Fuzz : Réglage de la bias

Le terme américain bias désigne ce que nous appelons en français la polarisation d’un circuit, et c’est pour cela que j’ai l’habitude d’en parler au féminin.

Régler la bias d’un circuit consiste à fixer une tension de repos sur certains points critiques du circuit, afin que les signaux audio puissent y transiter sans déformations.

Cet enjeu est essentiel en HiFi, mais c’est pareil dans un overdrive ou une fuzz : Le signal qui y transite est certes saturé, mais sa forme ne doit pas pour autant être dénaturée.

Cet article un peu long et dense, tente de faire le point, précisément et de manière raisonnée, ce qui n’est pas si courant dans le monde des guitaristes !

La Bias comme réglage technique

Le réglage de la bias est d’abord un réglage technique :
Pouvoir porter l’intégralité du signal alternatif

Le but est de garantir un signal complet à tout moment.
Que le signal soit fort ou faible, qu’il débute ou se termine…
Un déréglage volontaire peut amener des effets de gate amusants, mais qui ébrèchent le début et la fin des notes. Ceux qui ont fait joujou avec une Fuzz Factory on pu ainsi découvrir des moments de rêve… Et  aussi souvent des crachotis peu musicaux… Maintenant ils savent les exigences techniques de la bias !

La forme des alternances positives et négatives peut être différente,
mais leurs surfaces doivent être à peu près équivalentes.

Elles transportent alors des quantités de courant équivalentes. C’est l’idéal pour un circuit audio, et le réglage technique de la bias est faite pour ça.

Symptômes typiques d’un mauvais biasage

Une mauvaise bias ou une panne majeure rendent le circuit muet.
Soit les transistors sont bloqués, soit au contraire ils sont en conduction totale.
Dans ces cas extrêmes, la mesure des tensions entre le collecteur des  transistor et la masse donne des valeurs extrêmes : près de 0V, ou près de -9V…

Les causes courantes de ces pannes sont :
• Transistors pourris (moisissures et court-circuit internes, coupures internes).
• Erreur de montage, en particulier connexions des transistors mal repérées.
• Soudure oubliée ou foireuse, connexion court-circuitée ou coupée.
• Erreurs sur la valeur des résistances, en particulier code couleur mal lu.
• Potentiomètre ajustable de la bias de valeur inadaptée, cassé ou mal positionné.

Une fuzz médiocrement biasée ne transmet que les attaques ou les forte.
• S’il y a un peu de son, les signaux sont tronqués et manquent de sustain.
• Cela sonne à la fois abrasif et mesquin, sans tenue musicale…

Mais au moins il sort quelque chose : très souvent, il suffit de retoucher certains composants, et le son fuzz (re)vient avec toute sa substance !

bias d'une fuzz

Réglage technique idéal d’une fuzz à deux transistors
En haut : signal au collecteur du premier transistor, avec sa forme en téton caractéristique.
En bas : signal de sortie, avec une bias optimisée pour obtenir un signal saturé symétrique.

Une affaire de musicalité

Le réglage de bias valorise la dynamique de la note 

Une note de guitare n’est pas statique mais passe par des moments spécifiques :
Attaque (attack), Tenue (sustain), Relâchement (release).

Une bonne bias met en valeur chacune de ces phases :
L’attaque est franche et ronde, sans que le haut parleur fasse des bonds ; le sustain se maintient de manière homogène et sans ébrécher l’oreille ; enfin le release baisse et s’achève sans bavasses ni gratouillis…

Le réglage musical de la bias revient à régler cette question : Quel grain à quel moment de la note ?

Il s’agit de valoriser les variations de forme et de symétrie du signal , et de bien faire venir le moment idéal où le signal prend un rapport cyclique unitaire : Quand ses alternances ont la même durée, ce qui offre à l’oreille une sonorité poilue mais douce (smooth).


Signal en entrée et sur chacun des deux transistors, pour trois niveaux d’entrée  :

-40dB : Un signal faible passe sans être déformé par la fuzz, et reste donc clair.
-30dB : Un signal modéré est saturé de manière asymétrique mais régulière.
La tension au second transistor présente une asymétrie sensible au niveau d’entrée, ce qui donne un timbre changeant en fonction de la dynamique, typique des Fuzz Face.
La forme en téton de la tension au premier transistor peut s’épaissir, mais doit rester lisible.
-20dB : Un signal à plein niveau est totalement saturé. Il doit tendre vers une quasi symétrie, en particulier sur le collecteur du deuxième transistor.

