Mieux comprendre les pedales de distortion

[glen]

Lorsqu'il s'agit de comprendre l'influence d'une pédale d'effet particulière sur le son, il est toujours assez facile de décrire le résultat en fonction du traitement sonore effectué par la pédale. Si l'on parle de phaser, flanger, delay, reverb et autres, c'est clair. Mais quand on parle de distorsion, c'est comme parler de vins. On omet souvent de mentionner le circuit et on finit par utiliser des qualificatifs extrêmement subjectifs et ouverts à toutes sortes d'interprétations, comme riche, grasse, agressive, moelleuse, naturelle, douce, épaisse, chatoyante, bigarrée, éthérée, velcro, baveuse, propre, transparente, boueuse, complexe, serrée, brutale, vive, simple, énervée, dynamique, crémeuse, nasillarde, voilée, articulée, basique, ou des verbes hauts en couleur tels que fracasser, grogner, ronfler, transpercer, cogner, pousser, pulvériser, cracher, ou crachoter, ou plus tendre, comme réchauffer, affermir, animer, exciter, dynamiser, mais surtout envoyer. Ça envoie du gros, du gras, et du lourd.

C'est sympathique, car cela permet à chacun de décrire son ressenti. Cependant, en l'absence de conventions, de standards ou de définitions qui harmonisent la compréhension de ces qualificatifs, la valeur des conversations sur les distorsions est souvent limitée.

Pour faire avancer les choses, on pourrait examiner la topographie des circuits pour déterminer la cause et identifier les éléments récurrents correspondant aux descriptions imagées mentionnées ici, ou bien on pourrait analyser la forme d'onde du signal résultant de l'utilisation de l'effet pour en mesurer les conséquences. 

J’ai passé pas mal de temps penché sur les circuits. C’est passionnant, mais je souhaiterais maintenant disposer de données plus objectives afin de mieux comparer les pédales entre elles en fonction de la mesure de la transformation du signal. J'admets que mon objectif est en partie influencé par l’approche que j’adopte dans mon travail, mais je tiens à préciser que je ne souhaite pas abandonner le caractère presque organoleptique des discussions sur les distorsions. Cela fait partie intégrante de la culture guitaristique et il serait dommage de la renier. La distorsion est au service de la musique, cette dernière est génératrice d’émotions ce qui me semble indissociable du ressenti de chacun. 

Mon but est de mieux comprendre les causes et les effets, et d'apporter, si possible, un supplément d'information. Je suis certain que beaucoup ont exploré ce domaine avant moi et que je pourrais très bien continuer à apprendre en absorbant du contenu numérique ou livresque. Cependant, ma curiosité me pousse vers l'observation et l'expérimentation. C'est aussi une façon de me divertir ; j'ai besoin de construire, tester et découvrir.

Donc pour commencer, je viens de recevoir le Korg NTS-2 de leur division NU:Tekt. 

C'est un outil sympa dans un format qui trouve facilement sa place sur un pédalier ou dans sa housse (le mien étant infini, comme on le sait déjà, il a bien une place 😆). Il permet de faire beaucoup de choses. C'est un générateur de formes d'onde assez avancé, donc on peut l'utiliser comme LFO dans les pédales qui prennent du CV. C'est aussi un analyseur de spectre, un accordeur, et il peut servir d'oscilloscope à quatre canaux pour tout ce qui concerne le contrôle de tension (CV) ou le signal audio.

Le produit arrive en kit, mais aucune soudure n'est nécessaire. Il dispose de deux entrées stéréo et deux sorties stéréo. Pour analyser quatre signaux, il faut des câbles en Y mono vers stéréo. Il peut être alimenté par des piles AAA ou via USB-C. Ils fournissent un câble USB-A vers USB-C. Je l'ai assemblé. C'est très simple, tout est inclus, même un mini tournevis.

