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Dernière mise à jour : 24/04/2008
Présentation
Contrairement au deux premiers préamplis présentés
sur ce site, ce montage ne fait appel à aucun circuit
intégré. Un seul transistor de type FET, assure une haute
impédance d'entrée et une (toute) petite amplification de
quelques 6 db (x2).
Disons qu'il s'agit plus d'un "Clean Booster" que d'un véritable
préampli. Je n'ai pas conçu ce montage, il s'agit d'une
configuration que l'on rencontre dans bien
des réalisations existantes, et pour lequel vous pourrez trouver
un article (en anglais) de Don Tillman, à l'adresse http://www.till.com/articles/GuitarPreamp/index.html.
L'auteur de ce montage a tenté de reproduire avec un circuit
transistorisé, la sonorité bien particulière
procurée par un préampli équipé d'un tube
12AX7. Ce circuit peut être réalisé sous forme de
pédale, il permettra de résoudre le problème de
perte de signal et d'aigus causé par l'utilisation d'un long
câble entre la guitare et l'entrée de l'ampli. Bien que ce
montage fonctionne normalement tel quel, je vais apporter quelques
explications et quelques
pistes qui devraient vous permettre d'adapter le montage le cas
échéant.
Le schéma
L'entrée se
fait sur le
jack J1 In, et attaque directement la porte (Gate) du transistor FET
J201 (transistor qui éventuellement pourra être
remplacé par un autre modèle, voir plus loin), dont
l'impédance d'entrée est très élevée.
La sortie
sous basse
impédance est disponible sur le Drain du transistor FET Q1, mais
passe par le condensateur C1 (explication un peu plus loin).
R1, la résistance placée entre la masse et la Gate
du FET, permet de fixer la valeur de l'impédance
d'entrée. Elle a une valeur élevée, de 3 Mohms,
mais
vous pouvez descendre à 1 MOhms sans aucun problème. La
monter à 10 MOhms, comme je l'ai vu sur certains schémas,
ne présente à mon sens pas très grand
interêt. Prenez donc une valeur comprise entre 1M et 3M et tout
devrait bien aller. Il faut noter que cette résistance permet de
référencer correctement la Gate du FET par rapport
à la masse, ce qui est nécessaire si vous utilisez un
microphone de type piezoelectrique ou si vous couplez capacitivement
l'entrée (par ajout d'un condensateur en série).
R2 permet de polariser le FET de sorte qu'un courant
de l'ordre
de 0,5 mA circule entre Drain et Source. Une valeur de 1,8 K ou de 2,0
K
conviennent aussi, mais ne descendez pas beaucoup plus bas. Si le
courant dans
le FET venait
à augmenter légèrement, la tension aux bornes de
R2
augmenterait, ce qui porterait la Gate à un potentiel plus
négatif
par rapport à la Source, et contribuerait à
réduire
le courant dans le FET. Un auto-équilibrage, en quelque sorte.
Si
vous souhaitez rendre ajustable le gain de ce préampli, vous
pouvez
ajouter en parallèle sur cette résistance R2, un
potentiomètre
de 4K7 placé en série avec un condensateur de 10 uF ou 22
uF
(pôle
moins du condensateur côté masse).
J'ai testé et obtenu un gain d'un peu plus de 12 dB (fois
quatre) avec un 10 uF, et en conservant les valeurs de
résistance du schéma. Vous pouvez aussi ajouter le
potentiomètre et son condensateur, et en même temps
modifier la valeur de la résistance R2 pour jouer sur la plage
de gain. Avec R2 de 2K2, le gain peut être ajusté de 7 dB
à 14 dB environ, et avec une résistance R2 de 10K, le
gain peut être ajusté entre 1 dB et 10 dB environ.
R3, résistance de Drain, constitue la charge
principale
du FET. La valeur de 6,8 K a été choisie de telle sorte
que la tension de Drain soit d'environ 6V par rapport à la
masse. La valeur de cette résistance pourra
éventuellement être augmentée, mais évitez
de dépasser 10 K, pour conserver une distorsion la plus
symétrique possible sur des signaux forts en entrée (plus
de 2 volts). L'idéal est d'obtenir
une tension comprise entre 5V et 7V sur le Drain. Notez que cette
résistance détermine par la même occasion
l'impédance de sortie du préampli...
C1 s'oppose au passage de la tension continue
présente
sur le Drain du FET, et ne laisse donc passer que le signal noble vers
la sortie finale.
R4 permet de référencer la sortie à la
masse, évitant ainsi de laisser la sortie du FET dans une
situation flottante quand la sortie n'est pas raccordée. Pour un
montage en format pédale, vous pouvez remplacer cette
résistance R4 par un potentiomètre de 47K monté en
série avec une résistance de 4K7.
C2 constitue un découplage de
l'alimentation.
Sa présence pourrait paraître superflue pour une
alimentation à pile. Pourtant, sa présence augmentera les
performances de façon audible, sur des transitions importantes
du signal audio, notemment quand la pile commence à faiblir et
que sa résistance interne augmente. Une petite expérience
: otez ce condensateur, et faites
des essais avec des piles de nature différentes : zinc, salines,
alcalines...
Q1, le transistor FET, est ici un modèle J201.
D'autres
types de FET peuvent convenir, tel les J310 (également
testé, fonctionne très bien aussi), BF245, les BS170, les
2N5457,
mais ces derniers sont un peu moins performant en terme de bruit. Notez
que la valeur des résistances R2 et R3 doit être revue car
un remplacement direct du J201 (ou J310) par un BF245 ou BS170 sans
autre forme de procès risque fort de vous décevoir
(vauvais centrage du point de polarisation en tension continue, pouvant
provoquer une distorsion importante même pour des niveaux
d'amplitude moyenne). Il
est un point important qui n'est pas toujours mentionné dans les
descriptifs
de schéma : les transistors FET peuvent présenter de
larges
dispersions de caractéristiques (notement VGS et IDS),
même
pour un modèle identique. Le fonctionnement de deux
réalisations
basées sur le même schéma peut donc différer
d'un coup sur l'autre.
