Sans frame
No frame

Plan du site
To index page

Tous mes sites
To all my Web sites

7 - Micro et "circuits RLC résonants"

Choose your language:

Google translator

(Traductor, traidor!)


Circuits intéressés


I - Circuit interne au micro:

Dans la pratique, si un micro développe sa propre force électromotrice (ou f.e.m.), celle-ci agit sur un circuit interne, composé de:

  • la résistance interne R des bobines
  • en série avec la self induction L des bobines sises dans leur entrefer
  • en série avec une capacité de fuite C, souvent oubliée, car invisible. 

Le schéma équivalent au micro seul est alors:


A gauche la tension d'entrée Ve (la fameuse f.e.m.). A droite, la tension de sortie Vs

Le micro est donc soumis à un filtre interne, dit "filtre série RLC du second ordre", et sa tension de sortie Vs est liée à la la tension d'entrée Ve (ou f.e.m.), suivant une courbe du genre suivant:

(on éludera ici la démonstration, classique chez les électriciens - voir le pdf correspondant dû à Philippe Roux - , mais rébarbative pour un guitariste candide)

Courbe typique de variation de Vs/Ve en dB, en fonction de la fréquence,
analogue à celle de l'inverse de l'impédance (ou admittance) du micro.

Plus précisément, le rapport Vs/Ve, qui indique la valeur relative de la tension de sortie du micro:

  • démarre de la valeur 1 (soit 0 dB),
  • pour augmenter, à la fréquence f0 dite "fréquence de résonance", jusqu'à une valeur maximale dite "pic de résonance",
  • pour finalement diminuer constamment, en suivant une pente tendant vers 12 dB par octave.

Enfin, à la vue des pentes abruptes de la courbe, il est facile d'imaginer l'importance sur la sonorité générale du micro:

  • des valeurs de la fréquence de résonance,
  • du "pic" maximum de la courbe obtenu à la résonance,
  • de la largeur du pic de résonance.

On pourrait démontrer que la valeur de la fréquence de résonance f0 est telle que:

1/f0 = 2π(LC)1/2

La fréquence de résonance f0 diminue donc comme LC


La valeur de la résistance interne R, quant à elle, agit sur la valeur du pic de résonance et sur l'étalement de la courbe autour du pic.
Plus précisément, on pourrait démonter que:

  • à la fréquence de résonance f0, l'impédance interne du micro est uniquement résistive, et précisément égale à R
  • la hauteur du "pic" varie commeLC /R,
  • et l'étalement de la courbe autour du "pic", croît avec L/R.

Et comme R correspond à une perte d'énergie par échauffement, il est logique de dire que: la résistance interne R agit comme un "amortissement" de la résonance.


Enfin, on doit préciser que les raisonnement ici tenus ne sont strictement valables que pour un micro qui ne débiterait aucun courant, ou alors un courant très faible.

II - Circuits externes:

Le (ou les micros) est généralement suivi d'un premier potentiomètre de volume ou/et d'un second, dit de tonalité, puis d'un câble de liaison et enfin de l'impédance d'entrée du pré-ampli.

Et le circuit électrique global est constitué de la concaténation de ces filtres successifs.

Mais, pour simplifier, nous nous bornerons à la concaténation:

  • du micro, avec sa force électromotrice e, sa résistance interne R, son inductance L et sa capacité de fuite parasite C,
  • suivie d'un potentiomètre de valeur totale R1,


aller plus loin, ce circuit de filtre interne au micro, est lui-même suivi d'un second filtre externe également dit "du second ordre", composé du câble de liaison et de sa capacité de fuite, raccordé sur l'impédance d'entée du pré-ampli, suivant le schéma équivalent:

Schéma électrique équivalent à un micro, suivi d'un potentiomètre de volume et d'un câble de liaison.


On voit immédiatement (en négligeant C2 et 1/R2 qui sont très petits, par hypothèse) que la performance du système dépend grandement de l'adaptation d'impédance entre le micro et le potentiomètre de volume (ou/et de "tonalité).

Dans les cas les plus usités, il faudra donc utiliser des potentiomètres de valeur plus élevées pour des "humbuckers" (de l'ordre de 500 kOhms) que pour des "single coils" (qui se contenteront de l'ordre de 250 kOhms), afin de minimiser les pertes d'aigus.
 

