
  • L'oscillateur devait permettre de choisir entre une onde carrée ou une onde sinusoïdale

Ensuite, compte tenu de ces contraintes, il m'a fallu choisir parmi toutes les possibilités techniques permettant de construire une telle pédale. Certains savent que je ne cherche pas à faire un «dispositif transparent» et je recherche surtout la solution qui ajoutera un petit (ou grand) quelque chose au son. Au final mes choix on été très inspirés par cet article de Strymon:
http://www.strymon.net/amplifier-tremolo-technology-white-paper/

Au début, j'ai donc choisi de faire un montage JFET à variation de polarisation et un oscillateur à décalage de phase (Phase shift oscillator) . Il s'agit d'un montage classique et vintage pour un tremolo, donc ça correspondait à mon souhait de son coloré. Nous verrons dans les chapitres suivant ce que donne ces choix, et que finalement, j'ai dû modifier un peu mes choix pour répondre à toutes mes exigences...

Discutons des possibles!

Donc, si vous considérez l'électronique d'un tremolo, vous pouvez diviser la conception en deux: un contrôle automatique du volume, pour faire varier le volume du signal de haut en bas et un oscillateur basse fréquence, qui créera un signal périodique qui contrôlera automatiquement le volume.

Pour le contrôle automatique de volume, ces possibilités s'offrent à vous:
  • Avec un DSP.
  • Utiliser un amplificateur à transconductance.
  • Contrôler le volume à l'aide d'un optocoupleur.
  • Contrôler le volume à l'aide d'un transistor JFET.
  • Utiliser la polarisation d'un transistor pour en changer le gain.

Et pour l'oscillateur basse fréquence(LFO):
  • Créer un LFO numérique.
  • Utiliser des circuits intégrés dédiés.
  • Montage à Pont de Wien.
  • L'oscillateur à décalage de phase.
  • l'oscillateur à Quadrature.
  • Le filtre passe bande oscillant

En définitive il est assez difficile de réaliser un oscillateur sinusoïdal de bonne qualité. A ce sujet, TI a écrit un bon papier :
http://www.ti.com/lit/an/sloa060/sloa060.pdf
Le site suivant discute aussi de ce problème et donne de nombreuses solutions qui aident pas mal:
http://sound.whsites.net/articles/sinewave.htm

Le contrôle automatique du volume

Avec un DSP.

Avec un microprocesseur de traitement du signal donc, c'est un peu un canon pour tuer une mouche... C'est ce que Strymon fait avec sa pédale Flint. C'est un choix pertinent si vous êtes un gourou du DSP, et si vous prévoyez de générer des formes d'ondes complexes pour le LFO, ou si vous voulez avoir des presets et un tap tempo. Ça peut être intéressant aussi, si vous prévoyez d'utiliser votre plate-forme DSP plus tard pour d'autres projets. Mais la réalisation à partir de zéro sera assez longue!

Amplificateurs à transconductance.

Cela me semble être la manière la plus parfaite pour réaliser un tremolo. En utilisant, par exemple, un LM13700, il permettrait de construire un tremolo avec une très faible distorsion, propre et précis. De plus, il répondra très bien aux oscillateurs dans la gamme de fréquences audio (de 20Hz à 20kHz), en fabriquant un oscillateur ad-hoc, vous pourrez donc également utiliser votre tremolo comme modulateur en anneau (Ring mod - modulateur AM)! Mais ce choix était trop propre pour moi ...
Utilisation typique d'un LM13700 pour contrôle automatique de gain
Figure 1: Utilisation typique d'un LM13700 pour contrôle automatique de gain

Contrôle via un opotocoupleur

Le contrôle du volume peut être réalisé à l'aide d'une photo-résistance ou optocoupleur tels qu'un VTL5Cx ou NSL-32. IIs peuvent être utilisés soit dans un diviseur de tension, soit en contrôlant un gain d'ampli op:
Diviseur de tension
Figure 2: Diviseur de tension
La figure 2 montre un diviseur de tension qui donnera:

Donc si R1=0 il n'y aura pas d'audio en sortie, et si R1 est infinie, R2 devient négligeable et Audio Out= Audio In.

Le schéma suivant montre un optocoupleur NSL-32 utilisé pour contrôler le volume audio en sortie:
NSL32 contrôlant un diviseur de tension
Figure 3: NSL32 contrôlant un diviseur de tension
Compte tenu de la fiche technique du NSL-32: Lorsque sa led est allumée, Ron = 500Ω, et lorsque la led est éteinte Roff = 500kΩ, nous voyons que si nous prenons R2 = 10kΩ, nous obtiendrons: Lorsque la led NSL-32 est allumée: Sortie Audio = 0.047 x Entrée audio Lorsque la led NSL-32 est éteinte: Sortie Audio = 0,98 x Entrée audio Et nous pouvons voir que la réalisation d'une sortie 0V parfaite ne sera pas possible ...
Maintenant, si nous utilisons un ampli op:
NSL-32 contrôlant le gain d'un ampli op
Figure 4: NSL-32 contrôlant le gain d'un ampli op

Dans ce cas le gain de l'ampli op est donné par:

