Un autre clone de Big Muff: Black Keys!

Voici un autre clone de Big Muff! Cette fois, je me suis inspiré des Black Keys (si vous ne connaissez pas ce groupe, c'est le moment d'écouter, c'est super!). Dan Auerbach, le guitariste / chanteur du groupe, utilise pas mal de fuzz, notamment une Big Muff russe, et une Earthquaker Devices Hoof (une autre Big Muff avec des modifs intéressantes...)

J'ai donc décidé de mélanger ces deux variants dans une Big Muff, que voici:

Comme vous l'aurez remarqué, il y a 4 potentiomètres: les 3 potentiomètres classiques d'une Big Muff, à savoir Volume, Sustain et Tone, et un contrôle pour les médiums! Comme vous le savez peut être déjà, les Big Muff peuvent être pénibles car elles nous font perdre beaucoup de fréquences médiums, ce qui a un effet négatif : quand la Big Muff est activée, on disparait du mix ! Cela peut être sympa si on ne veut pas trop se mettre en avant (des riffs un peu heavy avec un chanteur, ou un autre guitariste soliste...etc). Cependant si on veut faire un solo par exemple, on est condamné à être réduit au silence à cause de la Big Muff !

Pour éviter cela, beaucoup de clones de Big Muff incorporent aujourd'hui le tonestack d'AMZ qui vous permet d'avoir un contrôle pour les mediums. La Hoof a ce genre de système, qui est vraiment très utile quand on joue en groupe. J'ai donc décidé de l'insérer.

J'ai poli le boitier avec du papier de verre, à gros grain d'abord (180), puis à grain fin (460). J'ai vernis le boitier pour éviter l'oxydation. Je suis très satisfait du résultats, qui évoque en plus mon précédent clone de Big Muff !

 

Comme d'habitude, j'ai utilisé les logos gravés au laser que j'ai fait précédemment:

J'ai aussi réutilisé le circuit imprimé de chez musikding, nommé "Der Muff". Honnêtement, ce PCB n'est pas très cher (4,5 euros), mais il est monocouche, et donc assez gros. Il ne rentre que dans une boite 1590BB minimum. De plus, les pads pour connecter l'alimentation, la masse, input et output sont vraiment mal placés, et il y a beaucoup d'espaces inutilisés... Je suis en train de travailler sur le design d'un PCB que j'utiliserai pour mes prochains builds. A priori, ça devrait rentrer dans une 1590B, et permettre de réaliser n'importe quelle Big Muff EHX ou boutique. J'y ai incorporé le potentiomètre de mediums (qui est de toute façon facultatif).

Au niveau des valeurs de composants, j'ai mélangé la Hoof et une Ram's Head / green muff pour avoir quelque chose de sympa à l'oreille. J'ai utilisé des condensateurs Panasonic ECQ, des transistors 2n5089 (avec un MPSA18 en sortie pour avoir un gros volume de sortie). Pour le tonestack, j'ai utilisé exactement les même valeurs que celles recommandées par AMZ pour la version 2 du tonestack. 

J'ai essayé d'utiliser des transistors germanium (AC187) pour la section de clipping, comme sur la Hoof, mais cela n'a pas été très satisfaisant. On perd beaucoup de volume de sortie (hfe un peu plus faible des transistors germanium), et surtout on n'entends pas vraiment beaucoup de différences avec les transistors silicium classiques. A mon avis, c'est logique car les transistors germanium "s'entendent" plus quand ils saturent, or dans la Big Muff il n'y a pas de saturation des transistors.

Vous pouvez remarquer qu'à la place des classiques diodes 1n914, il y a des LEDs sur le circuit imprimé... En fait, les LEDs étant par définition des diodes, on peut les utiliser pour le clipping ! Elles ont une tension de seuil d'environ 1,6V (pour les LEDs rouges), ce qui est beaucoup comparé aux diodes silicone (0,6V) ou germanium (0,35V). Il se trouve que cela sonne vraiment bien avec une Big Muff. Le son est plus brillant, moins compressé, ça donne vraiment un peu d'air au son de la Big Muff, et peut la faire sonner un peu comme une overdrive, surtout en baissant le gain et en montant les mids !

 

La tension de seuil varie selon la couleur de la LED. Les diodes rouges ont la tension de seuil la plus basse, et les bleues la plus haute (2,8V !). Le son est très différent quand on place des Led bleues, les transistors commencent à saturer, et la Big Muff sonne très "écrasée", brouillon, pas super défini ou compressé comme une Big Muff normale... Les LED rouges sont bien mieux.

Comment ça sonne ?

