les simulateurs d'amplificateurs guitare - la chaîne guitare

Les simulateurs d'amplificateurs guitare

Introduction

3

Introduction

3 parties :● Préamplificateur● Amplificateur de

puissance● Enceinte

Définit en partie la signature sonore du son issu de la guitare

Les simulateurs d'amplificateurs guitare Ivan COHEN

C'est quoi un amplificateur guitare ?

4

Introduction

● Algorithme ou circuit électronique conçu pour copier la signature sonore d'un amplificateur réel donné, le plus souvent à lampes

● Donne les avantages et les caractéristiques de l'amplificateur sans ses inconvénients (poids, encombrement, maintenance, prix etc.)

● Donne accès à plusieurs modélisations d'amplis, des effets...


C'est quoi un simulateur d'amplificateurs ?

5

Introduction


Quels amplificateurs simuler en priorité ?

Fender Bassman Marshall JCM 800

Mesa Boogie Dual Rectifier Vox AC30

Simulation d'un circuit électronique (numérique)

7

Simulation d'un circuit lectroniqueé


Circuit du préamplificateur du Marshall JCM 800

8


● Choix des modèles du comportement physique du circuit électronique

● Complexité du circuit électronique● Choix de la structure de simulation numérique

en fonction de la contrainte temps-réel● Évaluation de la qualité de la simulation et

amélioration en fonction des résultats


Simulation = résoudre plusieurs problèmes

9


● Un certain nombre de phénomènes électroniques, physiques, magnétiques, acoustiques, thermodynamiques se produisent à l'intérieur d'un amplificateur guitare à lampes

● Exemples : la microphonie, la hausse de température dans les lampes et le circuit électronique, l'influence de l'alimentation sur le comportement du circuit, le couplage entre l'amplificateur et les éléments extérieurs (guitare + haut-parleurs), la tolérance sur les composants, la non linéarité des condensateurs ou du transformateur, les vibrations du chassis, les ondes radiophoniques...

● Un modèle qui tiendrait compte de la totalité de ces phénomènes serait compliqué à concevoir et à simuler en temps-réel

● On choisit donc de modéliser seulement les phénomènes qui ont le plus d'importance dans le rendu sonore par ordre de priorité, autant que possible


Problème n°1 : modélisation de phénomènes

10


● Modélisation de la triode 12AX7 / ECC83

● Présente dans 95 % des amplificateurs à lampes

● Données datasheet souvent insuffisantes

● Modèles mathématiques existants très simplifiés

● Nécessité de mesurer de vraies triodes et de concevoir de nouveaux modèles pour coller aux mesures

● Concerne également les autres triodes (12AT7, 12AU7) et les tétrodes / pentodes de puissance (EL34, 6L6...)


Modélisation de la lampe à vide

11


● Les circuits d'amplificateurs guitare sont souvent étudiés voire conçus étages par étages plutôt que dans leur ensemble

● Pour les besoins de la compréhension mais aussi de la simulation, on décompose le circuit en étages élémentaires successifs

● On simule ensuite chacun de ces étages séparément, puis le couplage des étages


Problème numéro 2 : complexité du circuit

CCT 1 CCT 2 CCT 3 Tonestack Cathode Follower

12


● Exemple du CCT (amplificateur à triode à cathode commune)

● Étage élémentaire présent également dans 95 % des préamplificateurs, pour simplement « réchauffer » ou faire « saturer » le son de la guitare

● Les composants autour fixent la réponse en fréquence et la polarisation de la triode


Problème numéro 3 : simuler un étage seul

13


La simulation d'un étage se fait en plusieurs étapes :

● Mise en équation à la main ou automatiquement du circuit (on obtient un set d'équations différentielles non linéaires)

● Discrétisation à l'aide d'une méthode d'intégration

● Résolution temps-réel des équations non linéaires implicites (méthode de Newton-Raphson, calcul offline)


Simulation d'un étage élémentaire

14


● Idéalement, on veut pouvoir remplacer l'amplificateur original par la simulation, sans que le musicien ou l'ingénieur du son ne puisse détecter une différence

● On dit que le critère d'évaluation de la qualité de la simulation est le « réalisme »

● Tests ABX entre l'original et la simulation● Tests « simulation ou original »● Utilisation du feedback pour améliorer les modèles


Problème numéro 4 : coller à la réalité

Sonorisation et simulateurs d'amplificateurs guitare

16

Sonorisation et simulateurs

Les simulateurs peuvent être utilisés dans plusieurs contextes :

● En enregistrement, en remplacement de toute la chaîne d'amplification et d'enregistrement studio

● Sur scène, avec le signal de sortie envoyé dans la table de mixage pour les retours et la sonorisation à destination du public

● En répétitions● A la maison, pour que le musicien s’entraîne● A la maison, pour que le musicien compose ou s'enregistre


Différentes utilisations de la simulation

17


● Utilisé seul : rendu sonore très désagréable● Envoyé dans un amplificateur de puissance puis

dans une vraie enceinte guitare● Envoyé dans une simulation d'enceintes guitare puis

dans un casque, ou à travers des enceintes d'écoute neutres (hi-fi ou monitoring)

Les « sensations de jeu » ne seront pas les mêmes selon le moyen de diffusion acoustique utilisé


Écoute du signal issu du simulateur

18


● Très souvent, le simulateur d'amplificateur est utilisé avec un simulateur d'enceinte guitare

● Plus exactement, on simule l'enceinte (souvent approximée comme étant un système linéaire) ainsi que l'acoustique de la pièce et le microphone utilisé, le résultat dépendant aussi de sa position

● La réponse en fréquence de l'enceinte guitare est loin d'être « neutre »

● Celle des microphones non plus (SM57, MD421, U87, M160...)


Simulation de l'enceinte – prise de son

19


● Avant l'ère des simulateurs, les musiciens pouvaient avoir des difficultés à jouer dans les cabines d'enregistrement de studio

● Parfois, ce qui est pris comme un défaut de réalisme des simulateurs est en fait l'expression d'un gène dans l'écoute du signal issu de la prise de son / simulation de la prise de son

● Il faut comparer ensemble ce qui est comparable ● Dans ce cadre très particulier, on peut donc chercher à en

compenser les défauts, pour rendre l'utilisation du simulateur plus agréable, pour se rapprocher des sensations obtenues dans l'utilisation du bon vieux amplificateur à lampes et de l'enceinte joués très fort...

● On va donc s'intéresser au réalisme et au plaisir d'utilisation


Réalisme VS plaisir

20


● On s'intéressera donc à l'amélioration de caractéristiques autres que celles liées à la simulation pure

● Exemples : la latence, la qualité des convertisseurs analogiques / numériques et de l'entrée instrument, la modélisation de la diffusion acoustique du son (spatialisation), l'utilisation d'effets classiques (chorus, délai, compresseurs) ou d'effets de studio visant à rendre le son plus riche (exciters, enhancers, loudness maximizers)


Comment rendre plus heureux le musicien ?

Conclusion

Merci de votre attention !

les simulateurs d'amplificateurs guitare - la chaîne guitare

Documents