Page 3 : OPTIMISATION DES ETAGES

Attention ! voir sécurité & recommandations avant une intervention.

LES CABLAGES DES MICROS GUITARES : ( du 21/05/03)

Le son d'un ampli dépend avant tout de ce qu'on lui injecte. C'est pourquoi on soignera la qualité de l'électronique guitare: micros de la guitare, condensateurs, câblage, blindage.

Remplacement des condensateurs de tonalité : (voir guide de choix des condensateurs) Ils sont en général en Céramique. Du fait de leur manque de linéarité, leur remplacement est indispensable. On choisira la technologie polypropylène MKP, ou mieux, en Styroflex (Polystyrène).

Câblage des micros guitare :
Un micro guitare à une impédance au repos de quelques kohms. Plus son impédance est élevée, plus le niveau du signal sera élevé.
Chaque fabricant à son propre code de couleur.
Prenons le cas de Gibson :
A = noir, début de la bobine ajustable.
B = vert, fin de la bobine ajustable.
C = rouge, début de la bobine fixe.
D = blanc, fin de la bobine fixe.

Le câblage classique d'un humbucker est en série : le rouge est le point chaud et le noir est le point froid. L'impédance est alors doublée.

Chaque bobine représente la polarité d'un aimant. Gibson utilise 2 installations possibles sur les LesPaul :

La config. SN-NS a pour effet de séparer l'influence d'un micro sur l'autre. Le son est alors plus incisif. Le treble étant monté à l'envers, sa phase est remise à l'endroit par câblage.
Micro Rythm : A=masse, B=D et C=chaud
Micro Treble : A=C, B=chaud et D=masse.


La config. SN-SN a pour effet de coupler les micros entre-eux. L'effet produit sur le son sera plus rond, moins incisif. Ils restent tous les 2 en phase.
Micro Rythm et treble : A=masse, B=D et C=chaud.

Remarque : la différence est cependant très fine dans cas d'un micro double bobinage. Dans le cas d'un simple bobinage on évitera tous couplages entre micros.

Modification du câblage guitare :
Câblage à la Jimmy Page pour type Gibson LesPaul à 2 humbuckers. En utilisant 4 potars PushPull DPDT, il permet de nombreuses possibilités mais très peu sont vraiment utile. Au repos dans un PushPull DPDT, c'est le double contact du bas qui est connecté. Le déphasage n'est jamais utile sauf à 2 micros pour creuser les médiums. Ce câblage offre beaucoup de possibilités pour seulement 3 ou 4 positions vraiment utiles.

Modification des Les Paul avec 2 potars PushPull DPDT:
A mon avis la modification la plus utile est l'utilisation d'un simple bobinage sur les deux pour le micro Treble et Rythm ou l'utilisation du bobinage en parallèle pour le Rythm. Cela donne la possibilité d'apporter plus de précision et une tonalité différente, au besoin. Très utile lors de l'utilisation des 2 micros.
Les potars PushPull sont à 500k, linéaire de préférence, choisir des potars compatibles à la mécanique Gibson. Cette modification est réalisée avec les micros en position SN-SN (voir schéma de modification avec 2 DPDT), pour la position des humbuckers en SN-NS, le schéma est valable mais il faut simplement déphaser par câblage le micro Treble, comme décrit précédemment.
Ce schéma permet de mettre en parallèle les bobinages du micro Rythm par le PushPull (SW1) et de mettre en simple bobinage Nord le micro Treble par le PushPull (SW2).
Les condensateurs de tonalité de 20nF sont de préférence en Styroflex (valeur approchée 18nF ou 22nF). Le condensateur de 1nF en // au potar de volume est de préférence en Styroflex, il permet de préserver la réponse tonale quel que soit le niveau de volume.

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LES SCHEMAS DES AMPLIFICATEURS A LAMPES :

Pour optimiser votre ampli à lampes, vous avez besoin des schémas.
Voici les liens permettant de les télécharger :

- Schéma&layout du Fender TWIN REVERB Silver Face 100W avec master volume.
- Schémas du Mesa/boogie STUDIO PREAMP , avant/arrière et vue interne.
- Schémas du Marshall JCM800 50W 2204, spécifications et vue interne.

