Amplificateur pour guitare

Publié le 3 Février 2018

Un amplificateur pour guitare est un amplificateur audio spécialement conçu pour la guitare électrique, ou la guitare basse. Le terme abrégé « ampli » désigne communément le couple constitué par l'amplificateur électronique et le haut-parleur.

Amplificateur pour guitare

« Les amplificateurs et les haut-parleurs sont conçus comme des producteurs, et non des reproducteurs de musique. Ces nouvelles guitares, avec leurs circuits de modification de son, se sont transformées en un nouvel instrument, plutôt qu'un instrument acoustique amplifié électriquement ». La partie électronique et le haut-parleur peuvent se présenter en deux éléments distincts, ou être réunis dans un même meuble, construit le plus souvent en bois recouvert d'un revêtement en vinyl. Quand ils sont séparés, la partie électronique s'appelle une « tête d'ampli », et celle contenant le(s) haut-parleur(s) « baffle ». L'ensemble constitue un « stack ». Quand ils sont réunis dans un même élément, on parle de « combo ». Pour un amplificateur pour guitare électrique, on ne recherche pas les mêmes qualités que pour un amplificateur audio d'usage général. Ce dernier reçoit un signal électrique souvent bien calibré, que l'on désire amplifier sans en modifier le caractère. Les ingénieurs travaillent à diminuer autant que possible les niveaux de la distorsion et du bruit de fond par rapport à celui du signal. Le résultat s'exprime numériquement par le rapport signal sur bruit et subjectivement par des termes comme fidélité — comme dans Haute-Fidélité (Hi-Fi) —, neutralité, transparence.

Au contraire, l'amplificateur guitare apporte un son spécifique, qui peut n'avoir que de très lointains rapports avec le son d'une guitare acoustique. On ne peut parler de distorsion que par analogie avec les autres types d'amplificateurs. Le circuit électrique doit produire un son plaisant d'un point de vue musical ; l'expérience a montré que cela inclut certaines déformations du signal d'entrée, tandis que d'autres sont plutôt préjudiciables. Un ampli adapté aux micros de guitare électrique doit présenter une impédance d'entrée élevée pour s'adapter à celle des micros de guitare. Le signal de ces micros est limité en largeur de bande aux fréquences produites par l'instrument : la fréquence fondamentale du mi de la corde de basse en accord normal est environ 80 Hz, le partiel harmonique 5 de la note la plus aigüe se trouve aux alentours de 4 500 Hz. L'écart d'amplitude électrique entre une corde pincée doucement et un accord de six cordes brossé énergiquement avec un médiator est bien supérieur à celui traité par les amplificateurs audio traditionnels. Avec ces derniers, chaque note ou accord commence avec une crête d'amplitude élevée et décroît ensuite lentement jusqu'à se perdre dans le bruit de fond. Les amplificateurs de guitare modifient cette dynamique. Alors que les amplificateurs d'usage général conservent la dynamique d'un signal (s'il reste dans certaines limites), les amplificateurs de guitare visent à traiter musicalement une amplitude quelconque.

La préférence des musiciens s'est orientée vers les amplis où la transformation du signal s'effectue progressivement, entre la fidélité du « son clair » aux faibles amplitudes et une importante distorsion sur les signaux forts. Cette transformation graduelle de la forme d'onde se traduit par une compression avec changement de timbre, dont un effet généralement apprécié est d'allonger la durée perçue de la note (sustain)(Rutt 1984, p. 3). Les amplis peuvent fournir des effets utiles au musicien comme la réverbération artificielle, le vibrato, le chorus, en plus de réglages qui leur sont plus particuliers comme celui du gain de l'étage d'entrée souvent appelé overdrive. Le fonctionnement d'un ampli se comprend à partir de quatre composants ou étages importants :

  • le préamplificateur ;
  • l'amplificateur de puissance ;
  • les effets ;
  • le haut-parleur.

