Alimenter les pédales : Quoi de sûr ?


Le premier article survolait la question de l’alimentation des pédales d’effet, et plus largement de n’importe quel circuit actif destiné aux guitares.
On va dans ce deuxième articlz approfondir certains aspect techniques :
En particulier la question des connexions d’ensembles de pédales, distinctes ou rassemblées sur un pedalboard.
J’espère faire apparaître ici des observations compréhensibles et des solutions utiles…

On se souviendra par ailleurs que certaines ronflettes indésirables ne sont pas une affaire d’alimentation, mais de connexions des masses dans la chaîne sonore ou la guitare…


Alimenter quoi par quoi…

Seules les piles, les batteries et les alims stabilisées garantissent une tension lisse.
•  C’est indispensable pour les pédales à haut gain : distos et fuzz…
•  C’est mieux pour les pédales en tête de pedalboard : buffer, préampli, compresseur…
•  Tout le matos connecté en aval appréciera leur silence.

Les pédales numériques peuvent souvent fonctionner avec une alim basique…
•  Le fonctionnement numérique, en tout ou rien, est en soi peu sensible aux parasites.
•  Leurs étages analogiques d’entrée et de sortie sont équipés de filtres internes efficaces.
•  Leur problème le plus courant est leur consommation : 50 à 500mA !

Toutes les pédales de Guitar Poppa sont équipés d’un filtre actif d’alimentation.
•  Il est là pour éliminer les ronflettes et les sifflements laissés par le bloc d’alim.
•  Il apporte un découplage parfait.
•  Il ne sait pas soigner : l’absence de terre, ni les parasites pris par le câblage de la guitare.


Des pédales bien découplées
se transmettent moins de parasites…

On peut alimenter plusieurs pédales sur une même alim si chacune comporte un dispositif empêchant les parasites de transiter de l’une à l’autre.

La cellule de découplage qui devrait équiper toute pédale
Alimentation des pédales d'effet : cellule de découplage

Ce dispositif s’intercale entre la prise d’alim et le circuit actif de la pédale.
Il est aujourd’hui banal mais ne l’était pas à l’époque du matos vintage (1965-80…)

• Il est composé d’une résistance de 47Ω en série, suivie d’un condensateur de 470µF en shunt entre le +9V et la masse. Cette cellule, dite « RC » atténue fortement tout parasite entrant sur la pédale : Il est affaibli par R1 et quasiment court-circuité par C1.
•  R1 et C1 sont calculés pour obtenir une atténuation suffisante à 100Hz, la fréquence habituelle des ronflettes, sans pour autant causer trop de perte de tension continue.
•  La diode D1 assure quant à elle une protection en cas d’inversion de la polarité.


Le conseil de Guitar Poppa :

On a tout intérêt à installer une cellule de découplage dans les vieilles pédales qui n’en ont pas, ou dans les pédales néo-vintages radines qui voudraient s’en passer…


Câbler plusieurs pédales
sur une alimentation commune…

Le câblage assurant la distribution de la tension d’alim vers chaque pédale se réalise de deux manières possibles : en échelle ou en étoile…

En théorie, ces deux modèles s’opposent, et l’étoile est réputée meilleure…
Dans la réalité, et  si les connexions restent courtes, leur qualité de fonctionnement est à peux près identique.
On peut tout de même repérer quelques arguments pour choisir l’un ou l’autre…


alimentation en échelle (daisy chain) ou en étoile


Le câblage en échelle (Daisy Chain)

Il est aisé et intuitif
•  A partir de l’alim commune, on établit les liaisons pas à pas, d’une pédale à la suivante.
•  Le câblage de la chaîne d’alim reproduit donc naturellement celui de la chaîne audio.

Un câblage en échelle bien ordonné restera silencieux…
•  Un pedalboard ainsi câblé comporte deux circuits de masse en parallèle : les câbles audio d’une part, et les câbles d’alim d’autre part. On peut craindre un tel bouclage…
•  L’expérience prouve que l’installation restera silencieuse si ces deux circuits de masse sont câblés dans le même ordre, et comportent des segments courts.

Un problème subsiste : la superposition des courants au long de l’échelle
• Chaque segment de l’échelle ne véhicule pas que le courant alimentant sa pédale dédiée.
• Il véhicule aussi les courants qui transitent vers les pédales suivantes.
• les pédales en début de chaîne peuvent donc être contaminées par les pédales en aval, surtout si celles-ci sont gourmandes, et « tirent » beaucoup sur les segments communs.
• Les cellules de découplages décrites plus haut minimisent ces effets de voisinage.
En revanche, une pédale non équipée sera plus facilement infectée ou contagieuse.


