« Je ne sais pas vous, mais moi ça m’agace… »
Sur les guitares type « Les Paul » avec 2 micros, 4 boutons et un sélecteur à 3 positions, il y a un truc vraiment mal fichu selon moi…
Quand on est sur la position centrale « 2 micros », le volume à zéro de l’un des deux micros met l’autre micro aussi à zéro ! Impossible de jouer sur un dosage entre les deux micros. Mais alors, pourquoi avoir 4 boutons ?
J’ai déjà fait cette remarque dans ma page de fabrication de ma guitare chez un luthier, et la solution que j’avais trouvée par la suite était d’inverser l’entrée et la sortie des potentiomètres de volume : le micro sur le curseur au lieu de la sortie (voir au bas de cette page).
Cette solution apporte déjà un certain confort, mais manque totalement de souplesse.
J’ai donc décidé de prendre les grands moyens : introduire un système électronique simple qui puisse rendre les réglages des micros totalement indépendants.
Buffer
Pour rendre les micros indépendants, la première chose à faire est de donner au signal de chaque micro, équipé de son réglage de volume et de tonalité, une basse impédance de sortie. On appelle ça « buffériser » l’entrée, en bon franglais. Tamponner serait plus correct..
On obtient cette caractéristique grâce à un simple amplificateur opérationnel (AOP) monté en suiveur : Très haute impédance d’entrée, très basse impédance de sortie.
Double buffer
En plaçant un buffer sur chaque micro, on pourrait se contenter de relier ensemble leurs sorties à travers des résistances pour obtenir une seule sortie, comme sur le schéma ci-contre.
On pourrait aussi remplacer le neud à la sortie par le commutateur de la guitare. On n’ a alors besoin que d’un seul circuit intégré à 8 broches, contenant 2 AOP. Un TL072, ou un NE5132 par exemple.
Additionneur
Il est plus élégant (et plus efficace !) de générer l’addition des 2 signaux au moyen d’un additionneur. La tension en sortie est alors égale à la sommes des tensions In 1 et In 2, sans que l’une des deux n’influence l’autre. C’est le but recherché.
Mais ceci nécessite un troisième AOP, donc un circuit intégré supplémentaire, et donc un encombrement qui peut devenir problématique dans le petit logement de la guitare.
Mais comme, de toute façon, il faut créer une tension de référence pour nourrir les AOP, je choisis d’utiliser un seul circuit intégré comportant 4 AOP, ayant de bonnes performances audio comme le TL074.
Tension de référence
L’inconvénient des amplificateurs opérationnels, c’est qu’ils doivent être alimentés en tension symétrique : +Vcc / – Vcc, la masse étant alors le potentiel central, appelé tension de référence (Vref). On peut détourner cette obligation en créant une masse virtuelle, par exemple en prenant le point milieu d’un pont de 2 résistances de valeurs identiques. Cette méthode très rudimentaire est très utilisée dans les pédales d’effets, qui ne nécessitent pas une grande précision ni une grande stabilité. Mais ce n’est pas le cas ici, d’autant qu’on a 3 AOP à alimenter.
On réalise alors ce montage, en faisant suivre le pont diviseur par un suiveur, garantissant une haute impédance en entrée et une basse impédance en sortie Vref, qui va nourrir directement les 3 autres AOP.
On ajoute encore de la stabilité en plaçant une capacité d’assez forte valeur, soit à l’entrée, soit à la sortie du suiveur. Ces capacités vont absorber les éventuelles fluctuations ainsi que les hautes fréquences qui pourraient passer dans la chaîne audio.
Schéma de l’ensemble buffer-additionneur
Voici donc la synthèse de toutes ces considérations.
Notez que sur ce schéma, j’ai placé les condensateurs à la sortie du suiveur, au niveau de Vref.
J’ai aussi placé un condensateur de 100 nF entre le +9v et la masse, qui doit se trouver le plus près possible du circuit intégré.
On remarque également le sélecteur « toggle » de la guitare à l’emplacement du noeud. De fait, il n’est plus vraiment indispensable, mais je l’ai tout de même conservé pour pouvoir sauter directement d’un micro à l’autre, ou les deux.
Une autre option aurait été de le supprimer, mais ça aurait nuit à l’esthétique de la guitare. Ou encore, de le remplacer par un commutateur mettant en circuit un effet intégré, par exemple. Je verrai peut-être ça plus tard…
Ce qui est noté « In1 » et « In2 » sur le schéma représente les deux ensembles « micro –> réglage volume –> réglage tonalité« , déjà présents sur la guitare. Concrètement, pour chacun des deux canaux, le câble qui provenait du curseur du potentiomètre de volume pour aller à l’une des entrées du toggle, doit être soudé au point « In » du schéma.
Alimentation
Pour fournir l’énergie à ce système, il faut bien-sûr une pile, ou une batterie, qui doit être intégrée dans le compartiment de la guitare prévu pour les réglages. Or, il y a souvent peu de place ! Mais j’ai testé pour trouver un espace possible pour une batterie 9v format standard 6F22, en plus du circuit imprimé qui doit être le plus serré possible.
Coupure de la pile
Mais un problème demeure : il faut prévoir un système qui coupe cette pile quand la guitare n’est pas utilisée. Sans quoi, il faudrait en changer au bout de quelques semaines.
Principe
La solution est connue : utiliser un connecteur jack stéréo dans la guitare, et brancher le « – » de la pile sur la bague intermédiaire. Ainsi, la fiche mâle du cordon jack qui relie la guitareà l’ampli mettra en contact la pile avec la masse générale. Inversement, lorsqu’on débranche le cordon, la liaison est rompue et la pile ne peut plus débiter de courant.
