Catégorie : Électronique

Qu'est-ce que l'impédance de sortie et pourquoi devrais-je m'en soucier ?

L'impédance de sortie ou impédance de source Ri d'une source de signal parfaite est 0Ω. Lorsqu'on parle de sources de tension CC, on l'appelle aussi résistance interne (c'est pourquoi je l'appelle Ri même si un micro de guitare est une source de signal CA). Un micro de guitare (passif) n'est en aucun cas une source de signal parfaite (Ri > 0Ω). Cela signifie que la tension de sortie chute lorsqu'elle est connectée à une charge (pédales d'effet, amplificateur). Cet effet sera d'autant plus important que l'impédance de sortie de votre micro de guitare est élevée et que l'impédance d'entrée de votre amplificateur/pédale d'effet est faible (diviseur de tension entre Ri et RL).

Récemment, j'ai simulé le circuit d'une Fuzz Face avec LTspiceIV et j'ai réalisé que l'impédance de sortie de la guitare affecte la forme d'onde de sortie finale de la pédale d'effet.

Exemple :

Schéma de la Fuzz Face :

Forme d'onde de sortie d'une Fuzz Face avec une source de signal parfaite(Ri=0Ω) En entrée :

Forme d'onde de sortie d'une Fuzz Face avec une source de signal réaliste (Ri=10kΩ)En entrée :

Vous devez découvrir par vous-même si vous aimez le son de ces interactions ou non. Si ce n'est pas le cas, vous devriez reconsidérer l'ordre dans lequel vos effets de guitare sont disposés dans votre chaîne de signal. Les pédales buffer et booster/préampli ont une impédance d'entrée élevée et une impédance de sortie faible. Elles peuvent être utilisées pour préserver la forme d'onde originale provenant de vos micros de guitare lorsqu'elles sont utilisées comme première pédale dans votre chaîne de signal. Les micros de guitare actifs sont encore meilleurs que les pédales buffer car le câble de guitare est également une charge (capacitive).

Comment mesurer l'impédance de sortie de votre micro de guitare ?

Pour mesurer l'impédance de source de votre guitare, vous aurez besoin d'un oscilloscope. Si vous n'en avez pas, vous pouvez utiliser mes résultats car ils ne différeront pas tant que ça. Au fait, le modèle exact de mon micro de guitare est un Seymour Duncan SH-4 JB en position chevalet.

1. Mesurer la tension crête à crête avec sortie ouverte :
   Réglez votre guitare au volume maximum pour vous assurer que les potentiomètres n'influencent pas votre mesure. Ensuite, grattez une note (j'ai gratté la corde de Mi grave).
   

   

2. Mesurer la tension crête à crête avec une charge (RL=1kΩ):
   Grattez la même note avec la même intensité qu'avant pour obtenir les meilleurs résultats.
   

3. Calculer l'impédance de sortie de votre micro de guitare :
   Enfin, nous pouvons prendre les formules du diviseur de tension ci-dessus et remplacer les variables par nos valeurs mesurées.
   
   Résultat : L'impédance de sortie de ma guitare est d'environ 10kΩ.

Note : L'impédance change avec la fréquence. Ce résultat n'est vrai que pour la corde de Mi grave, cependant nous pouvons supposer qu'il ne changera pas radicalement. Pour obtenir un résultat plus détaillé, vous pouvez répéter cette procédure à différentes fréquences (différentes notes).

Effets de guitare rechargeables par USB

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Les guitares de type Gibson possèdent généralement deux micros humbucker, un potentiomètre de tonalité et de volume pour chaque humbucker et un sélecteur de micro. Comment ces composants sont-ils exactement câblés et comment les réglages des potentiomètres affectent-ils votre son ? Dans ce court article, je répondrai à ces questions et vous présenterai quelques avantages et inconvénients de ce schéma de câblage. Je vous montrerai également la réponse en fréquence des différents réglages.