Alimentation

En ce qui concerne la consommation, les informations ne sont pas très claires. Ils indiquent que les deux piles AAA seront épuisées après deux heures. Si l'on suppose que des piles AAA de type Duracell offrent environ 600mAh chacune (ce qui est peut-être conservateur), avec deux piles, on obtient environ 1200mAh. Si elles se déchargent en un peu plus de deux heures, le NTS-2 doit consommer environ...600mA (C'est dur les maths). Cependant, ils mentionnent une consommation de 400mA ou moins. Bref, je ne vais pas m'embêter avec des piles. Je vais m'assurer de pouvoir fournir ce dont il a besoin à partir de l'alimentation CIOKS que j'utilise pour tous ces petits essais. Malheureusement, il ne s'agit pas de la DC7 qui possède une sortie USB, mais de la DC5 qui n'en a pas. Les sorties standards de cette dernière fournissent du 9V ou plus. Une sortie USB, c'est du 5V. Je vais donc utiliser un petit circuit que j'ai déjà intégré dans plusieurs pédales, qui permet de transformer du 9V en 5V. Je vais installer ce circuit dans un boîtier avec une prise USB-C femelle, ainsi je n'aurai pas à me soucier de l'USB-A. Je vais utiliser un câble USB-C vers USB-C, et le tour est joué. De l'autre côté du boîtier, je vais simplement mettre une prise DC femelle de 2,1 mm comme on en trouve sur la plupart des pédales. J'ajouterai une petite LED avec la résistance appropriée pour savoir quand c'est branché. J’ai monté ça sur le breadboard ce WE, le multimètre annonce 4,8V, c'est nickel.

Le challenge du stéréo

Les patches de pédales utilisent des jacks 6.35mm en mono sauf pour les connections expression ou c’est du stéréo. Le NTS-2 étant relativement petit, les prises jack sont du 3.5mm (mini) en stéréo. On peut donc au choix :

• Se chopper des câbles chinois en Y avec 2 x mono 6.35mm d’un côté et 3.5mm stéréo de l’autre.
• Se faire ou faire faire des câbles de bonne facture qui font la même chose, mais qui seront mieux fini ou pas DOA
• Se faire un boîtier de breakout avec 8 prises mono en 6.35mm et 4 prises stéréo soit 2 prises mono pour une prise stéréo. 

J’ai retenu cette dernière option car elle permet d’utiliser les câbles patch que j’ai déjà. Du coup le même boîtier peut contenir le circuit d’alimentation et toute la partie breakout. J’avais envie de pouvoir brancher tous les câbles sur le dessus afin d’occuper le moins de surface possible sur le pédalier et cela me semblait judicieux puisqu’il n’y a pas de potard ou de switch sur le boîtier. Il me reste des 1590S et c’est un format idéal pour ce projet car elles sont un peu plus hautes que les 1590BB, Celles-ci font 3cm de hauteur environ alors que les 1590S font 4cm. Cette différence permet de placer confortablement les prises jack 6.35 verticalement.

Le challenge du split

Il serait très utile de pouvoir observer les signaux venant de 4 distorsions différentes sur le même écran afin de les comparer. Pour cela, il faut diviser le signal en 4. C’est possible avec la EHX TriParallel Mixer. Le signal est divisé en 4. Si on choppe une version du signal clair depuis la sortie OUTPUT et qu’on se sert des 3 boucles d’effet en partant des sorties SEND pour aller directement vers le boîtier de breakout. J’ai cette pédale, mais ce serait encore plus chouette de se mettre un buffer/splitter dans le boîtier de breakout.

Je suis en déplacement le reste de la semaine, et j’attends les éléments qui manquent. Coté construction, il faut donc attendre un peu. Coté test, il me reste des pédales de dirt bien que j’en utilise peu.