Si nous prenons R1 = 500Ω, nous obtiendrons: Lorsque la led NSL-32 est allumée: Sortie audio = - Entrée audio Lorsque la led NSL-32 est éteinte: Sortie audio = - 0,001 Entrée audio x Ce qui est un peu mieux! Même si vous obtiendrez de meilleurs résultats avec un VTL5C3 qui donne les valeurs suivantes: Ron = 1,5Ω, Roff = 10MΩ ...
Mais au final les optocoupleurs ont des inconvénients assez rédhibitoires:
  • Ils sont chers! (Jusqu'à 10€ pour un VTL)
  • Ils ne respectent pas la norme ROHS.
  • Il faut les sélectionner, surtout les NSL-32 qui ont des courbes de réponses assez disparates
  • Ils ne sont pas linéaires…
  • Ils sont lents. Oubliez la modulation en anneau avec. La forme d'onde carrée sera légèrement filtrées aussi, mais rien de dramatique.
L'avantage c'est qu'ils sont faciles à utiliser et qu'ils simplifient beaucoup la conception!
Cependant si vous ne cherchez à faire qu'une forme d'onde carrée, vous pouvez également regarder du coté des optocoupleurs BJT. Il s'agit d'une led contrôlant un transistor. Mais c'est quelque chose que je n'ai pas creusé, donc je ne le développerai pas dans ce papier.

Utiliser un JFET comme résistance variable.

Un JFET utilisé comme résistance variable peut être substitué au contrôle du volume optique: soit dans un diviseur de tension, soit pour contrôler le gain d'un ampli op:
Transistor FET dans un diviseur de tension
Figure 5:Transistor FET dans un diviseur de tension
Transistor
Figure 6: Transistor FET sur montage ampli op

Si nous utilisons un J107, les mêmes calculs que pour les optocoupleurs s'appliquent ici, mais avec Rds = 8Ω (Vgs = 0V) et Rds Off> 2MΩ (avec Vgs> -2,5V), il est en fait plus efficace qu'avec un NSL et similaire à VTL mais 15-20 fois moins cher!
(Notez que les valeurs d'un JFET sont sujettes à de très grandes tolérances et donc peuvent varier énormément, mais elles sont toujours très bonnes!)

Sur certains aspects, ils sont meilleurs que les optocoupleurs: ils sont bon marché, rapides, plus petits, compatibles Rohs et vous pouvez ou non les sélectionner suivant la précision que vous souhaitez...
Mais ils ont aussi des inconvénients:
  • Pour un J107, le signal de l'instrument sur le drain ne doit pas être supérieur à 2Vcc ou il le fera clipper. Et des humbuckers à très haut niveau peuvent générer des signaux de 2Vcc.
  • Sur un n-fet comme le J107, vous devrez appliquer une tension négative entre la grille et la source pour la faire fonctionner comme une résistance variable.
  • Ils ne sont pas linéaires.
Distorsion d'un FET sur une signal 2Vcc 400Hz
Figure 7: Distorsion d'un FET sur une signal 2Vcc 400Hz

Contrôler le volume en ajustant la polarisation d'un transistor.

Cette technique fonctionne également avec un tube. Mais si vous faites varier la polarisation d'un préampli FET en intervenant directement sur sa tension de sa source, cela modifiera le gain de votre préampli. L'avantage de cette méthode est qu'elle est rapide, linéaire et bon marché. L'inconvénient est que, à faible gain, une distorsion se produira. Mais dans mon cas c'est cette distorsion que je voulais en exigeant un tremolo coloré! Parce que plus votre volume diminue à cause du LFO qui change la polarisation, plus de la distorsion se produit ... Donc, comme elle se produit pendant la phase de faible volume du tremolo, donc à un moment où elle devient peu perceptible, il y a un quelque chose de psychoacoustique qui se passe dans votre cerveau. C'est de là que vient la magie! Il a également un autre inconvénient: il ne fonctionnera pas bien avec les formes d'onde carrées. Mais nous verrons cela à la fin de ce papier.
Schéma pour faire varier le bias d'un FET.
Figure 8: Schéma pour faire varier le bias d'un FET.
L'illustration ci-dessous montre la distorsion produite sur une forme d'onde sinusoïdale de 200Hz lorsqu'un LFO de 4Hz de 4Vcc est appliqué à la source du FET. Comme vous pouvez le voir, c'est plutôt méchant (YOUPI!!!):
Distorsion causée par variation de polarisation du jFET
Figure 9: Distorsion causée par variation de polarisation du jFET

Parlons oscillateurs basse fréquence (LFO)...

Faire un LFO à forme d'onde carrée est facile et il existe de nombreuses possibilités de conception pour un bon LFO carré avec une large gamme comme de 1Hz à 1Mhz ... Idem pour une forme d'onde triangulaire LFO ou une dent de scie, qui sont un peu plus délicat que le carré, mais toujours faciles à monter.
Par contre, faire un bon LFO sinusoïdal sur une large gamme de fréquences peut être un cauchemar. Un bon LFO sinusoïdal a la capacité de générer une forme d'onde parfaite sur une large gamme de fréquences. Et en terme de sinus, «grand» peut être simplement de 1Hz à 15Hz!

LFO numérique.