Schéma de câblage

Sur le schéma, vous pouvez voir que chaque micro possède des réglages de tonalité et de volume indépendants. L'évident avantage de ce schéma de câblage est que vous pouvez définir deux sons indépendants et basculer facilement entre eux via le sélecteur.

Exemples de réglages :

• Rock classique
  NMicro manche : Volume 100%, Tonalité 0% (son lead crémeux)
  Micro chevalet : Volume 70%, Tonalité 100% (son rythmique crunch)
  Il s'agit d'un réglage de guitare rock classique typique où vous pouvez alterner entre un son lead et un son rythmique.
• Kill Switch
  NMicro manche : Volume 0%, Tonalité 100% (court-circuit – aucune sortie)
  Micro chevalet : Volume 100%, Tonalité 100% (son lead ou rythmique à haut niveau de sortie)
  Ce réglage peut être utilisé comme un effet spécial plutôt qu'un kill switch : déplacez rapidement le sélecteur de haut en bas pour créer un effet de type trémolo.

Un inconvénient du contrôle de volume indépendant est que la position intermédiaire du sélecteur n'est utile que si vous harmonisez les réglages de volume des deux micros. Si ce n'est pas le cas, un micro prend le dessus sur l'autre et vous n'entendrez pas vraiment de différence par rapport au son d'un seul micro.

Un autre inconvénient du contrôle de volume passif en général est qu'à des réglages de volume plus bas, l'impédance de sortie est très élevée -> Votre signal est plus sensible aux perturbations électromagnétiques et devient plus bruyant. Vous ne rencontrez pas ce problème avec des micros de guitare actifs.

Réponse en fréquence

J'ai simulé la réponse en fréquence de différents réglages avec LTspice XVII. La source de signal que j'ai utilisée présente une réponse en fréquence plate et une résistance de sortie de 10k.

Conclusions :

• Le contrôle de tonalité est un filtre passe-bas réglable
• Le réglage de tonalité ne change pas selon les réglages de volume (la fréquence de coupure reste la même)
• Un changement de tonalité significatif ne se produit qu'entre 0% et 10% de la valeur du potentiomètre de tonalité -> Je recommande l'utilisation de potentiomètres logarithmiques pour compenser cette non-linéarité

J'espère que cet article vous sera utile. N'hésitez pas à consulter les produits sur ce site : Mon entreprise Songbird FX est un fabricant de pédales de guitare rechargeables par micro-USB de haute qualité.

Choisir le bon amplificateur opérationnel (en abrégé : ampli-op) pour votre projet DIY peut s'avérer complexe. La variété d'amplis-op est comparable au nombre d'étoiles dans le ciel et le nombre de spécifications dans les fiches techniques est parfois décourageant, alors comment choisir le bon ampli-op pour un projet spécifique ? Dans ce qui suit, je souhaite vous donner un aperçu des spécifications les plus importantes à vérifier dans la fiche technique. Ce petit guide s'adresse aux débutants en électronique qui souhaitent approfondir le sujet des amplificateurs opérationnels.

Qu'est-ce qu'un amplificateur opérationnel ?

Un amplificateur opérationnel est essentiellement un amplificateur différentiel à très haut gain (idéalement infini). Il possède une entrée non inverseuse et une entrée inverseuse, une sortie et, bien sûr, des broches pour l'alimentation. En utilisant une contre-réaction de la sortie vers l'une des entrées, vous pouvez réaliser de nombreux circuits différents, par exemple des amplificateurs inverseurs et non inverseurs (avec un gain fini), des intégrateurs, des différenciateurs, des filtres passe-bas et passe-haut, et bien plus encore. Pour en savoir plus sur les différents circuits, consultez le document de Texas Instruments "AN-20 Un guide d'application pour les amplis-op”.

Les spécifications les plus importantes de la fiche technique :

1. Tension d'alimentation

La spécification la plus importante à vérifier dans la fiche technique est la plage de tension d'alimentation. Vous la trouverez dans les conditions d'utilisation recommandées. Si votre tension d'alimentation est trop faible, votre ampli-op ne fonctionnera pas correctement ; si elle est trop élevée, vous risquez même de le détruire.

