Pourquoi ne pas brancher un micro dynamique ou statique directement dans une pédale de guitare?

Introduction.

Nous sommes en 2018 et l'offre de pédales d'effets pour guitares et basses est toujours aussi folle. Mais, malheureusement pour nos amis chanteurs ou instrumentistes, le nombre de pédales d'effets permettant de brancher directement un micro en XLR reste assez limité. De fait, de nombreux musiciens téméraires attirés par les possibilités pléthoriques des pédales d'effets de guitare ne s’embarrassent pas pour autant et branchent directement leurs micros dynamiques dans les pédales via un adaptateur XLR => Jack.

Malheureusement, même si ça ne marche pas trop mal, cette façon de faire pose plusieurs problèmes que nous allons examiner ci dessous. Il est important de noter que cet article s'applique pour les micros statiques ou à condensateurs, les micros dynamiques, les électrets, les micros à rubans, mais pas les micros ayant un pré-ampli intégré (Certains micros à condensateur ou électret ont un préampli vendu avec). Les micros piezo que l'on trouve parfois dans les micros de becs pour saxophones ou clarinettes ne sont pas non plus concernés.

XLR vs Jack
Ca va pas le faire...

1-Le GAIN! Le GAIN! Le GAIN! Le GAIN! Le GAIN! Le GAIN!

Si tu branches quelques chose dans une pédale de guitare, il faut maintenant résonner comme un guitariste: il faut plus de GAIN!
Et c'est le problème le plus simple à comprendre, le niveau de sortie d'un micro de guitare est supérieur au niveau de sortie d'un micro dynamique et dans une moindre mesure à celui d'un micro à condensateur. Par exemple on pourra tirer 50mV grand maximum en hurlant dans un micro statique, alors qu'une Télécaster avec des micros simples à niveau de sortie faible sort 100mV sans forcer. Un micro a condensateur sera capable d'égaler le niveau de sortie des micros guitares les plus faibles, mais un humbucker moderne est capable de sortir 1V sans problème...

Guitar VS Mic
L'exemple ci dessus montre en bleu clair à gauche le signal de ma Télécaster avec un micro Hepcat Nocaster en jouant quelques accords, le signal jaune à droite provient du Pr. Zorg hurlant dans un micro AKG D5.

Ce faible niveau ne sera pas forcément un handicap sur des pédales de délai ou reverb, mais les distorsions les plus sauvages deviendront de vagues crunchs, les auto-whas ne seront pas auto ni wha, les compresseurs devront être poussés plus loin si possible, etc...

2-Suppression des signaux symétriques.

Un jack de guitare connecte deux fils: le signal et la masse. Un XLR de micro en connecte trois, on les appelle Chaud, Froid et Masse. Ces trois signaux servent à transmettre un signal que l'on dit symétrique. On le dit symétrique tout simplement parce que le signal de Froid est l'inverse du signal de Chaud, voir figure 1 ci contre.

Pour connecter votre micro directement à un jack de guitare, il vous faudra supprimer soit Chaud, soit Froid, et vous allez perdre les propriétés fantastiques d'une ligne de signal symétrique. Concrètement le niveau sera divisé par deux (comme si c'était pas déjà faible...), et vous perdez la possibilité de réjection de bruit (voir point n°3).

Perte de niveau

La division par deux du niveau est expliquée très facilement. En fait un préampli micro reçoit Chaud et Froid et amplifie la différence entre les deux signaux (Voir figure 2). Si on considère que ce préampli a un gain de 1, il fait l'opération:

Sortie = 1 x (Froid - Chaud).
Donc quand Chaud et Froid se croisent et valent 0, Sortie = 0.
Et à l'inverse quand Chaud est à -1 et Froid à 1,
Sortie = 1x(1- (-1)) = 2.
Donc le signal recombiné ressort multiplié par deux même sans gain. Ceci n'est possible que si Chaud et Froid sont symétriques et donc impossible sur une entrée de pédale guitare

Signal symétrique
Figure 1: Signal symétrique


Sortie Symétrique
Figure 2: recombinaison de signaux symétriques


3-Réduction du bruit.

Si on reprend le calcul ci dessus:

Sortie = 1 x (Froid - Chaud)
Et que l'on ajoute du bruit sur la ligne on se rend compte que celui ci est annulé lors de la recombinaison des signaux par le préampli (voir figure 3).

En fait le bruit induit sur la ligne ne peut pas être symétrique, sinon c'est un bruit qui est rentré par la membrane micro, et là, par exemple il faudra dire à votre guitariste de se taire. Les bruits apparaissant sur la ligne le sont par induction électromagnétique, par exemple le bon vieux 50Hz de l’installation électrique qui vous entoure (certainement le plus gênant), des antennes de téléphones portables, les ondes radios AM/FM, ou bien sur une grosse scène le système de lumière avec tous ses moteurs...