Le signal issu de la guitare a une amplitude de quelques centaines de millivolts sous une impédance élevée. Le rôle de l'étage de préamplification est d'élever le niveau de ce signal afin d'attaquer l'étage dit de « puissance ». Les qualités musicales des diverses technologies de préamplificateur font l'objet de discussions et de polémiques. Le bouton de contrôle principal du préamplificateur est son « gain », permettant d'ajuster le coefficient d'amplification appliqué au signal provenant de la guitare. Les amplificateurs pour guitare électrique traitent le signal différemment des amplificateurs audio en général. Comme indiqué plus haut, la dynamique du signal issu de l'instrument est très élevée. Dans l'ensemble, les musiciens préfèrent une prolongation de la note (sustain), ce qui implique que la dynamique soit moindre, et ils apprécient les amplis où la transformation du signal s'effectue progressivement, entre la fidélité du « son clair » aux faibles amplitudes et une importante distorsion sur les signaux forts. Dans les sons forts, ils préfèrent certains types de distorsion. Ces caractéristiques se sont établies dès les débuts de la guitare électrique, avec les premiers amplis dont l'étage préamplificateur était constitué d'une simple triode. Ce montage n'est qu'approximativement linéaire pour les faibles signaux; quand le signal est fort, une de ses parties, positives ou négatives, subit une amplification moindre2. Cette réduction de l'amplification a trois conséquences :

  • le signal sortant n'est pas identique au signal entrant (ce qui, dans un amplificateur électronique d'usage général, s'appelle distorsion) ;
  • la différence d'amplification entre la partie positive et négative, obtenue avec une triode attaquée par un signal fort crée une distorsion où prédomine l'harmonique deux, c'est-à-dire la note à l'octave (Hamm 1973, p. 270) ;
  • comme les parties faibles du signal sont plus amplifiées que les parties fortes, le son semble durer plus longtemps (sustain ; c'est une compression de dynamique).

Les électroniciens ont fait ce qu'il pouvaient pour éliminer ce qu'ils considéraient comme des défauts, à l'aide de tétrodes et de pentodes, de circuits de contre-réaction, et finalement avec les transistors permettant des circuits beaucoup plus perfectionnés, puisqu'on peut aisément mettre cinq éléments actifs transistors, là où on ne pouvait loger qu'un tube électronique. Mais les musiciens préféraient le son développé pendant les années de prédominance du tube. Une recherche plus poussée a montré que les ingénieurs électroniciens avaient tort de considérer toutes les harmoniques produites par la distorsion comme également préjudiciables. L'appréciation musicale des harmoniques est différente selon leur rang ; notamment, l'harmonique deux (octave) n'est pas sentie comme gênante. L'appréciation dépend aussi du moment où elles interviennent. Pendant l'attaque, les harmoniques de rang 5 ou 7 sont acceptables ou bénéfiques, alors qu'elles déplaisent dans la suite de la note (Hamm 1973). Les fabricants modernes cherchent donc à maintenir les caractéristiques positives des amplis à triode, tout en essayant de réduire les aspects négatifs de formules anciennes, dans la mesure où c'est possible. En effet, les premiers amplis présentaient aussi de la distorsion d'intermodulation, généralement considérée comme anti-musicale, puisqu'elle produit des notes qui ne sont pas harmoniques. Lorsqu'à un étage quelconque de l'ampli, l'amplitude du signal entrant est au-delà de la plage où le circuit peut le transmettre d'une façon approximativement linéaire, et que la différence s'entend, on parle d' « overdrive » (surcharge), par opposition à « son clair », lorsque la différence est peu sensible à l'oreille.

Un réglage d'« overdrive » peut impliquer des transformations du son tout à fait différentes de la déformation d'un signal fort par une triode. En effet, la surcharge d'un circuit actif fait apparaître diverses causes de non-linéarité. L'étage de préamplification d'un amplificateur pour guitare comprend généralement un contrôle de tonalité [archive], avec quelquefois un simple réglage d'aigües, mais plus couramment désormais un correcteur à trois réglages : grave-médiums-aigus (TMB pour treble-mid-bass en anglais) Ces réglages sont passifs dans les amplificateurs à tubes, et la plupart des amplificateurs à transistors d'un bon niveau, et sont interactifs : monter le niveau des médiums remonte aussi un peu celui des aigus par exemple. Le circuit d'égalisation « classique », décrit ci-dessus, peut être complété ou remplacé par un circuit paramétrique ou semi-paramétrique sur certains amplificateurs (c'est fréquemment le cas des amplificateurs pour guitare électrique basse). Certains modèles offrent, en plus de ces contrôles d'usage général, des réglages spécifiques :

  • Contrôle de « présence », influant sur les fréquences vers 2,5 kHz ;
  • Contrôle de « résonance », influant sur une bande dans les basses fréquences ;
  • Commutateur « bright » (brillant), influant sur les fréquences hautes du spectre de la guitare (6−10 kHz) ;
  • Contrôle de « contour », influant sur les fréquences du spectre de la guitare situées juste au-delà de la fondamentale de la note la plus aigüe (1−1,2 kHz) et permettant de les atténuer, donnant un son plus « creusé », ou de les augmenter, donnant un son plus « médium ».