2. Plage de tension d'entrée en mode commun

Cette spécification est parfois oubliée. La plage de tension d'entrée en mode commun définit la plage de tension autorisée de vos entrées sans dysfonctionnement de l'ampli-op. Les amplis-op avec entrées rail-à-rail ont une plage de tension d'entrée en mode commun de V- < Vin < V+, d'autres peuvent inclure uniquement le rail positif, le rail négatif ou aucun des deux.

Exemple :
La plage de tension d'entrée en mode commun typique du TL072 inclut le rail positif et nécessite une marge de 3 volts par rapport au rail négatif :
V- + 3V < Vin < V+                  →à une tension d'alimentation de 10V, votre plage de tension d'entrée est de 3V à 9V

Dans les conditions d'utilisation recommandées, TI ajoute une grande marge de sécurité :
V- + 4V < Vin < V+ – 4V         →à une tension d'alimentation de 10V, votre plage de tension d'entrée n'est que de 4V à 6V.

Si vous souhaitez concevoir votre circuit correctement, vous devez utiliser la plage de tension indiquée dans les conditions d'utilisation recommandées (valeurs minimales). Cependant, si vous développez un objet unique, vous pouvez vous en sortir en utilisant les valeurs typiques en effectuant un tri parmi les amplis-op.

3. Impédance d'entrée

L'impédance d'entrée des amplis-op est particulièrement intéressante lorsque l'impédance de la source du signal est élevée, par exemple lors de l'utilisation de micros de guitare passifs. Si tel est le cas, vous voudrez peut-être choisir un ampli-op avec entrées JFET (l'impédance d'entrée pouvant atteindre 1000GΩ). Les amplis-op avec entrées bipolaires ont généralement des impédances d'entrée d'environ 10MΩ.

4. Bruit d'entrée équivalent et distorsion harmonique typique

Les amplis-op ne font pas qu'amplifier votre signal source, ils ajoutent aussi des harmoniques et du bruit. Le bruit d'entrée équivalent et la distorsion harmonique typique sont soit indiqués séparément, soit regroupés sous le terme THD+N.
Pour les applications audio, il est essentiel de choisir un ampli-op avec un faible niveau de bruit et de distorsion.

5. Courant d'alimentation

Si votre appareil fonctionne sur piles, il est important de surveiller le courant d'alimentation. Le courant d'alimentation, ou courant de repos, fournit des informations sur la consommation d'énergie de l'ampli-op sans charge.
Malheureusement, la règle veut que de faibles courants d'alimentation entraînent un bruit élevé. Vous voyez, choisir le bon composant est toujours un compromis – bienvenue dans le monde de l'électronique 😉

6. Impédance de sortie

L'impédance de sortie est importante si l'impédance de charge est faible, par exemple si vous souhaitez alimenter un casque ou une LED. L'impédance de sortie doit être beaucoup plus faible que l'impédance de charge, sinon il y aurait une chute de tension importante en sortie (pont diviseur entre l'impédance de sortie et l'impédance de charge). Si vous ne trouvez pas l'impédance de sortie dans votre fiche technique, le courant de sortie source vous donne des informations similaires.

Pour des informations détaillées sur les spécifications mentionnées ci-dessus et bien d'autres, je vous recommande de lire le document de TI "Comprendre les spécifications des amplificateurs opérationnels“.

Comment trouver le bon ampli-op ?

Personnellement, j'aime utiliser le site web de Texas Instruments, car je peux saisir les spécifications qui sont importantes pour moi et le site web me montre alors les amplis-op adaptés, avec une estimation du prix. Si vous souhaitez également inclure d'autres fabricants, un excellent moyen consiste à utiliser la fonction de recherche d'un grand distributeur, par exemple Mouser.

J'espère que ce petit guide vous sera utile. Si vous êtes guitariste, n'hésitez pas à jeter un œil aux produits sur ce site : Mon entreprise Songbird FX fabrique des pédales de guitare rechargeables via micro-USB de haute qualité.