Analyse du circuit: Jan Ray (Timmy)

La Jan Ray est un des nombreux scandales des constructeurs boutiques. En effet, il s'agit tout simplement d'une Paul C. Timmy très légèrement modifiée comme nous le verrons lors de l'étude rapide du circuit. Vemuram a pourtant prétendu que le design était original et émanait de 3 ans de recherche en écoutant des Fender blackface, et a vendu cette pédale à un prix complètement indécent pour une pédale analogique : 375 euros ! On est dans l'exemple marketing type "le prix fait la qualité", il en a vendu énormément, alors que Paul C. produisait quasiment la même pédale pour 120 dollars. Bref, voici une pédale qui mérite d'être clonée, et si vous envisagez l'achat d'une pédale de ce type, foncez sur la Timmy !

Voici le circuit de la jan ray tel qu'il est réalisé sur le veroboard (un peu différent de ce qu'on peut trouver en ligne, mais tout à fait fonctionnel !)

Jan ray schéma
Circuit de la Vemuram Jan Ray (tracé avec Eagle)

Il s'agit d'une pédale de saturation assez classique utilisant 2 AOP inclus dans le LM4558, qui est donc la pièce centrale du circuit comme on peut le voir sur le schéma. Le premier AOP est en charge de l’écrêtage du signal via des diodes pour provoquer la saturation, tandis que le deuxième sert de boost de volume. Divisons le circuit en plusieurs sections :
Vemuram Jan Ray schéma

La première partie est la partie que j'ai appelée "input section". A l'entrée du signal, il y a tout d'abord un condensateur de liaison de 47uF qui empêche l'entrée de courant parasite continu dans le circuit. Il y a aussi une résistance "pulldown" (résistance de rappel en bon français) de 1M qui permet d'éviter les "pops" à l'enclenchement. Ces "pops" sont dus à une petite charge qui s'accumule entre l'entrée du circuit non connectée et le condensateur de liaison. Lorsqu'on enclenche la pédale, ce petit courant va passer et provoquer les "pops" de la muerte... Pour éviter cela, une résistance reliée à la masse va absorber la décharge de ce petit courant. L'AOP ayant une haute impédance d'entrée, il n'y a pas besoin d'adapter l'impédance du signal d'entrée.

Le signal rentre dans la partie chargée de la saturation ("gain/dirt section"). Le signal entre ensuite dans le premier AOP du LM4558 (c'est un double AOP) qui est monté en non-inverseur pour amplifier le signal. Celui ci passe alors plus ou moins dans la boucle. Les signaux de haute fréquence (les aigus) passent relativement facilement via le condensateur de 47pF. Le reste du signal verra son destin changé en fonction de plusieurs paramètres :
  • le potentiomètre de gain agit comme une résistance variable qui va réduire plus ou moins l'amplitude du signal. Le courant passant dans les diodes sera donc plus ou moins écrété, donc plus ou moins saturé !
  • Le trim combiné aux résistances de 9,1K et 600R va doser la quantité de gain maximale possible. Utile pour régler le gain maximal selon notre niveau d'entrée dépendant des micros de la guitare.
Les diodes vont être responsables du gain. Elles vont écrêter plus ou moins le signal dans la boucle de contre réaction. On est dans le cas d'un "soft clipping" à la manière d'une tube screamer. Des diodes silicone comme les 1n4148 utilisées ici coupent le signal vers 0,5-0,7V environ, mais selon les diodes, la coupe peut être plus ou moins importante. Les diodes germanium coupent généralement plus vers 0,35V, la saturation est donc plus "compressée", et on perd en volume par rapport aux diodes silicone, car l'amplitude du signal est réduite.


Fig. Système d’écrêtage avec diodes dans une boucle d'amplification

Mettre deux diodes à la suite comme cela est fait dans la jan ray, rend le clipping moins important, et le son est donc moins compressé. Un mod assez simple est donc de mettre un switch pour choisir entre deux ou 4 diodes dans la boucle. Il est d'ailleurs présent sur la Timmy. C'est un montage hyper classique que l'on retrouve notamment dans la fameuse Tube Screamer de chez Ibanez, et du coup dans plein plein d'autres pédales d'overdrive.

Le signal part ensuite vers la "volume/output section". Un potentiomètre câblé en résistance variable sert de filtre passe-bas pour filtrer les aigus. Le signal rentre dans le deuxième AOP qui sert d'amplificateur simple pour augmenter le volume. Les résistances de 3,3k déterminent le gain de l'amplificateur.


Enfin, un condensateur de liaison filtre les courants continus en provenance de la boucle pour ne laisser passer que le signal, puis un potentiomètre cablé en résistance vers la masse permet de diminuer l'amplitude du signal final, et constitue donc un potentiomètre de volume tout à fait classique. On reconnait ici quasiment le même contrôle de volume que sur la fuzz face


Dernière section de la pédale : la stabilisation de l'alimentation et la création du voltage de référence (VREF) ("Power supply section"). La diode à l'entrée de l'alimentation protège des inversions de polarité. Les deux condensateurs connectés à la masses sont chargé d'éliminer d'éventuelles oscillations basse fréquence (pour le 47uF) ou haute fréquence (pour le 100 nF). A l'issu de ce parcours, on obtient un courant stabilisé apte à alimenter l'amplificateur opérationnel en +9V. Une autre partie du courant va créer le voltage de référence (VREF) utilisé à différents endroits du circuit, en passant au travers d'une résistance de 9,1k.

A vous de jouer !

Pour aller plus loin (en anglais) :
Résistances pulldown : http://www.muzique.com/news/pulldown-resistors/
Circuit de la tube screamer (proche de celui de la timmy / Jan ray)  : http://www.electrosmash.com/tube-screamer-analysis#power
2 Commentaires
avatar

En ce qui concerne l’écrêtage par diodes: la diode ne coupe pas A 0.5 ou 0.35V mais DE 0.5 ou 0.35V. Une diode bloque la tension dans un sens mais laisse passer dans l'autre, moins une valeur de tension caractéristique (forward voltage drop). Sinon (par exemple) les diodes de protection d'inversion de polarité souvent utilisées ne laisseraient passer que 0.5v à la place des 9V (en fait 9-0.5V)réglementaires. Les diodes germanium ont justement la propriété(dans cette utilisation)de MOINS écrêter et de proposer moins de compression et une saturation plus douce .
De même les dessins que vous proposer sont tout a fait caractéristique d'un 'hard clipping': on coupe tout ce qui dépasse!
Mais, a par ça, bel effort et chouette site car il y a assez peu de ressource en français sur le sujet !!

Répondre
avatar

Tout à fait ! C'est de ma faute, j'ai réutilisé un schéma que j'avais fait pour une distorsion (RAT), où les diodes sont connectées à la masse...
Je vais le refaire, cette analyse date un peu, et le schéma n'est pas forcément très clair aussi !
Mon but en créant ce site était justement de fournir des ressources en français, je trouve qu'il n'y a pas grand chose dans le cas des pédales d'effets

Répondre