Il existe plusieurs manières de créer un LFO numérique, soit avec un DSP, soit avec des PWM filtrés sur un microcontrôleur 8/16 bits, ou avec des compteurs en circuits imprimés discrets puis filtrés... Dans tous les cas c'est une manière qui permet une très large gamme de fréquences avec le moins de distorsion possible. De plus, il permet de faire toutes sortes de formes d'onde sans limites: sinus, triangle, carré, dents de scie, aléatoire, demi-sinus, sinus progressif, etc. Jetez un oeil au papier de Coda Effets mentionné ci-dessus, il y a quelques exemples de formes d'ondes générées par son microprocesseur.
C'est aussi le seul moyen d'obtenir un contrôle de fréquence via tap-tempo.
Ma principale préoccupation à propos de cette possibilité était qu'elle pourrait prendre trop d'espace sur la carte, même si un petit ATtiny pouvait faire l'affaire avec un LFO filtré par PWM ... Le développement du code à partir de zéro pour un tel LFO prendrait beaucoup de temps, même si vous pouvez trouver des tutoriels sur Internet pour réduire le temps de codage.
Et puis surtout vous pouvez trouver des CI déjà programmés pour un prix de vente correct. Chez Electric druid par exemple:
http://electricdruid.net/product/taplfo-tap-tempo-lfo/

Circuits intégrés dédiés.

Je parle des circuits intégrés tels que le Maxim's MAX038 ou XR2206 d'Exar. Ces circuits sont un peu chers (le MAX038 coûte 25 €!), mais sont simples à utiliser, donnent des formes d'onde de distorsion faible sur une très large gamme de fréquences (De 2Hz à 4kHz pour le XR et de 2Hz à 700Hz pour le MAX).
Regardez les fiches techniques pour un aperçu de ce qu'ils peuvent faire:
https://www.sparkfun.com/datasheets/Kits/XR2206_104_020808.pdf
Dans mon cas ils était beaucoup trop chers et facilement battus par le processeur d'Electric Druid…

Le pont de Wien.

En ce qui concerne les oscillateurs analogiques de forme sinusoïdale, le pont de Wien est la première idée qui vient à l'esprit. Vous pouvez obtenir une excellente forme sinusoïdale... Jusqu'à ce que vous souhaitiez balayer sa fréquence, là ça deviendra une autre paire de manches. Mais le pont de Wien est simple à comprendre et utilise peu de composants:
Schéma de base d'un pont de Wien oscillateur.
Figure 10: Schéma de base d'un pont de Wien oscillateur.
Avec le schéma ci-dessus, si vous voulez que l'oscillation se produise, il faut R1 = R2 = R, C1 = C2 = C et R3> R4.
Ensuite, la fréquence d'oscillation sera:

Il y a une bonne explication de son fonctionnement sur Wikipedia (version anglaise):
https://en.wikipedia.org/wiki/Wien_bridge_oscillator

La partie la plus importante étant:
"L'oscillateur peut être considéré comme un amplificateur à gain positif combiné avec un filtre passe-bande qui fournit une boucle de rétroaction positive. [...] En pratique, le gain de la boucle est un peu plus grand que l'unité. Comme du bruit aléatoire est présent dans tous les circuits et certains de ces bruits seront proches de la fréquence désirée. Un gain en boucle supérieur à l'unité permet à l'amplitude de la fréquence d'augmenter exponentiellement à chaque tour de boucle. Avec un gain de boucle supérieur à un, l'oscillateur démarrera.

Idéalement, le gain en boucle doit être un peu plus grand que l'unité, mais en pratique, il est souvent significativement supérieur à un. Un gain de boucle plus large permet à l'oscillateur de démarrer plus rapidement. Un grand gain de boucle compense également les variations de gain avec la température et la fréquence désirée d'un oscillateur variable. Pour que l'oscillateur démarre, le gain de boucle doit être supérieur à un dans toutes les conditions possibles.

Un gain de boucle supérieur à un pose cependant cependant un souci. En théorie, l'amplitude de l'oscillateur augmentera sans limite. En pratique, l'amplitude augmentera jusqu'à ce que la sortie atteigne un facteur limitant tel que la tension d'alimentation (la sortie de l'amplificateur sature au niveau des rails d'alimentation) ou aux limites de courant de sortie de l'amplificateur. La limitation réduit le gain effectif de l'amplificateur (l'effet est appelé compression de gain). Dans un oscillateur stable, le gain de la boucle moyenne sera donc de un. "


Enfin, vous pouvez changer la fréquence du pont de Wien en utilisant un seul potentiomètre sur R1. Mais pour une plus grande gamme de fréquence, vous devrez contrôler R1 et R2 avec un double potentiomètre. Et malgré cela, il va rapidement entrer en distorsion sur une extrémité, ou en atténuation à l'autre extrémité. Une gamme de fréquences de x4 (2Hz à 8Hz) est ce que vous pourrez obtenir de mieux avec un potentiomètre double, avec en prime beaucoup de problèmes de distorsion et d'amplitude.

Certains suggèrent d'utiliser une ampoule spéciale à la place de R3 pour améliorer la stabilité ou d'utiliser un condensateur variable double pour C1 et C2. Si vous êtes assez chanceux pour avoir un de ces appareils exotiques, vous pouvez vous lancer.