A retenir :

Câbler les connexions audio et alim dans le même ordre…
Organiser des connexions courtes, et de longueurs semblables.
Le câble qui vient du boîtier d’alim et mène à la première pédale peut toutefois être de longueur quelconque.

Le câblage en étoile

 En théorie, c’est le câblage d’alim le moins bruyant…
•  Partant du même point, les lignes d’alim connectent spécifiquement chaque pédale.
•  Cette disposition est homogène et rationnelle…
•  Problème : Si le câblage d’alim en étoile est parfait, il n’est pas le seul sur le pedalboard.
•  Le câblage audio comporte un autre circuit de masse, qui lui est en échelle.
•  On a donc là aussi des trajets bouclés et hétérogènes, donc des risques d’interférences…
•  Dans la pratique, l’Etoile et l’Echelle se valent, chacune ayant ses défauts.

Le montage en étoile peut être préférable pour des raisons d’organisation :
•  Il permet une distribution plus facile de l’alim dans les pedalboards de grande surface.
•  Les connexions en étoile permettent de câbler clairement des groupes de pédales :
Pédales travaillant souvent ensemble, ou partageant une tension d’alim spéciale…


Pour choisir…

Câblage en échelle :
Petits pedal boards disposés simplement sur une ligne…

Câblage en étoile :
Pédal board larges et complexes, avec des regroupements par localisation, fonctionnalité, tension d’alimentation.


Les batteries comme solution silencieuse

Leur faible résistance interne, le courant parfaitement continu qu’elles dispensent et leur absence de connexion avec le secteur 230V garantissent un bruit d’alim nul, particulièrement bienvenu en studio.
Leurs équipements électroniques intégrés facilitent grandement la mise en charge, et garantissent une grande sécurité d’emploi.

On peut les utiliser comme alimentation unique d’un pedalboard peu gourmand, ou comme solution particulière dans certains cas difficiles : Alimenter certaines pédales sur batterie sauve souvent de buzz inexpliqués ou récalcitrants…



Calcul de la capacité nécessaire

La capacité nécessaire C dépend de la consommation à assurer et du temps à tenir…

C = (consommation totale (mA) × Durée (h) × coeff de sécurité

La capacité s’exprime en milliampères.heures (mAh)
Le coefficient de sécurité est compris entre  1.5x et 2x, ou plus.

Exemple : 
Pour alimenter pendant 4 pédales analogiques consommant 8mA, plus 1 digitale consommant 100mA, pendant 3 heures…
C = (8 + 8 + 8 + 8 + 100) × 3 × 2
= 132 × 6 =  792 mAh, soit une capacité de 1000 à 1500 mAh.
•  On voit que les pédales analogiques se contentent d’une batterie de capacité réduite.
•  On découvre qu’une seule pédale numérique nécessite une batterie de bonne taille…

L’alimentation par batterie convient bien aux pedalboards peu gourmands, ou utilisés de manière ponctuelle : Elle permet alors un rapport mobilité/praticité/silence inégalé.

Précautions habituelles avec les batteries

Gare aux court-circuits
•  En cas de court circuit, la plupart des batteries ordinaires seront stressées ou détruites…
•  Les modèles évolués comportent un limiteur d’intensité qui sauvera la situation.

Gare aux petits vélos dans la tête :
•  On découvre à la balance qu’on a oublié de recharger la batterie…
•  Ou bien on l’a chargée, mais elles est restée à la maison…



Alims à canaux de sortie séparés

Elles représentent maintenant la référence :
Elles offrent plusieurs canaux séparés offrant les tensions classiques 9v 12 ou 18V.
A chaque pédale ou petit groupe de pédales sa sortie dédiée…

Alims à canaux individuellement stabilisés,
mais pas totalement isolés.

• On dispose de plusieurs sorties stabilisées, chacune protégée contre les court-circuits.
• Chaque sortie est parfaitement découplée des autres.
• L’ensemble constitue par construction un câblage en étoile.

• Une alimentation primaire fournit une tension commune de 12 à 18V.
• Il existe donc une masse commune aux divers canaux, venant de l’alimentation primaire.
• C’est pour cela qu’on dit que les canaux sont séparés, mais pas isolés.