FENDER :
http://www.ampwares.com/ffg/
AMPEG :
http://users.aol.com/bluemuse/ampeg.html
MARSHALL :
http://digilander.libero.it/pierluigipollano/Schematics.html
SUNN :
http://www.sunnamplifiers.com/

Autres liens :
http://tdsl.duncanamps.com/schematics.php
http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/tom/schematics.htm
http://www.schematicheaven.com/
http://www.firebottle.com/ampage/schems/

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LES COMPOSANTS DE COUPLAGES :

Prenons le cas le plus typique des étages de pré-amplification pour guitare, le montage à cathode commune :

Condensateur de liaison d'entrée : (Ci)
Le rôle du condensateur de liaison est de séparer le signal audio des tensions continues nécessaires à la polarisation. Elle a très peu d'influence sur le tube de l'étage. Par contre elle coupe les basses fréquences de l'étage précédent.

La résistance d'entrée grille : (Rg in)
Elle permet de référencer la tension de grille à la masse et de contrôler l'impédance d'entrée. Elle est de forte valeur de l'ordre de 1Mohm. Elle a très peu d'influence sur le tube de l'étage. Par contre elle est la charge de l'étage précédent, donc en diminuant sa valeur, on diminue le signal d'entrée.

Résistance d'anode (plate) : (Rp)
Elle permet de contrôler directement l'amplification de l'étage, ainsi que son impédance de sortie. Une plus faible valeur permet de diminuer l'impédance de sortie et d'améliorer le passage des fréquences aiguës.

Condensateur de liaison de sortie : (C out)
Une plus forte valeur augmente les basses fréquences. Elle est liée à la charge Rl. Son prix augmente aussi avec sa valeur. Attention au choix des paramètres et de sa technologie pour ne pas diminuer la bande passante et rester suffisamment linéaire.

Résistance de charge (load) : (Rl)
Une plus forte valeur augmente le niveau du signal ainsi que les médiums et basses fréquences.

Résistance de Cathode : (Rk)
Cette résistance permet de polariser (Bias) le tube. Elle permet de créer une tension positive sur la cathode et de ce fait, de décaler la tension de grille qui se retrouve référencé négativement par rapport à la cathode.
Elle contrôle la plage de fonctionnement du tube en linéaire ou en distorsion.
Une plus faible valeur augmente le courant de polarisation d'anode.

Condensateur de découplage de la Cathode : (Ck)
Le découplage de la cathode permet de diminuer l'ondulation alternative, ce qui améliore la dynamique en diminuant l'impédance de sortie. Une valeur suffisamment élevée laissera passer davantage les basses fréquences.
Si Ck est supprimé, il en résulte une contre réaction qui diminue le gain en augmentant l'impédance de sortie.
Si Ck est faible par rapport à Rk, les basses seront supprimées pour ne laisser passer que les aigus.

Conclusion:
D'une manière générale, choisir des valeurs des composants pour privilégier la réponse fréquentielle et la linéarité.

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REMPLACEMENT DU TUBE 12AX7 PAR UN 12AT7 :

Comparatif des paramètres de polarisation et résultats d'un étage à cathode commune sur l'étage d'entrée du Mesa/boogie Studio Préamp :

N	TYPE	Ia (mA)	Mu	Ra (kW)	Rk (W)	Ck (uF)	Rpa (kW)	Rp (kW)	Co (nF)	Rl (kW)	F1 (Hz	F2 (Hz)	F3 (kHz)	Av
1	12AX7	1,2	92	56	1500	15	150	100	47	100	25	13,4	36	43
2	-	-	-	-	-	47	100	-	100	-	11,7	4,3	40,7	43*
3	12AT7	1,8	55	23	1500	15	150	100	47	100	28,5	11,9	83,9	38
4	-	-	-	-	-	47	-	-	100	-	13,4	3,8	-	-
5	-	-	-	-	-	47	-	-	220	-	6,1	3,8	-	-

Paramètres du montage :
Ia = courant de polarisation d'anode
mu = facteur de gain
Ra = résistance interne d'anode
Rk = résistance de polarisation cathode
Ck = condensateur de découplage cathode
RPa = résistance de polarisation anode étage précédent
RP = résistance de polarisation anode
Co = condensateur de liaison en sortie
RL = résistance de charge