Mais, plus important encore, vous pouvez améliorer la conception du pont Wien avec un contrôle de gain automatique pour obtenir une meilleure qualité sur toute la gamme de fréquences. Je n'ai pas eu l'envie ni le temps de l'essayer, mais ça pourrait valoir un test:
Pont de Wien avec contrôle automatique du gain
Figure 11: Pont de Wien avec contrôle automatique du gain
Mais au final le pont de Wien a été rejeté par l'exigence de la pédale d'expression: il n'y a pas de double potentiomètre dans une pédale d'expression.

LFO à décalage de phase.

L'oscillateur à décalage de phase est un design classique qui est utilisé dans de nombreux tremolos, spécialement dans des amplis à tube vintage. Ce qui est bien avec cette conception est qu'elle nécessite très peu de composants qui sont peu coûteux, il peut fonctionner soit avec un transistor ou un AOP, mais sa compréhension peut être un peu complexe:
Oscillateur à décalage de phase avec un AOP
Figure 12: Oscillateur à décalage de phase avec un AOP
Oscillateur à décalage de phase avec un transistor.
Figure 13: Oscillateur à décalage de phase avec un transistor.
Prenons le cas de la version transistor, un moyen de comprendre simplement ce qui se passe est que si le transistor est fermé, le courant circulera dans les cellules RC dans lesquelles il sera retardé, jusqu'à ce qu'il atteigne la base du transistor. Comme les cellules RC se chargent lentement, la base ouvrira lentement le transistor et le courant disparaîtra lentement dans les cellules RC, ce qui les poussera à se décharger. Lors de la décharge, le transistor se fermera, et le courant passera à nouveau à travers les cellules et etc.
Il est nécessaire d'avoir un gain de 30 avec l'ampli op (R4 = 30xR) ou le transistor. Avec le transistor, vous devrez ajouter un buffer en sortie si vous souhaitez attaquer un étage suivant à faible impédance .
Vous pouvez également ajouter d'autres cellules RC pour améliorer la stabilité et la distorsion. Mais si vous prenez R1 = R2 = R3 = R et C1 = C2 = C3 = C, la version à 3 cellules oscillera à:
Mais cette conception a le même inconvénient que le pont de Wien: la gamme de fréquences est très limitée et il y a pas mal de distorsion. Vous pouvez atteindre une gamme x4 avec un potentiomètre standard simple, un potentiomètre stéréo vous permettra d'atteindre une gamme de x5 ou x6 et plus encore avec un triple potentiomètre. Cependant il reste beaucoup de distorsion et la forme d'onde est loin d'être parfaite.
Regardez la page suivante pour plus d'informations, elle montre également à la fin comment le sinus est déformé en sortie:
http://home.earthlink.net/~doncox/wec/Oscillators.html

Je pensais que cette conception remplierait mes exigences et j'ai passé beaucoup de temps à la peaufiner. Mais au final elle s'est révélée inutile, la gamme de fréquences était toujours trop petite!

Sachez que de meilleurs résultats peuvent être obtenus avec un design à buffers ou Bubba, mais ils utilisent plus de composants et d'espace. Consultez-les sur cette page:
http://sound.whsites.net/articles/sinewave.htm

Oscillateur de quadrature.

Bon pour celui ci il fallait un potentiomètre triple, donc passons rapidement.

Oscillateur à filtre passe bande.

C'est mon choix final. C'est un design simple, avec peu de composants bon marché. Il utilise un potentiomètre mono qui répond aux exigences. La forme d'onde sinus générée a une distorsion très faible et la gamme de fréquence fait juste ce qu'il faut: x15. Mon design peut ainsi aller de 1Hz à 15Hz, mais il y a un peu de perte de signal à l'extrémité supérieure (l'amplitude du sinus de 15 Hz est la moitié du sinus de 8 Hz). Et en dessous de 1Hz c'est trop lent pour un tremolo.
Oscillateur à filtre passe bande final
Figure 14: Oscillateur à filtre passe bande final
Le schéma ci-dessus montre la conception finale avec les valeurs de composants permettant d'obtenir l'implémentation de plage de fréquences de 1Hz à 15 Hz et d'une pédale d'expression (potentiomètre 10k) entre exp_ring et exp_tip. Ce schéma est aussi simple que le pont Wien: l'AOP de droite forme un filtre passe-bande dont la fréquence centrale est fonction de la position du potentiomètre RATE. L'AOP de gauche fournit une boucle de retour avec gain unitaire pour maintenir l'oscillation à la fréquence centrale. Les Diodes D3 et D4 sont utilisées pour limiter l'amplitude d'oscillation à 2Vcc.

Attention avec ce design, si cette conception fonctionne très bien comme un LFO, il semble que ce ne soit pas un très bon générateur de formes sinusoïdales dans la gamme audio et au dessus si une large plage est nécessaire.

Conception de la Zorglonde.


Donc les choix de conception étaient faits: un LFO à filtre passe bande et un JFET dont on fait varier la polarisation.