Une solution adaptée aux cas simples

Ces boîtiers sont une une solution efficace pour alimenter les pédales appartenant à un groupe homogène : les effets d’un même pedalboard, les effets dédiés à la boucle d’un ampli, les effets en insert d’un mixeur…
Leur masse commune ne pose alors aucun problème.

En revanche, des matériels dispersés, ou appartenant à des réseaux audios différents risquent de souffrir de bruits indésirables si ils sont connectés à des canaux d’alimentation à masse commune.

Alimentations à canaux totalement isolés

D’autres  alimentations, plus récentes et souvent plus onéreuses, offrent des canaux totalement isolés : sans masse commune.
On dit qu’elles disposent d’une isolation galvanique (aucun courant ne passe entre les canaux). On dit aussi qu’elles ont des masses flottantes (indépendantes).

Sur les forums, on les célèbre comme l’idéal, quel qu’en soit le prix
• Elles comportent non seulement des sorties indépendantes, mais aussi une arrivée spécifique pour chaque canal, isolée du secteur et des autres arrivées.
• Elles sont pour cela équipées de transformateurs d’isolement, comportant autant d’enroulement secondaires que de canaux à alimenter. Leur prix vient de là.
• Chaque canal se comporte alors comme une alim indépendante, on pourrait dire : comme une pile inusable dans chaque pédale !

L’isolation galvanique empêche la formation de boucles de masse, et stoppe la circulation des interférences entre pédales.

 

Deux modèles à isolation galvanique, et pourtant bon marché…


A retenir avant de casser la tirelire

La séparation galvanique des canaux est idéale mais plus encombrante et encore souvent onéreuse.

Elle est nécessaire pour alimenter des systèmes hétérogènes :
— Installation dispersée, câbles soumis à des effets d’antenne.
— Pédales gloutonnes voisinant avec des pédales sobres.
— Pédales irritables et caractérielles (distos HiGain)…
— Différents groupes d’effets devant partager une même alimentation : pédales sur le pedal board ET pédales dans la boucle d’effet de l’ampli, par exemple…

Les alims à sorties séparées mais masse commune restent un compromis acceptable quand il s’agit de pédales basiques partageant un même pedalboard.


Pour éviter certaines ronflettes crisantes

Sur le net, on trouve souvent des avis énervés à propos de telle ou telle pédale ou de telle ou telle alim, qui causerait d’énormes ronflettes ou des parasites électrostatiques…
Ces situations problématiques ont presque toujours la même origine : une connexion anarchique des masses et des prises de terre…

On posera deux principes essentiels :
— La prise de terre unique.
— Séparations des alims du pedalboard et de la boucle sur ampli.

Une prise de terre unique

Le matos d’un musicien a besoin d’une seule prise de terre…
Le câble secteur de l’ampli assure très bien ce job.
Une prise de terre surajoutée va ajouter plus de problèmes que d’avantages.

• Les appareils périphériques à l’ampli (pedalboard, effets, enregistreur…) n’ont pas besoin d’être mis individuellement à la terre : celle-ci se fera naturellement et en étoile à travers les câbles audio blindés qui les relient à l’ampli.
• La qualité des câbles et la propreté des contacts sont la seule condition nécessaire.

Séparer les effets du pedalboard et ceux en insert sur l’ampli.

• Les effets du pedalboard forment une entité située en amont de l’ampli.
• Les effets sur la boucle d’insert de l’ampli sont une autre entité, liée au coeur de l’ampli.
Ces deux ensembles doivent rester distincts du point de vue de l’alimzentation
• Leur imposer une alimentation commune va  contrecarrer leur disposition naturelle.
• Ce qui se payera presque toujours par l’apparition de ronflettes et autres buzz.

Pour ne plus criser…

Utiliser deux alims différentes pour les effets du pedalboard et ceux de la boucle d’ampli résout en général cette source d’ennuis, banale mais méconnue.

Si on doit malgré tout utiliser une alimentation unique, celle-ci doit obligatoirement posséder des canaux galvaniquement isolés (à masses flottantes).

Maintenant on est toujours à la merci d’une pédale caractérielle (les distos en général) qui prend tout ce qui passe… Ou d’un bloc d’alim à découpage mal conçu ou abîmé qui balance des parasites à toute l’installation…
Et c’est là que la bonne vieille pile ou une alim à batterie peuvent sauver la situation…



Liens : 

Alimenter les pédales : Repérages (article)

Alimenter les pédales : Les trucs de Poppa (article)

Guitar Poppa, Août 2020

Les produits de marque présentés le sont uniquement à titre de documentation.


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