Et donc comme ce bruit n'est pas symétrique, il est rejeté. Par exemple, sans bruit au maximum on avait:

Sortie = 1 x (Froid - Chaud) = 1x(1- (-1)) = 2.
Mais maintenant qu'il y a du bruit, les maximums sont devenus 1.2 et -0.8, la sortie devient donc:
Sortie = 1 x (Froid - Chaud) = 1x(1.2- (-0.8)) = 2
On retrouve le signal tout propre!

Corollaire de la réjection de bruit, un XLR peut être beaucoup plus long qu'un jack, alors qu'avec 5m un jack commence à poser des soucis, une ligne symétrique XLR peut courir sur 30m sans trop d'ennuis...

Noise
Suppression du bruit par recombinaison des signaux

4-Micros statiques et électrets.

Bon là c'est très simple, pour fonctionner ces micros ont besoin d'une alimentation fantôme allant de 9V à 48V. Aucune pédale de guitare ne propose ça. Donc soit il vous faut ajouter une bloc d'alimentation fantôme, soit il vous faut une préampli qui peut fournir une alimentation fantôme.

5-Impédance.

Pour les non initiés, c'est chaud à comprendre. Je vais tenter de faire simple... Un micro (de guitare, dynamique ou statique) a une impédance de sortie, et une pédale a une impédance d'entrée. Une entrée micro de votre table de mixage a aussi une impédance d'entrée d'ailleurs. Il se trouve que pour que votre micro donne le meilleur de lui même il faut que l'impédance d'entrée du dispositif qui va recevoir ce micro soit adaptée. Et pour, faire simple, une impédance d'entrée adaptée est de l'ordre de dix fois l'impédance de sortie du micro...

Posons quelques valeurs d'impédances pour mieux comprendre de quoi on parle (on la mesure en Ohm):

Micros dynamiques ou statiques:

  • Shure SM57 et SM58: 150 Ohms
  • Senheiser MD421, MD441: 200 Ohms
  • Senheiser E609: 350 Ohms
  • AKG C519: 200 Ohms
  • Electro Voice RE20: 150 Ohms

Micros guitare:

  • Fender Custom '69 Strat® Pickups: 5800 Ohms
  • Fender Texas Special™ Tele® Pickups: 9500/10500 Ohms
  • Fender Custom Shop Custom ’60s Jazz Bass Pickups: 7100 Ohms
  • Gibson Classic 57 Humbucker: 7500 Ohms
  • Dimarzio X2N®: 15830 Ohms

Un rapide coup d'oeil permet de voir qu'un micro statique ou dynamique a une impédance de quelques centaines d'Ohms, alors que les micros de guitare ont une impédance de plusieurs milliers voir dizaine de milliers d'Ohms. Une impédance d'entrée d'une pédale adaptée serait donc entre 70 000 Ohms et 150 000 Ohms. Dans les faits, on utilise parfois des impédances encore plus élevées en entrée pour rendre le signal de guitare plus brillant. Il n'est pas rare d'avoir 1 000 000 Ohm ou plus sur certaines pédales.

A l'inverse une impédance d'entrée adaptée aux micros statiques ou dynamiques serait plutôt entre 1000 et 3000 Ohms. Ce qui est le cas sur une entrée micro faible impédance de table de mixage. Les tables de mixages de studio ayant des entrées sur transformateurs ont des impédance de 600 Ohms.

Donc l'impédance d'entrée d'une pédale de guitare n'est pas du tout la bonne pour un micro statique ou dynamique. Ok mais alors...

Concrètement ça fait quoi que l'impédance ne soit pas adaptée?

Et bien c'est très simple: la qualité du signal reçu par la pédale sera mauvaise, le niveau de sortie du micro sera altéré (le GAIN bon sang!!!) ainsi que potentiellement sa réponse en fréquence. Je vais pas continuer à faire un long blabla, deux courbes suffiront.

Le dispositif permettant d'obtenir ces courbes est le suivant: à gain identique un micro est rentré dans l'entrée micro de ma carte son et sa réponse en fréquence est mesurée pour obtenir la courbe verte. La courbe bleue est obtenue en branchant le micro dans un buffer de guitare dont l'impédance est de 1 000 000 Ohms. La sortie du buffer est envoyé vers l'entrée instrument de la carte son.

MD421 Pedal VS Mic
Courbes faites avec un senheiser MD421

Sur ces courbes ci dessus, on voit que la courbe passant par le buffer perd énormément de basses fréquences et un peu de bas medium. L’apparition d'un 50Hz très fort est dû à la perte de symétrie décrite en 2.

Conclusion

Évidemment, vous l'avez pas vu venir: tout ça pour vous signaler que le préampli au format pédale Blow! permet d'utiliser des pédales de guitare ou de basse sans les 5 inconvénients décrits ci dessus!

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