Alimenter les pédales : Trucs de Poppa

Dans les sixties, les pédales étaient uniquement alimentées par piles. C’était permis par leur faible consommation. Les pédales plus gourmandes arrivées fin 70s ont en revanche nécessité des alimentations externes. Elles étaient à transformateur, et plus ou moins bien filtrées (ah la ronflette…).  Aujourd’hui, les alimentations à découpage se sont généralisées à cause de leur faible prix de revient. Le problème est qu’elles aussi sont bruyantes : elles produisent des sifflements vers 1 à 3 kHz qui peuvent être audibles et très désagréables dans le matériel analogique ordinaire.

Il m’a donc fallu intégrer la question de l’alimentation dans le projet Guitar Poppa :
Mes équipements devaient fonctionner le plus silencieusement possible avec à peu près n’importe quelle alim continue de polarité standard donnant 7 à 12V en charge.
J’en ai déduit un circuit d’alimentation «maison», que j’insère dans toutes mes pédales.
Il comporte un filtrage actif et autant de cellules de découplage que nécessaire.


Le circuit d’alimentation
qui équipe toutes mes pédales

Le schéma se lit de gauche à droite, des sources de courants aux étages actifs.

circuits-alimentation-des-pedales


La pile est commutée de manière standard.
•  Pôle positif connecté à Ua si rien n’est inséré dans la fiche coaxiale d’alim.
•  Pôle négatif mis à la masse par le jack d’entrée, ce qui met la pédale sous tension.
•  En cas d’alim extérieure, la prise coax’ prend la main et transmet la tension sur Ua.

Ua est le pôle d’entrée de l’alimentation.
•  Un condensateur de 220µF ou 470µF absorbe les parasites et améliore le filtrage.
•  Ua alimente la Led témoin.
•  Ua alimente le transistor de filtrage.

Un transistor assure un filtrage électronique et alimente le point Ub
•  Le courant disponible sur Ua est transmis au collecteur du transistor…
•  Sa base reçoit un courant de référence, filtré à travers une cellule RC de 2.2kΩ x 47µF.
•  Son émetteur fournit une tension lissée, disponible au point Ub.

Ub est le pôle « chaud » de l’alimentation filtrée.
•  Découplé par 220µF.
•  Alimente le circuit actif de la pédale (en bleu) avec un courant exempt de parasites.
•  Alimente le buffer d’entrée (en orangé) à travers une cellule de découplage 220Ω x 47µF.

Un peu de technologie

Ce circuit assure deux fonctions complémentaires mais spécifiques : filtrage découplage…

Fonction filtrage : absorber et bloquer les bruits d’alimentation

Le filtrage électronique nettoie la tension d’alimentation…
•  Il élimine les ondulations résiduelles amenées par les alims ordinaires à transformateur.
•  Il élimine les sifflements émis par les alimentations à découpage bas de gamme.
•  La diode témoin étant alimentée avant filtrage, les « clocks » qu’elle génère quand elle est switchée sont traités comme les autres parasites, et ne perturbent plus les circuits audio.
•  Par ailleurs, le transistor de filtrage bloque le courant d’alimentation si par erreur de branchement on a inversé la polarité de l’alimentation extérieure.
•  Un transistor au germanium assure ces fonctions au prix d’une faible perte d’insertion : 200mV environ, au lieu de 600mV dans le cas d’un transistor au silicium.

Fonction découplage : empêcher les étages de baver l’un sur l’autre

Les cellules de découplage sont constituées de modules résistance + condensateur que l’on insère sur la ligne d’alimentation +9V entre les étages…
Elles laissent passer le courant continu d’alimentation, mais court-circuitent les signaux transitoires présents à leurs bornes :  Elles imposent un « zéro alternatif » entre les étages.
•  Ceci participe au filtrage général…
•  Ceci empêche toute liaison basse fréquence entre étages par la ligne d’alimentation :
les circuits ne peuvent plus baver entre eux, et non plus se déclencher l’un l’autre.

Malheureusement, il n’y a pas de petites économies : Les fabricants omettent souvent cet équipement, même dans des pédales sensibles comme les Fuzz et les distos à haut gain.

Le découplage du buffer d’entrée préserve sa pureté sonore.
En tant qu’étage recevant le signal de l’instrument, et devant le renvoyer tel quel en position « dry » (sans effet), il ne doit pas être infecté par des parasites sonores venant des étages d’effet. C’est critique dans les Fuzz, les grosses distos, et tous les montages produisant des signaux très saturés et de niveau élevé : Ces signaux sont susceptibles de passer dans la ligne d’alimentation, et de s’entendre dans les étages clean…
C’est pourquoi dans le matériel audio de qualité, les étages où transitent des signaux faibles et propres sont découplés des étages traitant des signaux élevés ou à fronts raides.

Un autre inconvénient d’une mauvaise ligne d’alimentation est le Motor-boating. Cet «effet de bateau à moteur» est une oscillation très basse fréquence qui produit à la mise sous tension un bruit genre «poot-poot-poot», comme d’un très vieux diesel…
Ce risque est particulièrement élevé dans les circuits qui conjuguent haute impédance, gain élevé, bonne réponse en graves…
Si elles sont présentes et correctement dimensionnées, les cellules de découplage absorbent tout début d’oscillation dans la ligne d’alimentation. Pour cela, il faut que leur constante de temps (RxC) soit supérieure à la constante de temps de l’étage qu’elles alimentent, en général, supérieure ou égale à 10ms. Ceci explique la présence de condensateurs  chimiques de 220µF ou plus dans les pédales les plus sensibles.


Produits - LikeYourFace - boîtier ouvert - filtre d'alim - 150dpi légendé

Circuit d’alim d’une fuzz LikeYourFace :

8. Embase 2.1mm.
9. Transistor AC181
et son condensateur de filtrage sur la base.

10. Condensateur  découplant +Ub.

Bandeau fin gris moyen - L15

Voilà pourquoi on voit plein de condensateurs électrolytiques dans mes pédales.
Et pourquoi elles sont plus silencieuses que la moyenne en cas d’alimentation extérieure.

Guitar Poppa

Bandeau medium rouge - L15

Liens : 

Alimenter les pédales : Repérages (article)
Alimenter les pédales : Quoi de sûr ? (article)

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