Alimenter les pédales : Tour d’horizon

L’alimentation des fuzz et autres pédales au germanium est à la fois une question banale et un sujet pointu. Les questions banales concernent la polarité et la consommation. La question pointue est de choisir entre les divers modes d’alimentation : piles, alimentation traditionnelle à transformateur, ou alimentations à découpage…

Après ce survol, un deuxième article tentera de dégager des critères sur lesquels assurer ses choix personnels… Un troisième article sera enfin consacré au système d’alimentation que j’insère dans mes pédales Guitar Poppa, afin de les rendre silencieuses  et compatibles avec tout type d’alim continue respectant le standard négatif à la masse.


Polarités

Depuis les 70s, les alimentations pour pédales sont câblées avec le négatif à la masse.
• Il correspond au manchon des jacks 3,5mm dans les pédales de 1970-80 , ou chez EH…
• Il correspond au contact central des fiches coaxiales 2,1mm contemporaines.

Les pédales au germanium des 60s avaient le positif à la masse.
• Elles sont incompatibles avec les circuits modernes, et nécessitent une alim dédiée.
• Maintenant,  beaucoup de pédales germanium contemporaines ont le négatif à la masse.
• Les pédales Guitar Poppa ont toutes le négatif à la masse, et utilisent des alims standard.


Consommations typiques des pédales

On peut ranger les pédales d’effets en trois classes de consommation :

Petites pédales analogiques de type préampli ou filtre :  5 à 10mA.
(préamplis, égaliseurs, boosters, overdrives, fuzz et distos, tremolos…)
Et autres circuits simples comportant un nombre réduit de composants actifs…
• Ces pédales peuvent être alimentée par piles sans crainte et pour un bon moment.
• Elles peuvent partager en nombre une petite alim, ou un canal standard de 200mA.

Pédales analogiques avec étages de retard et horloge interne : 25 à 100mA.
(delays analogiques, phasings, flangers…)
Le grand nombre de cellules de transfert, la fréquence élevée d’horloge interne consomment bien plus que l’analogique simple et vident une pile en 2 ou 3 heures.
Ce sont ces pédales qui ont entraîné dans les 70s la fabrication d’alims sur secteur.
• Elles seront à l’aise en occupant individuellement un canal d’alim standard de 200mA.
• Deux ou trois peuvent se partager une alim ou un canal d’alim généreux, de 500mA.
• Vérifier que la somme des consommations n’atteigne pas le maximum disponible : souvent, des bruits de fond ou dysfonctionnements proviennent d’une alim saturée !

Pédales numériques : 250 à 500mA.
(toutes fonctions : préamplis, delays, et en particulier reverbs).
Ces pédales sont toujours gourmandes et leur installation ne vas pas forcément de soi.
• Les piles ne sont qu’un moyen de dépannage bref (moins d’une heure, rarement plus).
• Une petite alim basique risque d’être saturée si ont lui impose une pédale numérique.
• Alimenter plusieurs pédales numériques suppose d’utiliser une alim pour pedalboard.


Alimentation à piles

La pile est la source d’énergie la plus autonome, la plus silencieuse, mais aussi la plus onéreuse.

Elle a l’avantage d’être intégrée à la pédale, et de n’être tributaire que de sa bonne santé.
Mais aussi des oublis ou de la négligence de son propriétaire : En fait, comme les bouteilles de gaz, c’est quand on en a besoin qu’elle se présente vide — c’est toujours comme ça !

La pile est le moyen le plus simple d’ignorer les ronflettes d’alimentation.
• Le courant qu’elle fournit aux circuits actifs est parfaitement lisse,
• Elle est insensible aux fausses masses bruyantes dues à une prise de terre défectueuse.
• En revanche, elle n’est pas éternelle, et peut coûter cher à l’usage.

Durée d’utilisation

La durée de vie théorique d’une pile se calcule ainsi :
Durée (heures) = Capacité (milliampères.heures) ÷ Consommation (milliampères).

Cette durée théorique n’est réaliste que pour des utilisations répétées mais brèves.
Une utilisation de longue durée (concerts, répètes-marathon) fatigue plus vite la pile :
• Pour une pile alcaline, la durée de vie réelle vaut entre 1/2 et 2/3 de la durée théorique.
• Pour une pile saline, la durée de vie réelle vaut entre 1/4 et 1/2 de la durée théorique.