Pour obtenir un LFO avec une forme d'onde carrée, j'ai simplement utilisé un transistor saturé pour obtenir la forme d'onde carrée depuis la forme sinusoïdale. La forme d'onde carrée n'est pas parfaite mais ça suffira. Vous pouvez ajouter un autre transistor saturé pour l'améliorer si vous en avez envie. Bonus: mettre la led sur le collecteur du transistor vous donnera un voyant clignotant à la fréquence du LFO:
Du sinus au carré
Figure 15: Du sinus au carré
Mais il y a un problème avec la conception utilisant la polarisation du JFET: lorsque le LFO se rapproche des fréquences audibles (12Hz, 16Hz), et plus votre LFO est déformé, plus on entend l'oscillateur ajouté au signal. Ceci est normal, car la polarisation du FET est modifiée par le LFO, la fréquence du LFO est directement introduite dans la sortie de drain du FET:
Sortie du Fet lors de changement du bias sur le drain 15Hz: en rouge la sortie LFO, bleu le son d'entrée modulé où le LFO est présent.
Figure 16: Sortie du Fet lors de changement du bias sur le drain 15Hz: en rouge la sortie LFO, bleu le son d'entrée modulé où le LFO est présent.
Donc, vous aurez besoin d'un filtrage important en basse fréquence pour minimiser ce bruit. Mais si le LFO du sinus a une certaine distorsion, il sera difficile d'éliminer les harmoniques supérieures restantes qui apparaîtront dans la plage audio. Dans mon cas, j'ai ajouté 3 cellules RC passe-haut coupant environ 80 Hz. Cela donne le résultat suivant:
Sortie du Tremolo lors de changement du bias sur le drain à 15Hz: en rouge la sortie LFO, bleu le son d'entrée modulé où le LFO est présent. Pas parfait mais bien mieux!
Figure 17: Sortie du Tremolo lors de changement du bias sur le drain à 15Hz: en rouge la sortie LFO, bleu le son d'entrée modulé où le LFO est présent. Pas parfait mais bien mieux!
Sortie du Tremolo lors de changement du bias sur le drain à 8Hz: en rouge la sortie LFO, bleu le son d'entrée modulé où le LFO est présent. Quasiment parfait à cette fréquence!
Figure 18: Sortie du Tremolo lors de changement du bias sur le drain à 8Hz: en rouge la sortie LFO, bleu le son d'entrée modulé où le LFO est présent. Quasiment parfait à cette fréquence!
Mais ce problème s'aggrave lorsque vous passez sur le LFO carré, car il introduit des harmoniques de haute fréquence en passant de l'état bas à l'état haut, et ceci même à des fréquences du LFO faibles (comme 1 Hz). Et ces glitches ne peuvent pas être supprimées, à moins de de filtrer tout votre son de guitare en essayant de l'enlever!
Donc, la conception par polarisation du JFET est mauvaise avec une forme d'onde carrée! Afin d'utiliser la forme d'onde carrée, j'ai ajouté un JFET comme une résistance variable, en construisant un diviseur de tension avant le JFET:
Design final du contrôle automatique de volume
Figure19: Design final du contrôle automatique de volume
Dans cette conception, les valeurs du diviseur de tension sont choisies pour minimiser l'écrêtage dans le JFET utilisé comme résistance variable et essayer de réduire le signal d'un humbucker puissant en dessous de 2Vcc. Notez que si vous changez les valeurs de résistance avec un commutateur, vous pouvez adapter le tremolo à vos micros et gagner de la dynamique si vous avez micros simples bobinages vintage ou obtenir un peu de saturation si vous avez des micros à niveau de sortie élevés. Les valeurs du diviseur de tension ont également été choisies pour minimiser le bruit de glitch. Avec cette conception les défauts de la forme d'onde carrée sont fortement diminués, mais si les valeurs de résistance sont trop élevées, vous les entendrez encore un peu si votre tremolo est avant une distorsion au gain élevé.

Ensuite, j'ai laissé la forme de l'onde sinusoïdale comme contrôle du bias du jFET, parce que si vous vous demandez ce qui se passe si vous branchez le LFO sinusoïdal au JFET utilisé dans le diviseur de tension, voici ce que vous obtenez: une linéarité pourrie.
sinus à 400Hz déformé par un sinus de 6Hz appliqué sur le diviseur de tension
Figure 20: sinus à 400Hz déformé par un sinus de 6Hz appliqué sur le diviseur de tension
L'inconvénient de cette conception est que j'ai dû utiliser un circuit à pompe de charge pour créer -9v à partir des 9v en entrée. Et puis l'oscillateur ne fonctionne pas en 0-9v, et j'ai besoin d'une tension négative sur le JFET utilisé comme résistance variable.

Conclusion.

En conclusion, regardons simplement la sortie de ce tremolo. Le réglage de profondeur est le même pour toutes les courbes, à l'exception de la courbe d'impulsions où il est un peu plus profond.

Pour l'onde sinusoïdale du LFO.

Sinus de 400Hz modulé par un sinus de 1Hz
Sinus de 400Hz modulé par un sinus de 1Hz
Sinus
Sinus de 400Hz modulé par un sinus de 7etquelquesHz
Sinus de 400Hz modulé par un sinus de 14Hz
Sinus de 400Hz modulé par un sinus de 14Hz
Sinus de 400Hz modulé par un sinus de 1Hz
Sinus de 400Hz modulé par un sinus de 1Hz. En tournant un peu plus loin la profondeur on obtient des pulses charmantes.