Les premières participantes

• Mountainking Megalith
• Mountainking Magnetar
• Ground FX Grayskull
• Proco Rat
• Nobel ODR-1
• KMA Wurm
• Dunwich Wizard Fuzz
• Tomkat Killer Fuzz
• Idiotbox Bass Buzz
• Fuzzhugger AB-synth Supreme
• Black Art Toneworks Witch Burner
• Fuzzrocious Brock Dick Peanut Gallery
• Subdecay Super Nova Drive
• BlackSheep Effects Outlaw Bass Overdrive
• Shotmaker The Heroine
• Holy Island Audio Tides
• Collaboration Devices Compressor (le GAIN permet du light clipping)

J'ai un set-up avec une Telemaster/ukulélé baryton pour ajouter des sons avec effets dans ma musique, donc il y a probablement un tiers des suscitées que je considérerais comme moins adapté aux basses, elles n'ont pas été acheté pour cela. Je vais commencer par regarder ce que donne l’analyse des signaux de tout ce petit monde, pas parce que c’est les plus intéressantes, mais tout simplement parce qu’elles sont déjà chez moi ! Je ferais les tests postés ici avec une basse bien sûr, pas avec ma mini telemaster. Beaucoup donnent l'impression d'être exotiques, mais elles sont dérivées d'un circuit de pédale existant et courant et il sera important de fournir ces précisions lors des tests.

Une fois que j’en aurais fini avec les miennes, je suis prêt à tester ce qu’on veut. Je peux refaire un circuit sans souci si le schéma est disponible en ligne, ou, au pire, faire venir une pédale candidate pour regarder ce qu’elle raconte et la renvoyer au magasin ensuite (c'est moins chouette ça quand même), mais parfois, je suis faible et j’en achète des nouvelles alors que j'en ai vraiment pas besoin ! 😅

Ai-je oublié des qualificatifs ? Etes-vous également curieux de comprendre ce qu'il se passe dans les boîtiers ou est-ce qu'il s'agit d'une pathologie personnelle ? Feriez-vous un boîtier de breakout différent ? Que testeriez-vous afin de voir à quoi le signal ressemble et comment il diffère des autres ? 

Edited June 20, 2024 at 06:00 AM by glen

[RobTheMob]

Le 17/06/2024 à 17:43, glen a dit :

Ai-je oublié des qualificatifs ?

Je ne crois pas avoir vu épaisse, chatoyante ni bigarrée.

Le 17/06/2024 à 17:43, glen a dit :

Etes-vous également curieux de comprendre ce qu'il se passe dans les boîtiers ou est-ce qu'il s'agit d'une pathologie personnelle ?

Tu n'es pas seul glen, je me suis toujours demandé comment ces petites boîtes fonctionnaient 😉

Le 17/06/2024 à 17:43, glen a dit :

Que testeriez-vous afin de voir à quoi le signal ressemble et comment il diffère des autres ?

Est-ce qu'avec ton appareil on peut voir les courbes de réponses en fréquences, pour identifier les pédales bass most friendly ?

[samdav]

je tente une question conne : les tests seront faits avec quel réglage sur les pédales ? Parce qu'une pédale a différents caractères/qualificatifs suivant l'utilisation des potards donc qu'est ce qu'on regarde exactement ?

 

[tophe]

Il y a deux types de pédales de distorsion : les bonnes ( tu branches la basse, tu tournes le gain, et tu envoies) et les mauvaises ( tu branches la basse, tu tournes le gain, et tu envoies ..... mais c'est une mauvaise distorsion) !

Trés bonne idée par ailleurs !

[totorbass]

C'est une excellente idée, mais en effet le standard de mesure n'est pas très évident à définir (niveau de drive, volume général, ratio basse/aigu...) genre une OD qui bouffe les basses peut avoir autant de basses que le dry, si le reste est 3x plus fort et te défonce les oreilles 😉 

Du coup, ça va certainement donner des mesures objectives mais que je sois capable de les interpréter, c'est une autre histoire

 

[Dmonweb]

Le 17/06/2024 à 17:43, glen a dit :

Ai-je oublié des qualificatifs ? Etes-vous également curieux de comprendre ce qu'il se passe dans les boîtiers ou est-ce qu'il s'agit d'une pathologie personnelle ? 

Il s'agit pas du tout d'une pathologie personnelle... Dans le monde du studio, ça se bat pour savoir quel composant est utilisé a un endroit bien précis de même circuits électroniques...

Urei, puis Universal Audio ont édité régulièrement des LA-2A et 1176 depuis les années 60, mais pas avec les mêmes composants... C'est la guerre sur les forums de compresseurs !