D1 (led) et R5 résistance de limitation
de courant, sont facultatives. Selon la led employée, vous
pouvez augmenter ou diminuer la valeur de R5. Je vous conseille
l'utilisation d'une led haute luminosité, qui s'éclaire
bien même avec un courant très faible (1 mA), ce qui ne
peut qu'être bon pour la durée de vie de la pile. Plus de
détails à la page Alimentation d'une led.
Le proto
Réalisé sur plaque d'expérimentation sans soudure,
bien pratique pour tester différentes valeurs de
résistances ou ajouter un condensateur ici ou là.
Si vous regardez bien, j'ai placé deux potentiomètres
ajustables en lieu et place des résistances R2 et R3, pour
procéder à quelques "fines adaptations". J'ai
essayé en effet différentes valeurs pour ces deux
résistances afin de rendre la distorsion la plus
symétrique possible, tout en conservant le petit gain de
quelques dB que je souhaitais avoir. Pour l'alimentation, j'ai fait des
tests sous 9V (une pile neuve) et sous 7V (pile qui commence à
s'user). Sous alim 9V, la tension de sortie peut atteindre une
amplitude de 5 volts crête à crête avec un gain de 6
dB, ce qui correspond à une amplitude maximale d'entrée
de 2,5 Vcac. Pour obtenir cette excursion de sortie, il faut ajuster R2
et R3 afin d'obtenir une tension continue de 5,9V ou 6,0V sur le Drain
du transistor. Sous alim 7V, la tension de sortie peut atteindre une
amplitude de 3
volts crête à crête toujours avec un gain de 6 dB,
ce qui correspond à une
amplitude maximale d'entrée de 1,5 Vcac. Pour obtenir cette
excursion
de sortie, il faut ajuster R2 et R3 afin d'obtenir une tension continue
de 5,0V ou 5,1V sur le Drain du transistor. Ces valeurs
"idéales" sont celles relevées sur mon proto, elles
peuvent différer légèrement sur votre circuit. Si
vous aussi vous souhaitez obtenir la plus grande excursion possible en
sortie, vous savez ce qui vous reste à faire. Notez cependant
que ces ajustements fins ne sont nullement indispensables pour la
grande majorité des cas, où l'amplitude du signal
d'entrée reste inférieure au seuil de distorsion. Sauf
peut-être avec des microphones et un jeu très
énergique, et quand la pile n'est plus au mieux de sa forme ;-)
Remarque : quelques soient les
valeurs de R2 et R3 (autour des valeurs préconisées) et
de la tension d'alim, j'ai observé un écrêtage
très brutal (très "carré") sur les alternances
positives du signal audio d'entrée, et un écrêtage
plus progressif (plus "arrondi sur les bords", voir photo oscilloscope
ci-avant) sur les alternances négatives, même quand la
distorsion survient d'abord côté négatif.
Circuit imprimé
Voici un exemple de circuit imprimé. Le nombre de composant
étant relativement réduit, on aurait presque pû
souder les composants entre eux (montage en l'air) mais je sais que
certains ne sont pas à l'aise avec cette méthode, qui se
révèle assez casse-pieds si on se trompe... Les
dimensions du PCB (circuit imprimé) sont de 37 mm x 16 mm (le
dessin ci-dessous est agrandi dans un rapport de 2).
J'aurais pû faire encore plus petit en montant les
résistances debout, mais bon...
Typon
aux
formats
BMP 600 dpi et PDF
Dépannage
En cas de mauvais fonctionnement, vérifier les tensions
suivantes :
- sur la source (S) du transistor FET : vous devez avoir entre 0,6 et
1,0V
- sur le drain (D) du transistor FET : vous devez avoir entre 5,0V et
7,0V.
- sur la porte(Gate, G) du transistor FET : vous devez avoir 0,0V.
Brochage du J201 (et J310)
J'ai trouvé
deux
brochages différents pour le J201 (et J310), je vous conseille
de
consulter le datasheet du fabricant pour connaitre le brochage du votre.
Dans les typons mis en ligne avant le 02/02/2007, les broches G et D
étaient inversées par rapport au brochage adopté
sur le typon mis en ligne à partir du 02/02/2007. J'ai
finalement opté pour le brochage qui semble le plus courement
utilisé, à savoir celui de Vishay, Fairchild et
Siliconix. Voir
la page brochage
des transitors pour plus de détails.
Commutateur On / Off (bypass)
Il existe plusieurs façons de réaliser un bypass, mettant
à l'arrêt le
préampli et autorisant le passage direct de l'entrée vers
la sortie,
évitant ainsi le décablage des cordons BF quand on ne
veut pas utiliser
l'appareil. Les différentes méthodes sont décrites
à la page Bypass
des effets (considérez que ce préampli est un effet).
Mise en boitier
Pas de contrainte particulière ici. Cependant, si vous avez la
possibilité d'installer l'ensemble des composants et la pile 9V
dans le corps de la guitare, ce sera mieux. En procédant ainsi,
le cable qui reliera la guitare à l'ampli véhiculera des
signaux sous une plus faible impédance et avec une amplitude
plus importante, ce
qui réduira fortement le risque de ronflette (buzz) et la
sensibilité aux parasites divers qui nous entourent.