Pour l'onde carrée du LFO.

Sinus de 400Hz modulé par un carré de 1Hz
Sinus de 400Hz modulé par un carré de 1Hz
Sinus de 400Hz modulé par un carré de 7etquelquesHz
"Sinus de 400Hz modulé par un carré de 7etquelquesHz
Sinus de 400Hz modulé par un carré de 14Hz
Sinus de 400Hz modulé par un carré de 14Hz

William qui joue de la Trompette dans Tanidual, Bdc LaBelle et Walter Sextant, cherchait de quoi épaissir le son de sa trompette. C'est chose faite avec un Zorgtaver et un Love philter. Ci dessous, un extrait des tests sur sa trompette. Pour contrôler le Love Philter sur cet extrait, William a utilisé un Ring Mod Moogerfooger dont il a envoyé le LFO dans le CV in du Love Philter:

Routing William

Voici le rendu final:


Quelques liens:
    Tanidual
    Bdc LaBelle
    Walter Sextant



Kevin qui joue de la basse dans la Marmaille et Acropolis Bye Bye, m'a fait passer quelques presets pour la Glorious Basstar. Les voicis:

Kev's presets

J'en ai profité pour les enregistrer pour avoir un aperçu. Les prises ont été faites avec la pédale branchée directement dans ma carte son. Vous pouvez donc essayer de brancher la sortie de votre carte son dans votre ampli pour avoir à peu près le rendu final...


Quelques liens:
    la Marmaille
    Acropolis Bye Bye


Dédié au départ pour la guitare cette fuzz assez légendaire a été adaptée pour la basse. Le résultat donne une fuzz très sombre, qui peut être extrêmement chargée en sub et en basses, avec peu de mordant et dont l'attaque est totalement effacée, sauf si vous utilisez le mode "dry" où le son clair est ajouté sans pitié aucune au son saturé. Certains l'aiment, d'autres moins et cet article s'adresse à ces derniers qui l'ont toujours dans un coin. Il s'agit d'ajouter quelques contrôles pour en faire enfin quelque chose d'intéressant.

Cet article est basé sur une liste de mods et le plan de la Big Muff version Guitare disponible ici.

Je vais donc détailler ici les modifications suivantes: high end roll off mod, diode mod, tone stack mod, et bias mod, cette dernière n'étant pas sur le site ci dessus. Mais avant tout, voilà le résultat:

Le plan.

Tout au long de cet article nous nous référerons au schéma ci dessous. Il s'agit du schéma de la version guitare, on retrouve ce schéma dans la version basse, avec une numérotation des composants un peu différente, les diodes sont remplacées par des paires de diodes sous forme de transistors CMS (MMBD4148) , et puis surtout il y a tout une partie en plus pour la gestion des modes "bass boost" et "dry" mais il n'en sera pas question dans cet article.


Modification high end roll off.

Il s'agit en fait d'une mod inutile sur la version basse... Sur la version guitare on cherche à changer les capas C5 et C8 qui atténuent les aigus générés par la distorsion. Sur la version basse ces capas semblent valoir 470pF. Elle forment un filtre passe bas avec les résistances respectives R11 et R17 qui valent 12k. La fréquence de coupure sur la version basse est donc F = 1/(2xPixRxC) = 1/(2 x 3.14 x 0.00000000047 x 12000)= 28 218Hz. Donc la version basse laisse passer tous les aigus (avant que votre choix de "tone" ne les supprime). Donc, ne vous fatiguez pas avec cette mod sur cette pédale, elle ne sert à rien, le "tone" vous permettant d'enlever des aigus au final. De même C2 semble avoir une action très limitée. Sa suppression fait apparaitre une très légère augmentation des fréquences supérieures à 4kHz. Sans réelle incidence sur le rendu final.

Modification des diodes.

Cette modification consiste à remplacer D1 à D4 par des diodes différentes. Changer le type de diode permet de changer un peu le grain de la distorsion et changer la dynamique.
Dans notre cas il s'agissait d'enlever les deux diodes sous forme de transistors CMS (MMBD4148) pour les remplacer par des leds jaunes. Par chance la carte de la big muff a un emplacement inutilisé permettant d'ajouter ces diodes. Ensuite un interrupteur sur lequel ont été collé des diodes 1N4148 permet de choisir 3 modes: deux leds, 1 diode + 1 led. 2 diodes. Le schéma de la mod est donné ci contre. Quand l'interrupteur est en position centrale les leds fonctionnent seules. En position basse, la diode seule est enclenchée et son seuil plus bas fait qu'elle remplace la led de même sens. En position haute les deux leds sont remplacées par les deux 1N4148.
Voici le résultat sonore sur les 3 positions:


Modification du tone stack.

Le tone stack de base, ainsi que sa courbe de réponse en fréquence est le suivant:


Ici la mod consiste à simplement ajouter une capa en parallèle de C10 (sur le schéma de départ tout en haut de cet article). Avec un interrupteur trois positions et deux capas de 10nF et 28nF, on obtient respectivement une courbe avec une bosse vers 1kHz, et une courbe avec une bosse vers 600Hz:


Et le résultat audio:


Modification du bias.