A ceci prêt... Qu'un composant s'achète a la durée de vie (sav = durée de vie moyenne du composant -1) ... Et sa tolérance... Qui va de +25 a -25 % de sa valeur pour les pire...

Ce qui fait un écart absolu de 50%...

La physique a ses limites !

A côté de ça je joue justement en ce moment avec un comp en vst où il est possible de choisir entre germanium, led, silicone... Différences subtiles mais notable... 

Intéressant ta démarche, mais attention au trou de lapin ! Tu peux en devenir fou !

Il n'empêche qu'une technologie par rapport a une autre devrait s'entendre et devrait être reproductible sans trop d'écart. (Ou alors avec beaucoup, c'est selon... ) et on peut en tirer des lignes distinctes.

[glen]

Le 17/06/2024 à 18:35, RobTheMob a dit :

Je ne crois pas avoir vu épaisse, chatoyante ni bigarrée.

Est-ce qu'avec ton appareil on peut voir les courbes de réponses en fréquences, pour identifier les pédales bass most friendly ?

Je les ai ajouté, on essaiera de voir comment définir tout ça.

Le 17/06/2024 à 18:35, RobTheMob a dit :

Est-ce qu'avec ton appareil on peut voir les courbes de réponses en fréquences, pour identifier les pédales bass most friendly ?

Oui, il a un mode FFT et on peut aussi avoir le mode oscilloscope en même temps que le mode FFT au besoin.

Quant au protocole de test, je vous reçois 5 sur 5, et il n'y a pas de question conne, on va juste pas se prendre le chou trop fort (pas de trou de lapin!). Dans un premier temps, j'aimerais me pencher sur l'influence des réglages de chaque pédale sur le signal, un peu comme l'a fait ce gars-là par exemple: https://guitarpedalsvisualized.wordpress.com/

On peut affiner le protocole, refaire, ce n'est pas grave. On ne va pas publier un white paper dans une revue scientifique, c'est ok.

Par exemple un truc que j'aimerais explorer: comprendre ce qu'il se passe dans ces pédales de dirt où certains potards ont une influence minimale sur le son (disons subtitle), ou s'ils ont une influence notable, ce n'est que sur une partie de la course, etc. J'ai toujours trouvé cela un peu irritant.

[Sven]

On peut toujours critiquer le protocole mais bon, dans l'absolu, c'est un travail énorme qui s'annonce devant toi sur la mesure des paramètres des pédales pour caractériser ce qu'elles font au signal sonore et du coup comment on qualifie "subjectivement" cet effet.

Je prends le pari qu'il n'y a pas 10.000 paramètres individuels : les pédales de saturation influent sur la dynamique du signal (son amplitude); sur les crêtes, sur la forme d'onde (à partir d'un signal initialement sinusoidal, est-ce qu'on ressort un triangle ou un carré) et est-ce que le signal reste symmétrique (pente ascendante / descendante), est-ce qu'il reste centré en fréquence ? Le reste du circuit va jouer sur les composantes en fréquences du signal, le volume avant ou après les différents étages ...

Mais l'ensemble reste de l'électronique analogique de base, et les circuits sont rarement plus complexes qu'un projet de TP de Techno de classe de 3ème dans les années 90 (je crois que ça fait un moment que les classes de 3ème ne font plus de circuit en classes de Techno).

 

Le 17/06/2024 à 22:49, glen a dit :

 

Par exemple un truc que j'aimerais explorer: comprendre ce qu'il se passe dans ces pédales de dirt où certains potards ont une influence minimale sur le son (disons subtitle), ou s'ils ont une influence notable, ce n'est que sur une partie de la course, etc. J'ai toujours trouvé cela un peu irritant.

 

Dans l'absolu, le phénomène que tu décris correspond d’abord et avant tout à une "erreur de conception". A quoi sert d'inclure un réglage dans le circuit si la plage de réglage est mal calibrée ? Le souci, c'est que certaines erreurs de conception ou effets non intentionnels d'un circuit sont présentes dans des circuits qui sont devenus "légendaires" non pas par leur performance absolue en tant que circuit électronique, mais par l'usage qu'en a fait un certain guitariste X ou Y. Ce qui a tendance à les sanctuariser et empêcher la résolution du problème de design.