Résultats :
F1 = fréquence de coupure passe haut, lié à l'impédance de sortie anode.
F2 = fréquence de coupure passe haut, lié à l'impédance de sortie cathode.
F3 = fréquence de coupure passe bas, lié à l'impédance de sortie anode de l'étage précédent.
Av = gain en tension de l'étage.
Commentaires :
N°1 : Montage avec le 12AX7EH, l'accrochage en distorsion commence à 3 (graduation du volume d'entrée).
N°2 : Montage n°1 optimisé avec 3 paramètres, l'accrochage en distorsion commence à 4.
(*) L'amplification de l'étage précédent est moindre de 9%.
N°3 : Montage avec un 12AT7, mais polarisation décalée, l'accrochage en distorsion commence à 5,5 et le grain est plus fin. La Bande passante est doublée, grâce à sa résistance interne d'anode 2 fois plus faible. Les aigus sont plus présents.
N°4 : Montage n°3 optimisé avec 2 paramètres, amélioration des basses.
N°5 : Montage n°3 optimisé avec 2 paramètres, amélioration des basses.
Remarques :
Ainsi une résistance interne plus faible permet d'améliorer les aigus. Mais un autre avantage du remplacement 12AX7 par 12AT7 est l'augmentation de la dynamique alors que le facteur de gain mu est moindre. Cela est du à l'augmentation de la transconductance gm, on passe ainsi de 1.6mA/V à 5.5mA/V. Par contre le condensateur interne Cga augmente, on passe de 1.6pF à 2.2pF, mais cela n'est pas génant car le gain est plus faible. Le résultat est donc un signal plus clair, plus dynamique et plus brillant. Mais attention, dans ces conditions la rondeur se fait moins présente. Tout est question de compromis...

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REMPLACEMENT DU TUBE 5881 PAR EL34 :

Attention ! Ces 2 tubes ne sont pas parfaitement compatibles au niveau du brochage. Cela demande une modification importante du circuit de puissance, du BIAS et voir en partie du driver. Et sans oublier enfin, le rajout d'un petit transformateur d'appoint pour le chauffage du filament, pour ne pas surcharger votre transformateur d'alimentation, car le filament EL34 consomme près de 2 fois celui du 5881.
Cette modification, qui peut sembler lourde, est très intéressante sur les amplis à 4 tubes 5881 de type Marshall. Un excellent exemple est le 30th anniversary. Le gain en dynamique et harmoniques de distorsion de puissance est très efficace...

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AJOUT D'UN TREMOLO A MOSFET : (du 27/04/03)

Le montage ci-dessous peut se rajouter sur tout ampli à tube. Il est le parfait équivalent du trémolo que l'on trouve sur les amplis Fender à l'exception de l'adaptation optoélectronique. Cela permet de remplacer "avantageusement" la double triode 12AX7 par 2 mosfets IRF820. Autre avantage : cela libère un support de tube noval. En effet l'emploi de triodes ne se justifie pas, car aucun signal audio ne les traverse. De plus les 2 mosfets montés en oscillateur produisent une commutation plus efficace, et un effet trémolo amélioré sous réserve de la bonne adaptation optoélectronique.
Schéma du trémolo :
Le mosfet qui régule le 200V a une diode de signal entre grille/source, standard type 1N4148. Il est préférable de rajouter un zener de protection de 12V entre grille/source sur chacun des 2 mosfets constituant l'oscillateur. Pour supprimer le bruit de commutation, non indiqué sur le schéma, on rajoutera un condensateur de 10nF/400V polypropylène en parallèle à la 10Mohm et une résistance de 100 kohm en série à la lampe néon. Ce montage peut tenir sur une plaque pastillé de 5cm x 5cm, opto-isolateur compris.

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DIMINUER LA PUISSANCE DE L'AMPLI : (du 25/06/03 et 07/04)

Voici les principales méthodes pour diminuer la puissance de l'amplificateur.

1ère méthode : - Modification du câblage des tubes de puissances -
Il s'agit de rajouter un double inverseur de puissance (DPDT), ce qui permet de commuter du câblage initial Pentode (HIGH GAIN), au câblage Triode(LOW GAIN). Cette option se trouve par exemple déjà installé d'origine sur le Marshall JCM 900.
Le mode Triode est particulièrement intéressant en son distorsion car il permet de saturer plus tôt à puissance 2 fois moindre. Il faut aussi noter la différence de spectre harmonique avec le mode pentode.
A droite, schéma avec 2 tubes en Push-Pull 50W. Avec 4 tubes le schéma est identique mais en rajoutant un tube en parallèle.