Certains fabricants proposent des amplis construits avec plusieurs préamplificateurs indépendants, dits « canaux », que le musicien peut sélectionner, sans s'arrêter de jouer, grâce à un pédalier, comme un organiste peut changer les jeux de son instrument. Cela permet de changer la couleur, le niveau de distorsion, l'égalisation, et le niveau sonore, en fonction des contrôles intégrés à chaque canal. La configuration la plus commune sur le marché comporte 2 canaux :

  • Canal « faible gain » permettant d'obtenir des sonorités claires ou légèrement distordues ;
  • Canal « haut gain » : permettant d'obtenir une forte distorsion.

La notion de « canal » est à ne pas confondre avec la notion de « niveau de gain ». En effet, certains amplificateurs mono-canal disposent de plusieurs niveaux de gain commutables via un pédalier, mais restent néanmoins des amplificateurs mono-canal car le même circuit et la même égalisation sont utilisés par les différents niveaux de gain. Certains constructeurs d'amplificateurs proposent une version de leur préamplificateur en « élément séparé ». Ce type de préamplificateur doit typiquement à être raccordé à un amplificateur de puissance, ou à l'entrée « ligne » d'un amplificateur pour guitare. D'autres configurations sont possibles, comme le raccordement via l'entrée « instrument » de l'amplificateur, lui apportant ainsi des possibilités de réglages supplémentaires. Dans un amplificateur guitare à modélisation, le signal analogique issu de l'instrument est converti en numérique, ce qui permet de le traiter en profondeur et de remodeler complètement son timbre et sa texture afin d'imiter les caractéristiques d'amplificateurs guitare célèbres. Le traitement réalisé s'apparente à celui réalisé par un ordinateur équipé d'un logiciel de traitement numérique de son (DSP). Les amplificateurs à modélisation sont utilisés par les musiciens ayant besoin de disposer de plusieurs sons d'amplificateurs différents de bonne qualité (ce qui nécessiterait de disposer de plusieurs amplificateurs traditionnels), et pour qui l' « authenticité » d'un son purement analogique n'est pas la priorité.

L'étage amplificateur de puissance transforme le signal issu du préamplificateur en un signal d'amplitude suffisante pour provoquer la vibration des haut-parleurs. L'étage de puissance ne dispose pas toujours d'un contrôle de niveau d'entrée contrairement au préamplificateur. Quand il est présent, il est dénommé « Master ». Ce contrôle a été introduit en 1975 par Marshall sur ses modèles 2203 et 2204 afin de pouvoir obtenir une forte distorsion à des niveaux sonores faibles (lors des répétitions par exemple). En effet, avant l'introduction du « Master Volume », il était nécessaire de « pousser » la puissance de l'amplificateur via l'unique contrôle de gain disponible, celui de l'étage préamplificateur, pour obtenir un fort niveau de distorsion. La plupart des amplificateurs de puissance sont de topologie push-pull et fonctionnent en classe A/B. Cette classe de fonctionnement permet de produire une puissance sonore assez élevée avec une dissipation thermique et une consommation électrique moindres que celles de la classe A. L'étage de sortie push-pull d'un amplificateur à tubes est dans la plupart des cas relié au haut-parleur (ou aux haut-parleurs) par un transformateur. Avec les transistors, la liaison est en général directe ou capacitive, bien que certains amplis à transistors comme le Deacy de Brian May ou le Pignose 7-100 aient utilisé des transformateurs.