Le fignolage musical de la bias va permettre de conserver plus longtemps le stade asymétrique variable (image centrale), ou au contraire de faire apparaître plus tôt la saturation totale et symétrique (image de droite).

Deux manières de jouer et régler une fuzz

On peut préférer une saturation progressive, qui privilégie les effets retenus, les matés, les cocottes : un jeu à la Stevie Ray Vaughan où à l’Hendrix d’avant « Band of Gipsies »…
Les passages retenus  offriront une saturation asymétrique et changeante, où se mêlent des alternances peu écrêtées et des alternances déjà bien saturées.

L’oreille interprétera cette asymétrie comme un mix de son clair et de son fuzz. C’est typique des Fuzz Face : le son prend un timbre plus clair quand on baisse le volume de la guitare, et redevient progressivement fuzzy et carré quand on pousse le niveau.
Cela correspond à un potentiel de repos de -4,8 à -5,5V à mesurer sur le collecteur du deuxième transistor T2.

On peut au contraire préférer les plans saturax, les power chords ou les accords plaqués à donf…
Les moments intermédiaires seront moins subtils, car déjà bien fuzzy, mais la masse sonore aura constamment tout son jus.

Le rock des 90s a beaucoup joué sur ces textures épaisses, comme les Pixies, Placebo…
Cela correspond à un potentiel à vide plus faible, de 4,3 à 4,8V sur le collecteur de T2.


En pratique…

Le trimpot de réglage

Les premières fuzz n’avaient pas de réglage interne. C’était la loterie, car les transistors au germanium sont peu constants d’un exemplaire à l’autre, à moins de les trier sévèrement, ce qui n’était généralement pas fait pour cause de radinisme.

En d’autres termes, la plupart des Fuzz anciennes étaient pourries car mal biasées.
Roger Mayer, le tech d’Hendrix, devait à ses débuts acheter des lots de pédales pour en trouver une où par miracle, les transistors seraient bien appariés. Il a vite compris qu’il valait mieux trier les transistors, et encore mieux, pouvoir régler in situ cette fichue bias !

De nos jours, les fabricants insèrent une résistance ajustable (trimpot) à la place d’une des résistance fixe du schéma. Ceci permet un réglage individuel et précis de chaque pédale.

Ce trimpot est généralement installé sur le collecteur de T2.  On peut aussi le trouver sur le collecteur de T1, et plus rarement sur l’émetteur de T2.

fuzz-face-reglage-de-la-bias, biasing

Schéma de principe d’une Fuzz Face adaptée avec un trimpot.
Le contrôle de la bias s’effectue en mesurant la tension à vide (sans son) entre le collecteur du deuxième transistor et la masse (le pôle + de la pile).

Certains fabricants préfèrent mettre le trimpot non pas à la place de Rc2, qui conserve alors sa valeur traditionnelle de 8,2kΩ, mais à la place de Rc1 de 33kΩ, alors remplacée par un trimpot de 50kΩ. Sur le plan électronique, c’est très efficace. Presque trop parfois : il faut manœuvrer le trimpot avec doigté pour obtenir la tension voulue sur le collecteur de T2…
Par ailleurs, T1 travaillant dans des conditions critiques, les variations de la résistance à  son collecteur influent beaucoup  sur le grain de la fuzz, surtout à gain modéré… C’est pourquoi, pour des raisons sonores, je préfère personnellement utiliser un trimpot placé en Rc2…

C’est encore plus critique avec un trimpot sur l’émetteur de T2, en parallèle du pot de Fuzz…

Régler d’abord du point de vue technique

La pédale doit être sous tension depuis 5 minutes, sans signal entrant, de manière à avoir pris sa température interne de croisière.

1. Ajuster le trimpot pour pouvoir mesurer environ –4,5V   entre le collecteur du 2e transistor T2 et le pôle + de la pile (ou la masse de la Fuzz, c’est pareil)…
• Le collecteur de T2 ainsi polarisé aux alentours de la demi-tension d’alimentation pourra fournir un signal complet même à plein niveau.
• Si l’on ne dispose pas d’appareils de mesure, on peut assurer grossièrement cette étape à l’oreille en passant directement à l’étape 2.