Exemples typiques

Une pile alcaline 9V standard a une capacité de 500mAh.
• Elle pourra alimenter une pédale digitale pendant 30 à 45mn sous 500mA…
• Elle pourra alimenter un delay analogique pendant 5h à 8h sous 50mA…
• Elle pourra alimenter une disto basique pendant 25h à 40h sous 10mA…

Les piles au Lithium ont une capacité de 1200 à 1500mAh, mais sont onéreuses.
• Alcalines et Lithium fournissent leur tension nominale pendant 75% de leur durée de vie.
• La tension fournie chute ensuite rapidement dans les derniers moments…

Les piles salines offrent à peine 200mAh et leur tension baisse dès la première heure.
• Les circuits 100% transistors supportent cette sous-alimentation, mais pas les circuits utilisant des amplis-op intégrés, pour lesquels 9V sont déjà tout juste suffisants.


En résumé

Je déconseille les piles salines, ni performantes ni fiables.

Les piles alcalines restent intéressantes pour alimenter une pédale unique à l’occasion d’une jam ou d’une répète sur le pouce, sans se soucier d’une prise secteur proche.

L’arrivée sur le marché de batteries miniatures performantes peut réactualiser la donne au niveau des pedalboards…


Alimentation par le secteur

Modèles anciens ou ordinaires :
Faire le tri

Les alims à transformateur (depuis les 70s)
C’est le cas de la bonne vieille alim un peu lourde, dédiée à une pédale ou à un petit pedalboard depuis des années…
Une « guirlande » (Daisy Chain), transmet de proche en proche la tension d’alim à chaque pédale… Cela fonctionne, avec quelques parasites, mais cela marche.

Les alims à découpage (depuis les 90s)
Leur nouvelle technologie a permis de s’affranchir du transformateur… C’était beaucoup plus léger et moins encombrant, et chauffait souvent moins…
Bien appâtés par la pub, on a quasi tous sauté dessus. Des fois cela marchait…
Très souvent, on a été confronté à des sifflements et autres « Hiss » bien pires que les ronflettes et « Hum » des alims antiques…


Conseils

Les alims à transformateur stabilisées ne sont pas obsolètes quand on n’utilise que quelques pédales standard, de préférence analogiques et présentant un gain modéré.
Elles méritent d’être conservées.

Les alims à découpage ne sont silencieuses que depuis les années 2010, avec l’arrivée du découpage à haute fréquence. Les plus anciennes sont à oublier.


Calculer la consommation totale

Quelle que soit la technologie et le budget, la question primordiale est de savoir le débit total que devra assurer l’alimentation sans faiblir.

Pedalboard ou pédales séparées, il faut additionner les consommations de toutes les pédales, car elles seront toutes et toujours sous tension, même effet non enclenché.

On calcule cette addition des consommations sans se soucier des différentes tensions utilisées par les pédales.

L’intensité totale à fournir par l’alimentation devra être franchement supérieure à la consommation totale des pédales : au moins 30% à 50% de plus.
Par exemple : alim de 1,5A pour une conso totale de 1A.

Inconvénients d’une alim  surchargée

Une alimentation surchargée chute en tension…
• La plupart des pédales sous alimentées perdront leur limpidité et leur dynamique…
• Les modèles 100% transistors changeront de grain si leur bias est faussée…
• Les delays, chorus et autres reverb risquent de ne plus fonctionner correctement….

Une alimentation surchargée peine à travailler…
• Elle n’assurera pas les filtrages attendus et laissera passer des ronflettes et autres buzz…
• Ses composants chauffent, sa fiabilité diminuera d’autant, ainsi que sa durée de vie.
• Ceci d’autant plus que les composants sont souvent sélectionnés au plus juste.


Bien lire  les spécifications…

Chez beaucoup de fabricants, la somme des intensités disponibles sur les sorties d’une alim pour pedalboard excède l’intensité que peut fournir en entrée le bloc primaire…

Embrouille ou magie ?
Par précaution, on prendra comme référence la spécification la plus pessimiste : le courant maximal en entrée (en général 2A)…


Quelques détails techniques à connaître

Alimentations à transformateur…

Ces alims exploitent une ancienne technologie, un peu lourde et encombrante, mais simple et robuste : Le transfo fixe la tension, un redresseur fixe la polarité, le filtre lisse la tension de sortie…

Les alims à transformateurs offrent une bonne sécurité
le transformateur a comme propriété de mettre en œuvre un couplage magnétique entre le circuit primaire et le circuit secondaire :

Aucun courant électrique n’existe entre le secteur 230V qui arrive en entrée et la basse tension qui alimentera les pédales.