Il existe quelques amplificateurs de faible puissance en classe A. Plusieurs années après l'apparition en sonorisation des étages de puissance à commutation (classe D), des constructeurs d'amplis de guitare ont adopté ce principe, dont le rendement élevé permet de réaliser des amplificateurs plus légers et à faible consommation. De nombreux modèles d'amplificateurs pour guitare électrique intègrent des effets. L'effet le plus couramment intégré à l'amplificateur guitare est la réverbération, qui simule le phénomène de réflexion du son sur les murs d'une salle. Elle est souvent effectuée au moyen d'une « ligne à retard à ressort ». La distorsion, quand elle est produite uniquement par l'étage de préamplification de l'amplificateur, s'apparente à un effet. Si l'étage de préamplification produit de la distorsion, on pourra préférer insérer certains autres effets entre l'étage de préamplification et l'étage de puissance, plutôt qu'entre la guitare et l'ampli8. Dans ce but, certains amplificateurs pour guitare sont dotés d'un connecteur d' « insertion d'effet » permettant de raccorder des modules d'effets externes au bon endroit de la chaîne. Avant l'introduction de l'insertion d'effet (années 1970-1980), les effets (analogiques à cette époque) étaient connectés entre la guitare et l'amplificateur et subissaient donc l'altération induite par la distorsion de l'étage préamplificateur, produisant un son « vintage » caractéristique. Certains guitaristes procèdent toujours de cette manière, n'utilisant pas l'insertion d'effet pour retrouver la sonorité rock / blues de cette époque.

Le haut-parleur est le dernier maillon de la chaîne de production sonore. Son rôle est de transformer le signal électrique issu de l'étage de puissance en un signal acoustique audible. Les haut-parleurs des amplis de guitare sont dans la plupart des cas montés dans des caisses ouvertes à l'arrière, formant une espèce de baffle replié sur les côtés par les parois latérales, privilégiant la dynamique au détriment du rendement acoustique et des fréquences basses. Les amplis pour guitare basse utilisent plus fréquemment un baffle clos, plus apte à la restitution des basses fréquences. Les haut-parleurs utilisés en amplification guitare électrique sont de type « large bande » : un seul haut-parleur est suffisant pour couvrir le spectre de fréquences de la guitare électrique. Ceci est également valable en ce qui concerne la guitare électrique basse. Le haut-parleur contribue à la coloration du son. Pour cette raison, lors d'un enregistrement, ou quand il s'agit de connecter l'amplificateur sur un système de sonorisation plus puissant, l'usage n'est pas d'utiliser la sortie de l'étage préamplificateur. On reprend le son du haut-parleur au moyen d'un microphone. La sensibilité du haut-parleur a une influence significative sur la puissance acoustique restituée par l'amplificateur (voir ci-dessous la section traitant de la puissance des amplificateurs pour guitare).

La puissance électrique RMS « affichée » d'un amplificateur pour guitare électrique ne détermine pas le volume sonore produit. Toutes choses étant égales par ailleurs, un doublement de la puissance électrique de l'amplificateur équivaut à une augmentation de 3 décibels de la sensibilité du haut-parleur. Comparaison de la puissance électrique et de la sensibilité du haut-parleur :


  • Un amplificateur de 100 W équipé d'un haut-parleur d'une sensibilité de 94 dB peut produire un niveau sonore de 114 dB SPL à 1 m (94 dB pour 1 W, multiplier la puissance par 100 équivaut à ajouter 20 dB).
  • Un amplificateur de 30 W équipé d'un haut-parleur d'une sensibilité de 100 dB peut produire un niveau sonore de 115 dB SPL à 1 m (100 dB pour 1 W, multiplier par 30 équivaut à ajouter 15 dB).

On voit que les deux amplis, de puissance apparemment très différente, produisent un résultat presque identique. 1 décibel correspond à peu près à la plus faible différence de niveau perceptible.

Historique

1930

Le guitariste George Beauchamp (pratiquant la guitare hawaïenne) après avoir fondé au début des années 1930 avec Adolph Rickenbacker la Electro String Instrument Corporation, obtient un brevet pour le premier micro guitare qui équipe dès lors les premières guitares électriques de la marque : les Rickenbacker « Frying pan ». Ces guitares sont dès le départ commercialisées accompagnées d'un amplificateur conçu et construit par un fabricant de radios dénommé Van Nest dans sa boutique de Los Angeles.