Cette mod n'est pas mentionnée dans le site ci dessus et est peut être la plus marrante des trois. Il s'agit de modifier le bias de l'étage de sortie (transistor Q4), en mettant un potentiomètre de 1Mohm en parallèle de R22. Voilà le résultat pour différentes position du potentiomètre:


Conclusion.

Avec toutes ces mods, on obtient une big muff beaucoup plus marrante, avec beaucoup plus de possibilité et des sons plus orientés "bass synth" grâce au potard de bias! Et voici le rendu final vu de l'intérieur:


Ces pédales moisissent dans un coin, ne me serviront plus et peuvent peut être encore servir à d'autres. Elles ont été montées par moi même et fonctionnent parfaitement.
Elles ne fonctionnent pas sur batterie, uniquement sur alim externe. Me contacter via le formulaire de contact du site si vous êtes intéressés!

Zorgverdrive Deluxe Prototype #2

C'est le 2é prototype de la Zorgverdrive Deluxe (il y en a eu 3 et je garde le 3é). Par rapport à la version finale il ne possède pas de réglages de mediums, ni de trimpot de volume interne (par contre il y a bien le trimpot de gain). L'interrupteur 1/2 ne sert à rien. Le reste fonctionne parfaitement.

Vendue



Zorgverdrive Deluxe Prototype #1

C'est le 1er prototype de la Zorgverdrive Deluxe. Par rapport à la version finale il ne possède pas de réglages de mediums, ni de trimpot de volume interne (par contre il y a bien le trimpot de gain). L'interrupteur 1/2 ne sert à rien. Le reste produit de la saturation. Les inscriptions peuvent être enlevées à l'acétone ou à l'alcool pour faire quelque chose de plus propre.

Prix - hors frais de port: 40€



Compresseur optique

Attention: Fonctionne sous 12V uniquement!!!
Mon premier compresseur optique très complet utilisant le schéma du What compressor. La cellule optique est effectivement un VTL5C9. Il marche fantastiquement bien!

Prix - hors frais de port: 80€



Clone Zendrive

Un kit musikding de Zendrive.

Prix - hors frais de port: 20€



My dear friend Alex told me I should mention what kind of gear I'm using for my Youtube videos.
So, here it goes for the fetishist shit list; I'll go in detail through all the gear I'm using in the videos, and then for prototyping/designing/testing my pedals.

For the videos:

Setup

Unless mentioned, the picture above shows my recording set-up for Youtube videos. That means: An Ibanez J-Custom, the pedal, a Koch Studiotone, and a TC Impact twin. Then it goes into my DAW where absolutely nothing is done apart from gain settings. You should notice there's no microphone involved: because I've got neighbors, you know... So I'm using the Studiotone's red box recording output. The red box is a passive analogue microphone and speaker simulator. But it's also a load box, so I can put a fair amount of volume, cut the amp's speaker and record at low volume. I use to have a red bean shaped device who could have done the same, but I like the red box way better... Oh and the amp set-up is clean channel, flat Eq.

During pedal design:

Guitars:
  • My main guitar is an Ibanez Jcustom RG8420ZD. I've loaded it with a Dmz Drop Sonic on bridge and an Air Norton on neck. I wired the pickup selector to get single coils in position 2 (bridge pickup in single coil) and 4 (Neck pickup in single coil, and this is the coil the nearest to the neck!)
  • For 7 strings, the guitar is an Ibanez Universe, which I'm not particularly fancy of. It's loaded with a Dmz Crunch Lab on bridge, stock middle pickup and an Air Norton on the neck. I've wired it with a push pull pot so that I could get THAT MUCH switching options (but with north coil everywhere...)
  • For vintage tests, I have an Epiphone Nick Valensi, loaded with a SD Seth Lover on neck, and a Gibson 57 PAF on bridge. This is my jazz guitar and it's a really cool guitar.
  • When the J-Custom is too far out of reach, I also use a Ibanez SZ1220 loaded with a Dmz Air Zone in neck and a Crunch lab in bridge. It goes with a push pull pot for single coil tapping. It's great but since the Epiphone is here I use it less. It's going to be replaced by a almost home-made Tele with Alnico II pickups, for even more vintage gear testing.
  • The bass is, unfortunately, a Cort Curbow with 4 old strings.
Amps:
  • There's the Koch Studiotone shown above. It's my rehearsal and small concerts venues amp.
  • And there's a fabulous Bogner Shiva 20th anniversary, plugged into a 2x12" orange cab. That's my main test amp. My neighbors love it!
  • I don't own any bass amp. Either I plug my bass into the Bogner, either direct in the sound card, either in the studiotone. When I'm bored of it, I bring my prototype to Max, he's got a 5 strings active Yamaha, and another 5 string passive Lakland which he plugs into a Gallien-Krueger amp and an Ampeg 4x10".
Others:
  • A noname 1 Ampere variable voltage (3/4.5/6/7.5/9/12V) power supply (Not a switching power supply, I mean, the old school heavy ones!).
  • A Flatliner pro from Burkey
  • Various reverb, delay, distortions, fuzz, filter pedals, some are clones, some are not of my making (like this cool one)...
  • 9-46 strings gauge on all guitars. And a 60 gauge for the B string.
  • I make my own cables with high quality, low capacitance wire and Neutrik jacks.
Après avoir discuté avec plusieurs bassistes, testé quelques unes des pédales (Glue Fuzz, MetalFest, Zorgverdrive deluxe) sur des basses. J'ai tenté de monter un prototype de distorsion multibande. Concrètement, je divise le signal en trois bandes: d'un coté les basses, de l'autre les médiums et enfin les aigus. Ensuite ces signaux passent chacun dans un module de distorsion. On peut donc doser le gain pour chaque bande de fréquence. Chaque bande de fréquences génère alors des distorsion avec des grains très différents (le grain dans la bande basse est très froid et acide, alors que celui de la bande aigüe est plus "overdrive" typée tubes). Enfin ces signaux sont recombinés et l'on peut doser le mixage de chaque bande. On peut ainsi obtenir des distorsions assez violentes tout en gardant de la précision, ou bien décider de faire tout baver dans les basses... Bref, c'est très rigolo.
Actuellement les contrôles suivants seront implémentés:
  • Gain pour chaque bandes (x3).
  • Volume pour chaque bandes (x3).
  • Volume et filtre basse bas (pour enlever des aigus) globals.