Par exemple, je ne suis pas sur que le boost de mediums induit dans un circuit de Tube Screamer soit complètement intentionnel, mais l'effet produit sur une guitare branchée dans un ampli à lampes type Marshall est redoutable. Idem pour l'effet voilé de la tonalite quand elle est baissée au max sur une guitare branchée dans un ampli Fender. Dans l'absolu, le circuit d'une Nobels ODR qui annule ce boost de mediums et ajoute à la place de la tonalité un EQ 2 bandes actif est un meilleur design, d'un point de vue ingénierie. Et un meilleur design donne un effet plus maitrisable et qui a du coup ses afficionados qui y trouvent un intérêt. Mais, malgré toute l'aura dont bénéficie la ODR, elle est resté un outsider par rapport aux Tube Screamers de tous poils.

 

 

Edited June 18, 2024 at 12:38 PM by Sven

[totorbass]

Le 18/06/2024 à 14:23, Sven a dit :

 (je crois que ça fait un moment que les classes de 3ème ne font plus de circuit en classes de Techno).

 

 

 

Maintenant c'est Meth au programme.

[Dmonweb]

C'est une Breaking Bad News.

Quel coeff en Meth pour le brevet ?

[glen]

Je pense que tu as raison @Sven, c'est du boulot. Quant au nombre de paramètres, je note ce que tu penses et on verra ! 🙂

Par contre tu as tort pour la classe de Techno! Moi, j'ai fait un gradateur de lumière en 3ème et c'était quand même bien plus simple! Un triac, 3 résistances et 2 condos ou un truc dans le genre et hop. Je crois qu'on a plus galéré pour utiliser l'insoleuse que pour comprendre le circuit ou souder les composants sans se brûler!

Le 18/06/2024 à 13:23, Sven a dit :

Par exemple, je ne suis pas sur que le boost de mediums induit dans un circuit de Tube Screamer soit complètement intentionnel, mais l'effet produit sur une guitare branchée dans un ampli à lampes type Marshall est redoutable. Idem pour l'effet voilé de la tonalite quand elle est baissée au max sur une guitare branchée dans un ampli Fender. Dans l'absolu, le circuit d'une Nobels ODR qui annule ce boost de mediums et ajoute à la place de la tonalité un EQ 2 bandes actif est un meilleur design, d'un point de vue ingénierie. Et un meilleur design donne un effet plus maitrisable et qui a du coup ses afficionados qui y trouvent un intérêt. Mais, malgré toute l'aura dont bénéficie la ODR, elle est resté un outsider par rapport aux Tube Screamers de tous poils.

En fait, c'est plutôt le contraire - c'est complètement intentionnel. L'étage d'écrêtage (le potard GAIN) est construit pour écrêter évidemment, mais aussi pour déterminer à quelle fréquence cet écrêtage prend forme, et c'est précisément au-dessus de 720 Hz. Donc seules les notes et les harmoniques au-dessus de ce point obtiennent le plein gain de l'étage de distorsion, et tout ce qui se trouve en dessous reçoit progressivement moins de gain - et donc de distorsion. D'où l'impression évidente de perte de fréquences graves, puisque l'on booste les médiums et les aiguës. Mais ce n'est pas tout! Il y a également un filtre passe-bas (une résistance 1K menant à un condensateur de 0,22 uF relié à la terre) entre l'étage d'écrêtage et celui du contrôle de la tonalité (le potard TONE). Ce filtre sert à couper les harmoniques hautes fréquences avec comme point d'atténuation... 723 Hz (tiens donc!) La partie du circuit qui suit a sa fréquence de coupure à environ 3,2 KHz – donc l'effet combiné du filtre passif (le passe-bas) et de ce filtre actif forme un filtre passe-bande 723 Hz - 3,2 KHz (quand le potard TONE est au max). Du coup, le circuit privilégie les médiums et haut-médiums à dessein - le boost des médiums est une volonté et pas un accident.