1940

Electro String Instrument Corporation embauche un ingénieur, Ralph Robertson, pour travailler sur une gamme de 4 amplificateurs. Les amplificateurs Rickenbacker influencent entre autres Leo Fender, qui au début des années 1940 a une activité de maintenance d'amplificateurs dans son magasin de la banlieue de Fullerton en Californie. Les premiers amplificateurs pour guitare Rickenbacker affichent une puissance d'approximativement 10 watts, et utilisent la technologie radio : tubes électroniques et petits haut-parleurs. Leo Fender produit son premier amplificateur Woody Deluxe dès 1946, suivi de plusieurs autres modèles, dont le Champ 800, d'une puissance de 3 W, en 1948.

1950

La popularité de la guitare électrique entraîne une demande pour des amplis plus puissants. En 1949, Leo Fender aidé de son ingénieur Don Randall, démarre la production du modèle « Super Amp » affichant une puissance de 50 watts, le Twin Amp apparaît en 1952, modifié en 1958 pour porter sa puissance à 80 watts. Le Fender Bassman, commercialisé à partir de 1952, est conçu spécialement pour sonoriser la Precision Bass de Fender grâce à son canal Bass, mais sera également utilisé par la suite par de nombreux guitaristes grâce à son deuxième canal dit Normal. Le Fender Bassman combo, affichant une puissance de 50 W, est au départ équipé d'un seul haut-parleur. Un Bassman double corps doté de 4 haut-parleurs Jensen de 10 pouces dans une enceinte séparée est produit à partir de 1954. Tom Jennings fonde la société Univox en 1951 et démarre la production du VOX AC30 en 1957, amplificateur de 30 W équipé de 2 haut-parleurs, utilisé par The Shadows à partir de 1960.

1960

En 1962, Jim Marshall, devant la demande d'artistes tels que Pete Townshend et John Entwistle pour des amplificateurs plus puissants, démarre la production du Marshall JTM45, inspiré du modèle Fender Bassman à 4 haut-parleurs. Le JTM45 affiche une puissance de 50 W. Jim Marshall choisit de séparer le baffle à 4 haut-parleurs Celestion 12 pouces de l'électronique, se présentant quant à elle sous la forme de « tête » d'amplificateur. Le modèle JTM 100, d'une puissance de 100 watts et commercialisé à partir de 1965, est le premier amplificateur guitare à utiliser un étage redresseur transistorisé. Jimi Hendrix adopte les amplificateurs Marshall à partir de 1966. En 1967, apparition de la série Marshall JMP, et notamment de la tête d'amplificateur JMP Super Lead, de 100 W équipée de lampes de puissance KT66, puis de lampes EL34 à partir de 1970. 

En 1967, Robert Gallien (qui fondera par la suite la société Gallien-Krueger) travaille à l'élaboration de l'un des premiers amplificateurs guitare transistorisés. Il parvient à mettre au point le « GMT 226A », un amplificateur de 220 watts qui est immédiatement utilisé par Carlos Santana, notamment pour l'enregistrement de son premier album, et sur scène au Festival de Woodstock. À la demande de certains Jazzmen, et des bassistes, la société Ampeg se spécialise dans les années 1960, dans les amplificateurs pouvant produire un son « clair » (contrairement à Marshall, qui se spécialise dans les sons « overdrive ») à fort volume. En 1969, Ampeg présente au NAMM show de Chicago la tête d'amplificateur basse SVT, équipée de six tubes de puissance 6146, et affichant une puissance de 300 watts. À partir de 1967, Randall Smith (fondateur de Mesa-Boogie) réalise des modifications sur des Fender Princeton pour leur rajouter gain et puissance. Ces amplificateurs customisés seront plébiscités par leurs utilisateurs, notamment Carlos Santana, qui les utilise pour l'enregistrement de son Album Abraxas en 1970).

1970

À partir de 1971, Randall Smith commercialise son premier modèle sous la marque Mesa Boogie, le Mark I, disponible en version 60 watts ou 100 watts et équipé d'un haut-parleur 12 pouces JBL et de 2 canaux. le Mark I est suivi du Mark II qui introduit la commutation de canaux via pédalier. La série des Mesa Boogie « Mark » sera par la suite continuellement étoffée et modernisée (Mark III, Mark IV,… ) . La société Laney, fondée en 1967, produit à partir du début des années 1970 l'un des premiers amplificateurs « high-gain » destinés au heavy metal : le stack LA100BL de 100 Watt est adopté entre autres par Tony Iommi, guitariste de Black Sabbath. Laney diversifiera par la suite sa production, incluant des amplificateurs plus polyvalents . En 1974, Musicman, société fondée par Leo Fender commercialise les premières versions de l'amplificateur « Sixty Five », conçu autour d'un étage préamplificateur transistorisé et de lampes de puissance Sylvania 6CA7, suivi d'un modèle 130 watts en 1979. Les amplificateurs Musicman seront utilisés entre autres par Mark Knopfler.

