Tout électronicien devrait un jour toucher au monde audio. On entre dans une dimension complètement ésotérique, peuplée d’ayatollahs du décibel et autres pseudos scientifiques à deux balles qui sortent parfois des conneries plus grosses qu’eux mêmes. Les seuls spécialistes compétents pour parler d’amplification audio, ce sont les électroniciens. 

Je suis musicien, bassiste et guitariste, je fais également de la musique assistée par ordinateur. Comme à l’époque je n’avais pas un rond pour avoir une tête t’ampli à lampes style Marshall ou Mesa, j’ai dû improviser pour avoir le son que je voulais, à mi chemin entre la guitare de Satriani, Andy James ou encore Adam Jones et ses sons organiques. 

J’ai donc dû travailler avec des techniques de ré-amplification à base de cartes sons, de calculs numériques de traitement du signal et de VSTs propriétaires dédiés à la tâche. Il est très complexe d’arriver à un résultat convaincant avec ces technologies, d’autant quand elles sont utilisées en temps réel. Construire un rack complet d’une dizaine d’amplificateurs dotés de tout les effets intéressants consomme vraiment beaucoup de CPU.

Ce article décrit la conception, construction et utilisation d’un amplificateur guitare/basse unique qui ressemble beaucoup au célèbre AxeFX de chez G66, obtenu pour une fraction du prix et avec un niveau de réalisme impressionnant.

Merci à Nounours pour la motivation ! 

Matériel

Le cahier des charges est simple : il faut une carte son performante et équipée de bon convertisseurs pour interfacer les mondes numériques / analogiques, de la puissance de calcul avec de grandes horloges et beaucoup de cœurs, un minimum de RAM, un faible de facteur de forme, une alimentation de qualité à faible bruit et enfin un amplificateur large bande type Hifi. 

La liste du matériel :

  • Un ampli SHARP SM – 3000H de 1972
    • Deux enceintes HIFI 40W / Reflex / 8 ohms
    • Un caisson basse reflex avec HP de 38″ / 8 ohms
  • Une carte son Focusrite Scarlett 2i2 gen 2 / 96khz 24b
  • Un boîtier Kolink Satellite Plus / Mini ITX
    • Processeur Ryzen 5 2600 / 3.4 – 3.9Ghz / 12 threads
    • Carte mère Aorus B450i / Nvme / Wifi / Bluetooth / Mini ITX
    • RAM 8Gb DDR4 2600Mhz
    • SSD Nvme 500G / PCIe
    • Alimentation Corsair 80Plus Bronze 550w
  • Deux plaques d’Aluminium Striées / 3-4.5mm
    • Footswitchs à montage façade 
    • Arduino Mega 
    • Shield custom 
  • Diverses Leds de couleurs
Nous construirons donc un système d’amplification de puissance en modifiant le SHARP, un ordinateur avec une réelle puissance CPU pour traiter le signal de la guitare en temps réel et un module footswitch de manière à contrôler le système : changement d’amplificateurs, réverbérations, doubleurs, effets en tout genres.
Schéma de principe
Rouge : haute impédance - Bleu : numérique - Jaune : ligne - Vert : basse impédance

Mes guitares sont toutes les deux passives : le signal généré est donc de très faible amplitude, on parle de signal à haute impédance. Il faut un circuit particulier pour l’adapter puis l’échantillonner à 96Khz sous 24 bits : la carte son Scarlett 2i2 possède justement une entrée haute impédance, nous l’utiliserons. 

Le signal est envoyé à l’ordinateur par une liaison USB, il arrive ensuite dans le mixer du logiciel hôte par le biais du driver. Des algorithmes propriétaires issus de divers VSTs traitent le signal à l’aide de la puissance de calcul du Ryzen 5 et selon la configuration dictée par le footswitch, lui même branché en USB/MIDI.

Je développerais la partie simulation des amplificateurs & déconvolution des réponses fréquentielles des hauts parleurs plus tard.

L’action sur un switch du pédalier envoie une information MIDI au logiciel hôte qui active ou désactive les I/O en fonction de la configuration préalablement établie lors du développement de l’amplificateur numérique. Il est par exempte possible d’activer un canal de réverbération à convolution ou un delay, également de changer d’amplificateur. Plus tard, j’espère pouvoir utiliser le bluetooth pour passer les ordres MIDI, j’aurais donc un pédalier sans fil.

En sortie de mixeur, la phase d’un canal est inversé, c’est fondamental pour utiliser l’amplificateur de puissance en mode bridge. J’y reviendrais.

Le signal est ensuite écrit sur la carte son, converti par les DACs et passe par les fiches RCA pour attaquer les étages de pré-amplification du SHARP SM – 3000H. Ici, il est possible de régler une dernière fois de manière analogique le gain des bandes basses et hautes du spectre à l’aide d’un égaliser Baxandall, puis le signal est amplifié par l’étage de sortie pour attaquer les deux enceintes stéréo et le caisson de basse suivant une configuration très particulière. 

Le SHARP a été modifié de manière à pousser plus de courant dans le caisson de basse. J’ai d’ailleurs écrit un article sur le sujet.

Les articles en relation avec le projet Astrolabe :


0 commentaire

Laisser un commentaire