2nde méthode: - Suppression de 2 tubes de puissance sur 4 en Push-Pull -
Il s'agit de supprimer le tube en parallèle de chaque coté du transformateur Push-Pull. Ce qui revient donc à passer de 100W à 50W. Mais attention, supprimer 2 tubes ne suffit pas, car les tensions moins chargées vont toutes augmenter. Le B+ risque de dépasser la tension max admissible par les 2 tubes de puissance restant. Le bias augmente, ce qui demande un nouveau réglage, si le précédant n'était pas assez chaud. Et la tension de chauffage du filament augmente, dépassant la valeur nominale (6.3V), ce qui risque de diminuer considérablement la durée de vie de tous les tubes. Des petits ajustages sont donc nécessaires. Ci-dessous exemple de modification sur le Twin Reverb 100W :
1/ Ajustement du B+ sur le Twin Reverb.
2/ Ajustement de la tension de filament sur le Twin Reverb.
3/ Réglage du Bias.
4/ Réglage du transformateur de sortie : Concernant la puissance des haut-parleurs elle peut être diminuée de moitié mais cela n'est pas primordial. Le mieux est de changer le transfo de sortie, en passant de 100W à 50W, les harmoniques sont alors améliorées. Si l'on garde le transfo 100W, il est toutefois préférable de garder le rapport d'impédance du transformateur de sortie. La suppression de 2 tubes sur 4, double la résistance interne équivalente des tubes, il suffit donc de doubler l'impédance de charge (HP), en diminuant le sélecteur d'impédance de sortie. Dans le cas, où il n'y a pas de sélecteur d'impédance, cas du Twin Reverb, on peut débrancher 1 HP en // sur les 2. Cela peut être une solution provisoire intéressante, plutôt que de remplacer les 2 HP.

3ème méthode : - Mise en Standby de 2 tubes sur 4 -
Plus simple, c'est une méthode qui consiste à déconnecter la masse des cathodes de 2 tubes sur 4. Uniquement lorsque le montage le permet.

4ème méthode : - Atténuation de la sortie préamp -
C'est une méthode qui consiste à insérer un montage atténuateur en interne ou en externe via la boucle d'effet, mais dans ce cas, uniquement lorsque le montage le permet.

5ème méthode : - Utilisation d'un atténuateur externe - (voir liste)
C'est la méthode la plus simple et la plus efficace, car elle ne modifie pas l'amplificateur. Il s'agit d'insérer un atténuateur (PAD), entre la sortie transfo et les haut-parleurs. On utilisera des associations de résistances bobinées vitrifiées type RB58 (16W) ou bobinées sur radiateur, type RH50 (50W) suivant la puissance à dissiper. A forte atténuation, une compensation judicieuse des aigus est à prévoir, sinon pour les + "intégristes" vous pouvez utiliser des charges non inductives.

Le PAD en pont T est celui qui s'adapte le mieux au haut-parleur, car il ne modifie pas la réponse du HP.
Z, correspond à l'impédance nominale du HP.
A, correspond à l'atténuation en dB.
R1=Z*(10^(A/20)-1) et R2=Z/(10^(A/20)-1).

Exemple: Z=15R, R1=50R (soit 100R // 100R), R2=4R5 (soit 8R2 // 10R), et A=12,74 dB. C'est le premier Z=15R, qui dissipe la majorité de la puissance.

Le PAD en L, linéarise la réponse du HP, en amortissant le pic de non-linéarité dans les basses, ce qui peut aussi être un effet recherché intéressant.
Z, correspond à l'impédance nominale du HP.
A, correspond à l'atténuation en dB.
R1=Z-((R2*Z)/(R2+Z)) et R2=Z/(10^(A/20)-1).

Exemple: Z=15R, R1=13R5 (soit 27R // 27R), R2=1R66 (soit 3R3 // 3R3), et A=20dB. C'est R1 qui dissipe la majorité de la puissance.

Le POWERBRAKE, est constitué principalement soit d'un transformateur d'atténuation, soit d'un potentiomètre de puissance soit d'une charge électronique active. Il est préférable d'en choisir un comprennant un circuit (ou réseau) électronique de correction de tonalité intégré de bonne qualité pour compenser la réponse du HP qui travaille à + faible puissance, souvent une sortie ligne est rajoutée. (voir liste de prix)

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OPTIMISATION DES DISTORSIONS HARMONIQUES :

- Pour la distorsion d'inter-modulation voir sa définition.
- Exemple de spectres harmoniques guitare dans, l'optimisation du Mesa/boogie Studio Preamp.
- Exemple de comparatif spectral d'AOP dans l'optimisation de la Marshall Guv'nor (overdrive/distorsion guitare).

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SIMULATION de HP guitare :

- Voir sortie RECORDING du M/B Studio Preamp.

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OPTIMISATION de la REVERB & son driver à lampe ou à MOSFET : (15/06/2010)

- Voir nouvelle adresse du site : http://optimisetonampli.free.fr/

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