En 1975, Marshall ajoute un "Master Volume" dans son modèle "2203 JMP Master Volume Lead", permettant aux guitaristes de pousser la saturation de l'étage de préamplification indépendamment du volume sonore. Également en 1975 la société japonaise Roland commercialise le « JC-120 Jazz Chorus Guitar Amplifier », un amplificateur stéréo transistorisé de 2 x 60 watts doté de 2 canaux (non commutables) et 2 haut-parleurs de 12 pouces à haut rendement permettant d'obtenir des sons clairs à très haut volume sonore. Le Jazz-Chorus est le premier amplificateur équipé d'un effet chorus « naturel », obtenu par mélange acoustique de deux sons déphasés produits par 2 amplificateurs indépendants. Le Jazz-Chorus sera utilisé par de nombreux guitaristes, notamment Wes Borland, Andy Summers, Robert Fripp, Adrian Belew, Robert Smith, James Hetfield, et de nombreux jazzmen…

Les années 70 marquent aussi le début de la production sur mesure et en très petite quantité des amplificateurs Dumble (Dumbleland, Steel String Singer et Overdrive Special) par Alexander Dumble. Ces amplificateurs sont réputés pour leur son et de nombreux musiciens professionnels en firent l’éloge. Ils sont utilisés par de nombreux guitaristes, tel que Stevie Ray Vaughan, Robben Ford, Larry Carlton, Carlos Santana, Eric Clapton, ... À cause de leur rareté, les amplificateurs Dumble se revendent à de très haut prix (entre 70000$ et 150000$), les faisant les amplificateurs les plus chères sur le marché de l’occasion.

1980

En 1980, Tom Scholz, guitariste cofondateur du groupe Boston, crée la société Scholz Research & Development, Inc.. Le premier produit de SR&D est le « Power-Soak », un atténuateur de puissance qui, placé entre l'amplificateur et le haut-parleur permet de pousser le master de l'amplificateur tout en conservant un faible volume sonore. En 1982, SR&D commercialise le « Rockman », un mini-amplificateur pour casque stéréo reproduisant des sons originaux et réalistes. De nombreux guitaristes l'utiliseront en studio d'enregistrement dans les années 1980 (ZZ Top, Def Leppard,… ). SR&D produira par la suite une série de boîtiers d'effets rackables ainsi qu'un amplificateur stéréo. SR&D sera racheté par Dunlop en 1995. En 1989, Andrew Barta conçoit le « Sansamp », un boîtier simulateur d'amplificateur / simulateur de haut-parleur, et fonde par la même occasion la société Tech 21. Le Sansamp est un préamplificateur de technologie MOSFET entièrement analogique permettant d'obtenir des sons overdrive d'une grande qualité. Il est utilisé par de nombreux guitaristes en tant que « boite de direct », en studio d'enregistrement ou sur scène. La société Tech 21 commercialisera par la suite une gamme d'amplificateurs, utilisés entre autres par Les Paul et Alex Skolnick.

1990

En 1994, Fender commercialise son modèle Blues Deluxe qui deviendra l'un des amplificateurs les plus utilisés dans le monde. Le Blues Deluxe est un amplificateur combo de 40 W à tubes polyvalent, équipé de 2 lampes de puissance 6L6 produisant un son clair ou un overdrive léger. Le bon rendement du Fender Blues Deluxe lui permet de délivrer des volumes sonore équivalents à certains amplificateurs affichant une puissance plus élevée. L'étage de préamplification est de type mono-canal doté de 2 niveaux de gain commutables via un pédalier. À partir 1996, Fender propose une version plus moderne de cet amplificateur sous la dénomination Hot Rod Deluxe dotée de 3 niveaux de gain commutables.

Rédigé par Rolling Stones Stories

Publié dans #Amplificateurs, #Matériel

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