Rub A Dub Réverb : analyse du circuit

Une Reverb de la taille d'une pédale est quasiment toujours numérique, simplement parcequ'une réverb analogique serait bien trop énorme pour une boite de taille standard, car cela demande un système à ressort (spring reverb) ou de plaque métalliques (plate reverb) de grande taille. Heureusement pour nous, un fabricant nommé Belton fabrique des modules de reverb digitale utilisables par tout le monde. Ces modules sont déclinés en trois versions, avec trois durées possibles pour la réverb : longue, moyenne ou courte.
Belton brick BTDR2

Cette brique contient un circuit relativement complexe composé de 3 circuits intégrés PT2399 (chip de delay numérique), qui sont utilisés de manière à reproduire une réverb. C'est comme si vous aviez 3 delays à la suite avec un temps de delay très court.
Belton Brick schematic inside
Bim! Je vous avais prévenus que le circuit n'était pas si simple...

Ils ont réussi à réduire au maximum la taille de ce circuit en utilisant des composants montés en surface pour le rendre de taille raisonnable.
Ce module possède 6 pattes :
  • Pin 1 : doit recevoir une alimentation régulée de +5V
  • Pin 2 : doit être connecté à la masse de l'alimentation
  • Pin 3 : entrée du signal
  • Pin 4 : masse du signal
  • Pin 5 : sortie 1
  • Pin 6 : sortie 2 (pour une réverb stéréo)
C'est comme avoir un autre circuit dans votre circuit ! (circuit-ception !)
La Rub A Dub reverb est un circuit simple permettant le fonctionnement de la Belton Brick, avec un réglage de mix pour doser la réverb. Voici le schéma : 

Rub A Dub Reverb schematic 
Divisons le en 3 parties:
Rub A Dub Reverb schematic
L'input buffer est un simple amplificateur opérationnel qui va booster le signal avant qu'il soit séparé en deux : signal "dry" (signal analogique de la guitare) et signal "wet" (signal de la réverb numérisé par la Belton Brick). Tout d'abord, une résistance pulldown de 1M à l'entrée du circuit empêche les bruits de "pop" à l'allumage du circuit. Ces bruits sont issus d'une petite charge qui s'accumule à l'entrée du circuit. Avec cette résistance, l'excès de courant est dirigé vers la masse. Il y a ensuite un condensateur de couplage de 22nF qui va éliminer un éventuel courant continu parasite en provenance de la guitare ou en amont. Le signal traverse une résistance et arrive ensuite au niveau du premier amplificateur opérationnel du TL072. Le TL072 est un circuit intégré à 8 pattes comportant 2 amplificateurs opérationnels (AOP), c'est un amplificateur JFET à bas bruit. Ici, il est câblé en inverseur. On peut calculer le gain de cet AOP, qui est tout simplement égal à R3/R2 = 360/380 = 2. On multiplie donc le signal par 2, du coup lorsqu'il est séparé en 2, c'est comme si on avait 2 signaux identiques à celui de l'entrée, qui vont de chaque coté du circuit (vers le dry et vers le wet).

La partie où le signal est numérisé (Treated signal section) est tout simplement l'arrivée d'une partie du signal dans le circuit de la Belton Brick. Le signal entre par la patte 3 et sort par les pattes 5 et 6. Pour avoir un signal mono, les signaux sortant de ces 2 pattes sont mélangés en les reliant au travers de résistances 4,7k. Ensuite, ce signal revient vers le deuxième AOP, où il va se mélanger au signal "dry". Un potentiomètre de mix est câblé en résistance variable juste avant l'entrée dans la boucle de l'AOP, il va permettre de doser la quantité de signal de reverb qui va être mélangé au signal dry. Enfin, il y a un condensateur de 1uF qui empêche un parasitage par un éventuel courant continu, et une résistance de 20k défini le niveau de réverb maximal, quand le potentiomètre est à 0. Un mod assez marrant à faire est de mettre un switch avant la résistance de 22k à l'endroit où les signaux dry et wet sont séparés. En renvoyant tout le signal vers la Belton brick, on a un signal 100% wet, ce qui donne une réverb très particulière ! A tester !

La section où le signal est mixé utilises le deuxième OP amp du TL072 pour mélanger les 2 signaux et retrouver un niveau de sortie (volume) convenable. Si on calcule le gain de la même manière que précédemment, on a un gain de 0,5. L'amplitude signaux mixés sera donc divisée par 2, alors qu'elle avait été multpliée par 2 en entrée : on retrouve un niveau de sortie équivalent à celui d'entrée : le volume reste le même si la pédale est activée ! En modifiant les valeurs de résistance (notamment celle de 12k dans la boucle), on peut augmenter ou diminuer le volume. On peut même la remplacer par un potentiomètre, ce qui permettra d'avoir un potentiomètre de volume / boost. Ensuite, le signal traverse un condensateur de couplage de 1uF. Il y a une autre résistance pulldown, puis le signal sort !

L'alimentation est très importante pour ce montage (power supply section), il faut pouvoir offrir un voltage de 4,5V stabilisé, et +5V régulé. C'est très important pour autoriser le bon fonctionnement de la Belton Brick, qui est de plus très sensible aux variations de courant. Le courant arrive de l'alimentation ou de la pile via le +9V(T), puis passe au travers d'une résistance de 33 ohms. Une diode 1n4001 protège le circuit des inversions de polarié, et un condensateur de 100uF élimine les éventuelles oscillations parasites provenant de l'alimentation. Vous trouverez un peu plus de détails dans mon article sur la stabilisation de l'alimentation
    A gauche, on trouve 2 résistances qui vont agir comme un pont diviseur de tension. Comme une résistance va à la masse, et que l'autre va vers une sortie, et que les 2 résistances ont la même valeur : la moitié du courant part à la masse, et il ne nous reste donc que la moitié du voltage initial ! On a donc une tension de 4,5V, idéale pour alimenter les AOP.
    A droite du circuit, on peut voir une drôle de forme carrée notée "REG"... Késako ? C'est un REGulateur de tension 7805 ! Il s'agit en fait d'un circuit intégré à 3 pattes (qui ressemble comme 2 gouttes d'eau à un transistor, attention), qui a un rôle très simple : on lui fournit une tension comprise entre +7 et +36V à une patte, et il nous fournira une tension de +5V régulée à l'autre patte, celle du milieu étant connectée à la masse. C'est vraiment très pratique quand on a besoin d'un voltage précis et stable pour alimenter des circuits intégrés sensibles comme la Belton Brick ou un PT2399. Il y a plein de versions possibles de régulateurs de tension, qui ont des noms différents :
  • 78xx : fournit une tension positive
  • 79xx : fournit une tension négative
  • "xx" : valeur du voltage régulé en sortie
Ainsi, quand nous utilisons un "7805", on a en sortie un voltage positif (7805 : 78xx), de valeur de 5V (7805 : 05V = 5V)

Et voilà ! Beaucoup d'éléments nouveaux dans ce circuit (c'est pas le plus simple qui soit !)
J'espère que tout est clair !
Des questions ? Postez un commentaire !


Pour aller plus loin:
Belton brick BTDR2H : site officiel, avec la datasheet.
Rub a Dub reverb "bill of material" et informations si jamais vous voulez en construire une.
A propos des régulateurs de tension : plein d'infos sur le site sonelec music (une référence en français !)
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