Régler ensuite du point de vue auditif

2. Pot de fuzz réglé vers 14h…
• On envoie juste un La ou un Ré à vide, sans forcer, et on le laisse filer…
• On retouche la bias pour obtenir le plus de corps, le meilleur sustain, sans bzzz éraillés…

3. On  joue ensuite ses plans habituels, déliés ou bourrins, accords ou notes simples.
• On retouche finement pour saisir le moment où le signal se symétrise : quand il sonne de la manière la plus crémeuse et suit au mieux votre jeu.
Comme dit plus haut, certains préféreront que ce moment arrive à un niveau conséquent de jeu, ou au contraire quasiment tout le temps…

4. On va voir ailleurs en laissant la fuzz sous tension…
Au bout de 5 à 10 minutes, on refait le test pour vérifications.
Tant mieux si tout va bien, sinon dernières retouches à oreilles reposées.
• On ne devrait plus avoir à retoucher, sauf après un remplacement de transistors.
• On repère par un point de feutre la position du trimpot… Ce sera utile un jour.

5. Si on n’arrive pas à trouver le moment crémeux, si en manoeuvrant le trim pot on passe d’un son éraillé à un autre son éraillé, c’est que les transistors sont inadaptés ou défectueux.
• Il faudrait que T2 soit vraiment pourri pour que cela ne marche pas (fuite > 800µA).
• T1 est beaucoup plus critique : il est difficile ou impossible à biaser s’il fuit plus de 400µA,
ou si aucun circuit correcteur n’a été inclus dans le montage de la fuzz (cas habituel)…

LikeYourFace, Fuzz à deux transistors, bias

Biasing d’une Like Your Face : Le trou d’accès extérieur à la résistance variable (Trimpot)…

likeYourFace, fuzz à deux transistors, Fuzz face


Dispositifs pour le biasing de ma LikeYourFace : le trimpot et un plot de mesures.
Le trimpot est également accessible de l’extérieur pour un réglage rapide « à l’oreille »…
Ici, les transistors sont un AC128 Tungsram, et un GC301C RFT . Tous les deux NOS, bien sûr.

Trucs et conseils de Guitar Poppa

Mes Fuzz ont été individuellement biasées à l’atelier après 10 minutes sous tension.
Ce réglage pourra être retouché si nécessaire : température anormale, maintenance…

•  Un trou au-dessus du boîtier permet un réglage de l’extérieur avec un tournevis plat fin.
•  Engager le tournevis, le tourner en douceur jusqu’à sentir qu’il s’enclenche, et régler.
•  A un extrême de la course, le son devient clair puis disparaît ; à l’autre, il s’ébrèche.

Il est inutile et néfaste de biaser tout de suite après avoir mis la fuzz sous tension.
Attendre 5 à 10 mn que la température interne des transistors se soit stabilisée.

Lors du réglage technique, il vaut mieux se caler un peu plus haut : entre 4,8 et 5V…
Ceci compense une dissymétrie du circuit, méconnue de ceux qui conseillent 4,5V.
(On compense ainsi la tension sur la résistance d’émetteur de T2, pour ceux qui savent…)

Lors du réglage auditif, obtenir un sustain homogène et fluide est le meilleur critère.
Le juge doit être le plaisir de jouer de la fuzz, chacun à sa manière et selon ses styles.
Les options indiquées plus haut ne sont que des repères que chacun s’appropriera.

Quand on a trouvé un bon réglage, mieux vaut s’y tenir.
On a trop souvent la tentation de retoucher la bias à la moindre impression d’inconfort. Et comme on le fait de manière précipitée, plus rien ne marche correctement :
The thrill is gone !

Une Fuzz bien conçue et réalisée retrouve sa bias chaque fois qu’on la rebranche.
• Juste éviter les écarts thermiques, et lui laisser le temps de stabiliser sa température.
• Des transistors bien triés, et certains composants insérés au bon endroit améliorent la stabilité thermique. Il y a tout ça d’origine dans les Fuzz de Guitar Poppa.

Sur le terrain, seules des températures extrêmes nécessitent un rebiasage.
• On peut dans ces cas particuliers retoucher la bias « à la volée ».
• Une version «BIAS» de LikeYourFace a un potentiomètre spécialement dédié à cet usage.
(nous contacter pour commande spéciale).


Bandeau medium rouge - L15

Liens

La page de ma Fuzz classique LikeTourFace

La page de ma Fuzz à haut gain Hi-GeFuzz

Technology of the Fuzz Face (article de référence en américain)

Contacter Guitar Poppa pour plus d’infos…

Bandeau medium rouge - L15

3e édition, juillet 2017.

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