Et je pense à quelques contrôles supplémentaires :
  • Interrupteurs 3 positions pour calmer les aigus ou pas séparément sur chaque bande (x3).
  • Interrupteur 3 positions ou bien potentiomètre pour régler la position de la fréquence medium (Mais 9 potentiomètres ça commence à faire beaucoup!).

Dans tous les cas, je cherche des cobayes bassistes pour l'essayer, commenter ou proposer des idées. N'hésitez pas non plus à proposer vos idées dans les commentaires de cet article!!

PCBs
Ces derniers jours le site n'a pas été beaucoup alimenté en nouvelles démos ou autres. Et pour cause, j'étais occupé, entre autre, à produire le dernier prototype de la zorgverdrive deluxe, la toute première commande de Jour de Fet, et le dernier prototype de Glue Fuzz.

Les premiers prototypes de Glue Fuzz utilisés par Gérald de Alfie Ryner et moi même avaient plusieurs inconvénients:
  • Le volume global du mode Octavia n'était pas assez fort, ne permettant pas d'utiliser certains réglages stupides.
  • Un léger manque de gain en mode fuzz normal.
  • Un grain un peu trop distorsion et pas assez fuzz.
Ont donc été apportées les modifications suivantes:
  • Ajout d'un étage de sortie amplifiant l'octavia pour retrouver des niveaux qui envoient la patate.
  • Un petit DIP switch interne qui permet de passer la fuzz de low gain en high gain si besoin.
Niveau grain la Glue fuzz sera disponible à la commande:
  • Soit au format full Germanium, qui donne une distorsion gentille et chaleureuse, assez lisse, vintage et proche des tubes, avec des aigus un peu en retrait.
  • Soit au format hybride Germanium Silicium, qui donne une fuzz beaucoup plus méchante dans les aigus et un caractère très moderne et assez crade.
La fiche de la glue fuzz sera bientôt mise à jour avec ces améliorations et une démo de la version full Germanium devrait arriver d'ici la semaine prochaine.

PCBs
PCBs Après 2 premiers prototypes biens mais pas tops, le dernier prototype de Zorgverdrive deluxe est tout à fait satisfaisant. Il sera donc ajouté au site sous peu, accompagné d'une entrée de blog expliquant précisément toutes ses fonctionnalités. En attendant voici la liste des spécifications techniques et une petite photo du boitier final:

  • Choix de type de distorsion: LED, MOSFET, Germanium, Silicium, chacun ayant ses propres propriétés: le mode LED est très agressif et dynamique et peu vous engager dans des riffs métal, le mode Mosfet très chargé en médium, le mode Silicium un peu plus creusé et le mode Germanium, très compressé et crade
  • Choix de forme de distorsion: soft ou hard, symétrique ou asymétrique.
  • Égaliseur trois bandes. Les contrôles de grave et d'aigu sont passifs et le contrôle de medium permet d'amplifier ou de creuser les médiums vers 800Hz
  • La pédale est true bypass, et un 2é footswitch "More" permet de changer le gain d'un clic vers une valeur déterminée par un petit trimpot interne.


PCBs

Le site est encore en construction. Des éléments seront ajoutés petit à petit, notamment les vidéos de démonstration des pédales et des pages DIY. Les pédales Zorg ont pour vocation de devenir du open hardware et des ventes en kits. Tout le nécessaire pour cela sera fait dans les prochains mois

Vous pouvez d'ores et déjà commander des pédales en pré-vente: Les premiers acheteurs permettront me de commander des séries de cartes pour les pédales commandées. Comptez donc un mois de fabrication a compter de votre commande. A partir de la 2é commande pour un pédale les délais devraient baisser drastiquement... De toute façon je tiendrais les premiers acheteurs au courant des délais par mail.

Envoi partout dans le monde dans la limite de 800€ pour la France, 900€ pour le reste du monde. Pour des commandes supérieures à 800-900€, ou si vous habitez au Groenland ou si vous ne trouvez pas votre pays dans la liste lors de la commande, merci de me contacter.