Voici un système de connexion par jack mono, c’est celui qui est utilisé par tous les guitaristes pour brancher leur instrument sur un ampli.
En rouge, le signal audio. Le retour est assuré par la masse de la prise jack, reliée à la masse du socle et du chassis de l’appareil branché.
Voici maintenant un système de connexion par jack stéréo, utilisé pour les liaisons de systèmes audio à deux canaux, un droit et un gauche comme dans les chaînes Hi-Fi.
Le jack est donc équipé d’un anneau supplémentaire (en vert) pour véhiculer le second signal. Le socle lui aussi comporte un élément de contact supplémentaire.
Si on utilise un jack mono sur un socle stéréo, le contact « droit » (vert) du socle est en contact avec le corps du jack, donc la masse.
En reliant le pôle négatif de la pile au contact supplémentaire (vert) du socle, il ne sera relié à la masse que si on introduit le jack, ce qui met la pile en fonction. Inversement, en l’absence de jack, le « – » de la pile est en l’air : le courant est coupé.
Problème de bruit de fond
Une fois le tout monté et installé en mode « provisoire » dans la guitare, j’ai procédé aux essais. Nickel ! pas de souffle, rendu transparent du son de chaque micro. Le mixage est très progressif comme souhaité, sans interférence d’un micro à l’autre. Le but est atteint !
Sauf que… poussant le besoin de confort au maximum, j’ai souhaité remplacer la pile 9v interne par une batterie rechargeable par USB, avec son chargeur intégré, comme celle-ci. Ainsi, plus besoin d’ôter la plaque arrière pour recharger, il suffit de connecter un câble micro-USB sur un socle fixé à l’arrière de la plaque et ouvert sur l’extérieur.
Malheureusement, ce genre de batterie engendre un bruit de fond assez présent, surtout à bas volume. Le bruit est dû au chargeur interne qui interfère avec le signal audio.
Solution
Un simple filtrage capacitif aura suffi. Un condensateur (C7) de 1000 µF/16v, de faible encombrement, placé aux pôles + et – de la batterie, après la résistance (R+) d’une centaine d’ohms réduit très sensiblement la nuisance, et rend le système pratiquement silencieux. Un léger grondement à peine audible est perceptible lorsque les volumes sont à zéro, mais il est très vite couvert dès la première corde jouée, même faiblement. En tout cas, je valide cette solution pour mon usage personnel.
Les puristes auront tout à fait la possibilité de remplacer cette batterie à chargeur intégré par une pile ou une batterie 9v ordinaire. Ils n’auront plus aucun bruit, mais devront souvent jouer du tournevis pour recharger la batterie ou changer la pile. Ou insérer une trappe pour la pile, mais il y a peu de place. C’est un choix !
Schéma complet
Sur ce schéma apparaissent en couleurs les différents points particuleirs :
- en rouge, les éléments à souder côté cuivre. Il s’agit de condensateurs céramique, très petits, que l’on peut souder à plat pour réduire leur encombrement.
- en bleu, les composants qui seront soudés directement sur le jack de sortie, économisant encore de la place sur le circuit imprimé.
- en vert, le condensateur de filtrage du bruit, à souder en parallèle sur le +9v, après la résistance. Inutile si on utilise une pile ou une batterie rechargeable ordinaire.
REMARQUE IMPORTANTE :
Dans cette version qui conserve le sélecteur, les positions à un seul micro produisaient un abaissement très important du niveau de sortie, et des crachements très désagréables, mais seulement quand je branchais la guitare sur une pédale d’effet. Alors que tout était parfait lors des essais, guitare branchée directement dans l’ampli ! Ce problème disparaissait en position médiane lorsque les 2 micros étaient reliés. Étrange ! En fait, le TL074 entre en oscillation dans ces conditions d’impédances et de capacités du câble de la guitare. La solution a été d’isoler le circuit intégré de cette capacité parasite en plaçant en sortie du dernier AOP une résistance de 330 Ω. C’est une solution que l’on trouve assez fréquemment sur certains montages audio, paraît-il. Ne me demandez pas pourquoi, mais ça marche !
Si on n’utilise pas le sélecteur de micros
Si on trouve le dosage des deux micros suffisant, on peut se passer du sélecteur. À ce moment-là, les 3 résistances de 22k (R5-R6-R7) sont reliées à un point commun qui est l’entrée inverseuse de l’AOP (broche 9).
De plus, la résistance R9 devenue inutile disparaît.
Les autres points du schéma ne sont pas modifiés.
Première étape :
Dessiner le plan des circuits imprimés
Voici le plan d’implantation des composants et les typons des circuits, côté cuivre. Je l’ai prévu pour qu’il soit utilisable dans les deux configurations : avec ou sans le toggle.
Les résistances seront installées verticalement pour réduire l’encombrement.
Conclusion
Quel confort ! une fois tout ce petit bazar monté dans la guitare, la plaque arrière percée pour le passage du connecteur micro-USB, la batterie clipsée et l’ampli branché : mission accomplie ! Chaque bouton de volume et de tonalité peut enfin jouer son rôle sans modifier les réglages de l’autre micro. On peut ainsi obtenir une infinité de dosages avec plus ou moins de micro manche / micro chevalet, ave plus ou moins de graves ou d’aigus. Le choix de garder le sélecteur « toggle » permet de passer rapidement d’un micro à l’autre, ou de profiter des deux en même temps. Bref, c’est vraiment plus agréable. Et ça justifie la présence de 4 boutons !