Le 18/06/2024 à 13:23, Sven a dit :

Dans l'absolu, le circuit d'une Nobels ODR qui annule ce boost de médiums et ajoute à la place de la tonalité un EQ 2 bandes actif est un meilleur design, d'un point de vue ingénierie. Et un meilleur design donne un effet plus maîtrisable et qui a du coup ses afficionados qui y trouvent un intérêt. Mais, malgré toute l'aura dont bénéficie la ODR, elle est resté un outsider par rapport aux Tube Screamers de tous poils.

Cette pédale n'a en fait pas grand chose à voir avec la TS, le circuit n'est pas inspiré de la TS et elle n'a jamais eu pour but d'être classée parmi les pseudo TS. L'erreur qu'ils ont fait chez Nobels, ça a toujours été de choisir un boîtier vert. S'ils voulaient se différencier, c'était clairement pas la bonne couleur. Bien sûr c'est une OD, et bien sûr que son but est d'émuler encore et toujours la réaction d'un ampli à lampes dont on pousse le gain. Mais les similitudes s'arrêtent-là. Et oui, pas mal de parties du circuit sont bien pensées, mais elle est mise au point 20 ans plus tard (si on considère la TS), ce qui offre un recul précieux par rapport aux circuits qui ont vu le jour avant...  

Le circuit de l'ODR-1 vire des basses et des aiguës (filtre passe-bande) juste après le buffer d'entrée afin de ne rentrer que les fréquences "désirables" dans l'étage d'écrêtage. C'est donc d'entrée de jeu une approche différente (d'ailleurs le circuit du buffer a lui-aussi une approche différente).

Elle prend donc ces fréquences "choisies" et les emmène vers non pas 1, mais 2 étages de gain. Le premier avec des diodes inversées montées en parallèle dans la boucle de feedback de l'AOP (étage 1), ce qui est super commun pour une OD et du soft clipping, mais aussi vers deux diodes post-AOP (notre deuxième étage) ce qui est typique du hard clipping et qui n'a rien à voir avec une TS.

Tu le dis toi-même, le circuit du potard SPECTRUM est complètement différent de ce que l'un trouve sur une TS, et ce n'est pas un eq 2 bandes non plus. L'architecture est différente, c'est un filtre actif (qui utilise un gyrator avec un jfet) et il agit sur les haut-médiums et les aiguës mais génère aussi une bosse particulière autour des low médiums (centrée autour des 300 Hz). Il y a donc un léger creux dans les médiums (puisqu'on booste en-dessous et au-dessus) alors que ceux-ci seraient boostés dans un circuit de TS (et beaucoup moins le reste). Pour finir, les fréquences enlevées au départ sont en fait remises à la fin. Ce qui explique pourquoi quand les gens compare la ODR-1 a une TS, ils la qualifient de plus transparente ou naturelle - elle offre somme toute, une représentation plus fidèle du signal clair (au lieu d'introduire des bosses là où il n'y en avait pas) et c'était vraiment ça qu'apparemment Kai Tachibana, le papa de l'ODR-1, voulait créer. Notons que pour les guitaristes, ce circuit est parfois considéré comme ayant trop de graves (bosse des bas-médiums + retour des fréquences graves en fin de circuit), et la version plus récente a une fonction Bass Cut pour virer des graves.

Pour finir, est-ce que la ODR-1 est vraiment un meilleur design que la TS classique ? Ca depend completement du son recherché. On voit bien que la conception de chaque pédale amène à un résultat différent ( et voulu par leur concepteur respectif). Peut on sonner comme une ODR-1 avec une TS ? Pas exactement, et peut-on sonner comme une TS avec une ODR-1 ? Pas vraiment non plus. En conclusion, pour être bien, il faut les 2!  

Je rigole. Avec une basse, et à la lecture de tout ça, je conseille plus de tester l'ODR-1 que de partir vers une TS classique (soit une TS sans modification du circuit pour conserver des graves, que ce soit un changement dans le circuit ou un blend, etc.)

Edited June 19, 2024 at 07:11 AM by glen