C’est plutôt rassurant pour les doigts des guitaristes et les dents des harmonicistes !
Cette isolation dépend toutefois de la qualité de fabrication du transformateur qui doit garantir des fuites minimales. La notoriété des alims de la marque Boss vient aussi de là.

Filtrage passif ou stabilisation active

Pour être exploitable, la basse tension fournie par le transfo doit être redressée et lissée…
La qualité du filtrage va garantir garantir une absence de « hum« …

Une technologie dépassée : un filtrage passif, réduit à de simples condensateurs.
De braves barriques se gorgent et recrachent le courant au rythme de ses alternances…
• Des ondulation résiduelles subsistent, à la fréquence double du courant redressé.
Une ronflette à 100Hz peut alors être audible sur les pédales analogiques à haut gain, ou quand on suce trop sur l’alim, ce qui vide plus que normal les condensateurs de filtrage.

• Par ailleurs ces circuits passifs assurent un filtrage sans aucune précision de la tension de sortie : une vieille alim des 70s sera marquée 9V mais fournira entre 12V et 8V selon ce que l’on tirera dessus… Les électroniques d’époques, elles-mêmes sommaires, ne craignaient pas de tels écarts, mais les pédales actuelles sont plus exigentes !

Un circuit actif de stabilisation est maintenant nécessaire à toute bonne alim.
• Ce circuit s’ajoute aux condensateurs de préfiltrage. Il agit instantanément contre toute variation erratique de la tension de sortie.
• La tension de sortie est précise à au moins 5% près. (8,5 à 9,5 Volts, ou mieux).
• Une protection évite les dégâts en cas de court-circuit, même prolongé.
• L’ondulation résiduelle et les éventuels parasites sont quasi nuls, avec toutes les pédales.


En résumé

Les alimentations à filtre passifs non stabilisées sont définitivement obsolètes.

Les alimentations stabilisées, souvent nommées « type Boss » restent un bon compromis silence/fiabilité/sécurité.

On peut ne plus en acheter des neuves, mais il n’y a pas de raison de se séparer de celles qu’on a déjà — sinon leur poids.


 Alimentations à découpage

Elles fonctionnent sans transformateur…
Un circuit électronique produit un courant haché qui réagit avec une bobine d’inductance, provocant une tension qui va être ensuite redressée et filtrée.

A première vue, elles apparaissent quasi idéales…
Elles sont miniaturisées, réalisées à grande échelle, fiables, et le tout pour un prix faible…
Leur tension est précise et stable, et elles sont protégées contre les court-circuits.
On a beaucoup communiqué sur le fait qu’elle ne produisent en principe pas de ronflette.

Problème : les alims à découpage d’avant 2015 étaient souvent bruyantes
• Le découpage opérait dans une bande de fréquences audibles, entre 1 et 3 kHz.
• Cela induisait souvent un sifflement très gênant dans les pédales analogiques.
• Une régulation électronique soignée pouvaient les rendre silencieuses, pas toutes.
• Seul des essais en conditions réelles pouvaient confirmer si elles convennaient ou pas.
• C’est pourquoi dans les 2000-2010, beaucoup en sont restés aux alims de type Boss, ou ont attendu la génération suivante, celle des alims à découpage haute fréquence…

Depuis les 2010s, les alimentations à découpages fonctionnent en haute fréquence
• L’éventuelle ondulation résiduelle haute fréquence est inaudible et facilement filtrable.
• Vérifiez tout de même qu’elles ne déclenchent pas d’interférences avec vos pédales numériques. C’est maintenant très rare.


En résumé

Les alims à découpage haute fréquence stabilisées sont maintenant de bons achats…
Celles qui sifflent sont bonnes à illuminer un sapin de Noël !

L’absence de ronflette ne dispense pas d’une bonne connexion de terre sur l’ampli afin d’évacuer tout parasite…

La présence d’un transformateur d’isolement reste un argument majeur de sécurité.


A suivre…

On voit que la situation n’est pas toujours si simple : les meilleures alims ne sont pas forcément courantes, et les plus courantes peuvent avoir des défauts cachés.
Maintenant, des miracles peuvent toujours arriver et valider des configurations pourtant discutables sur le papier…
Enfin, de nouveaux produits sont apparus dans les 2010s, particulièrement adaptés à l’alimentation des pédales et pedal boards.

Je vous propose de nous retrouver dans un autre article pour quelques synthèses.

Guitar Poppa


Aller voir : 

Alimenter les pédales : Quoi de sûr ?

Alimenter les pédales : Les trucs de Poppa

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