III - Autres circuits embarqués:

Nous avons oublié, pour simplification, les circuits annexes embarqués, souvent commandés par des potentiomètres, contacteurs, et "switches" divers, qui s'interposent couramment entre micro et jack de sortie.

On voit immédiatement que la capacité de fuite interne du micro est associée, au minimum, à une seconde capacité de fuite externe, qui joue donc également sur la fréquence de coupure et le "pic" de l'ensemble.

Les autres circuits embarqués ont donc une influence. Mais la multiplicité des cas possibles fait repousser leur analyse à une éventuelle future page.

On peut cependant citer des phénomènes avérés, mais peu ou mal connus:

  • Un "pic" élevé est favorisé par l'ouverture totale des potentiomètres, voire leur neutralisation complète.
  • Il est également favorisé par un câblage en mono-fil (non blindé), à condition qu'il soit parfaitement réalisé.
  • Enfin, on peut ajouter que toute complication de ces circuits se traduit immanquablement par une augmentation des capacités de fuite, donc par une diminution du fameux "pic".

Ces principes ont été souvent adoptés par les frères Jacobacci, dans leurs œuvres les plus raffinées.

D'où la notion qui m'est chère de "guitare d'homme", plaisanterie destinée à promouvoir la guitare de jazz munie d'un seul micro, jouée avec ses deux potentiomètres ouvert à fond.




Haut de page

Valeurs usuelles


La fréquence de résonance de la plupart des micros usuels combinés avec des câbles le liaison courants, tourne entre 2000 et 5000 Hz. C'est la plage où l'oreille humaine à la meilleure sensibilité. Une succincte corrélation subjective entre fréquences de résonance et sonorités indique que:
  • à 2000 Hz, le son est "chaud" et "moelleux"
  • à 3000 Hz, "brillant" ou "présent"
  • à 4000 Hz, "perçant"
  • à 5000 Hz, "strident" mais "peu charpenté"

Bien entendu, le son dépend également de la hauteur du pic de résonance. Un pic élevé produit un son puissant et fortement personnalisé; un pic atténué, un son affaibli, particulièrement avec des "solid bodies" qui n'ont aucune caisse de résonance.
La hauteur du pic de la plupart des micros varie de 1 à 4.
Il dépend des matériaux magnétiques, du bobinage et des capots métalliques des micros (souvent ôtés, pour un obtention d'un "pic" plus élevé, mais ... plus de parasites, en contrepartie).

Toujours en oubliant l'influence des autres circuits embarqués (par commodité simplificatrice), la fréquence de résonance dépend à la fois de l'inductance L du micro (généralement compris entre 1 et 10 Henrys) et de la capacité de fuite totale C. C est la somme de la capacité de fuite du bobinage (environs 80-200 pF) et de celle du câble de liaison (environs 300-1000 pF).

Il est donc clair que le câble de liaison soit être choisi avec discernement.

Pour résumer, on peut dire que:

  • si le "son" propre à un micro est dessiné par sa fenêtre de lecture,
  • il est coloré par son circuit résonant interne et par les circuits résonants suivants.




Haut de page


"Moteur" et "freins" du micro.



L'habitude des fainéants est d'expliquer la sonorité d'un micro, uniquement par la notion, plus ou moins bien digérée, de circuit résonant.

C'est oublier le rôle primordial de la "fenêtre de lecture", véritable moteur du micro, dont les circuits résonants ne sont que les freins sélectifs.

Cependant, il est utile en pratique d'étudier l'influence de l'association de plusieurs circuits résonants sur la sonorité finale, tant dans les montages "série" qu'en "dérivation", sans oublier le rôle des couplages magnétiques, trop souvent négligé dans les études superficielles.

Ces considérations sortent néanmoins du cadre de cette étude et sont traités à part, sur une page Web dédiée:

Enfin, ne vous fiez en aucun cas aux schémas et valeurs fournis par les constructeurs de micro. Sauf exception, ce ne sont que des souhaits de leurs directeur de la communication (directeur de la pub, en langage courant). Malheureusement (ou heureusement?), le client ordinaire n'a que ses oreilles pour juger.




Haut de page

Vous avez aimé ce site? Vous désirez le recommander à un ami?
Did you like this web site? Do you want to tell a friend of yours?
 

Haut de page


Mise à jour, par Jean-Pierre "lbop" Bourgeois ©
 

 Page réalisée sur Mac , optimisée et vérifiée pour Firefox, Mac et PC Firefox 2