Bon, ben désolé encore une fois, j'ai vraiment besoin de matos pour enregistrer proprement des démos de mes pédales... Pour l'instant pas possible, donc vous allez encore devoir me faire confiance ! Tout d'abord, je dois dire que le son est plus proche de celui de la Hoof que celui d'une Green Muff. Je pense que c'est principalement dû aux LED utilisées pour clipper le signal. Ca donne vraiment une touche sympa à la Muff, beaucoup plus "légère", moins compressée, un peu moins saturée, mais avec toujours pas mal de sustain. Ca donne pas mal de versatilité à la Big Muff, si on diminue le sustain, et augmente les mids, on a quelquechose quasiment proche d'une overdrive ! Je commence à comprendre pourquoi la EQD Hoof fut un succès !

Un truc marrant : si on remplace les LED par des diodes 1n914, on revient à un son de Big Muff typé russian ! Je ne comprends pas pourquoi personne n'a encore fait de switch pour ça ! C'est vraiment super, j'essaierai de mettre ça en place sur mon prochain clone.

Petit point négatif : je suis un peu déçu par le tonestack AMZ. Bien que le potentiomètre de mediums fonctionne très très bien, le potard de tone a un fonctionnement étrange. On a pas beaucoup de variation jusqu'au 2/3 et après boum! Tout devient suraigu... J'imagine que c'est à cause du potentiomètre logarithmique. Je ne comprends pas trop l'usage de ce potentiomètre ici... La prochaine fois je resterai sur un classique 100k linéaire !

De manière générale, elle sonne quand même super bien, et surtout elle est assez polyvalente comparée à d'autres Big Muff, le son va d'une overdrive classique avec pas mal de sustain jusqu'aux son de Big Muff plus classiques quand on joue avec le potentiomètre de sustain et de gain ! 

Analyse du circuit: le tonestack de la Big Muff

Je vous recommande tout d'abord de lire l'analyse globale du circuit de la Big Muff. Ici, on va détailler une section particulière de la Big Muff: le tonestack !

Le tonestack est une partie du circuit qui comporte cinq composants, qui vont permettra de régler l'équilibre basses / aigus de votre signal. Une des caractéristiques de ce tonestack, c'est qu'il vous bouffe les fréquences mediums:

Cela vous donne un son puissant, bien heavy. Cependant, le gros désavantage de cette disparition est que quand vous jouez en groupe, vous disparaissez du mix! En effet, les fréquences basses sont assurées plutôt... par la basse, alors que la batterie est à la fois présente dans les basses, et les aigus avec la caisse claire et cymbales... Quand vous jouez uniquement avec basse et aigu, vous vous mettez en compétition avec vos bandmates, et vous perdez (car vous êtes guitariste et pas bassiste !) Parfois, on a même l'impression que le son de la guitare a été coupé !


Voici le schéma du tonestack (j'ai utilisé les annotations de la Big Muff Page pour les noms des composants) :

Le tonestack est composé de deux filtres passif RC : un filtre passe haut et passe bas. Le potentiomètre de tonalité permet de mixer ces deux filtres pour laisser passer plus ou moins de basses ou aigus.

Un filtre passe haut laisse les fréquences passer quand elles sont au dessus d'une fréquence donnée (fréquence de coupe, cutoff en anglais), alors qu'un filtre passe bas laisse passer les fréquences en dessous d'une fréquence de coupure donnée. Voici deux exemples pour ces 2 cas pour vous éclairez un peu :

Si on résume, les filtres passe-haut laissent passer les aigus, et les filtre passe bas laissent passer les basses. Comme vous pouvez le voir sur le graphique ci dessus, le son n'est pas coupé d'un seul coup, mais progressivement à partir de la fréquence de coupure. On peut maintenant se demander : pourquoi les fréquences médium disparaissent ? Pour cela, on va calculer les fréquences de coupure des deux filtre. On peut calculer cela avec la formule :

 

Attention, R est en Ohms, et C en Farads. Prenons comme exemple une Ram's Head de la période "violet era". Voici le schéma du tonestack de cette version :

Nous pouvons calculer les fréquences de coupure de ces deux filtres, passe haut (HP) et passe bas (LP) :

Et voilà ! On a les fréquences de coupure ! Désolé pour les calculs barbares, je sais que ça peut faire peur ! Si vous avez la flemme de sortir votre calculette (ça se comprend ^^), il y a un super outil sur AMZ muzique qui vous permet de calculer les fréquences de coupure facilement. Or, ces fréquences de coupure sont clairement situées dans les fréquences médium (entre 200 et 2500 Hz à peu près). Si on représente ces filtres et qu'on les combine, voici ce que l'on voit :

Et boum ! Voilà d'où viens le mid scoop ! Comme nous l'avons vu précédemment, les valeurs des fréquences de coupure dépendent des valeurs des composents (R et C). Changer les valeurs de ces composants peut donc modifier le scoop des mediums ! Comme les valeurs des composants du circuit de la Big Muff ont pas mal changées au cours de son histoire, le scoop des mids est plus ou moins prononcé selon l'époque et les modèles. Voici les valeurs du tonestack pour les différentes versions et le scoop associé :

• Triangle Big Muff: R5: 22k , R8: 22k , C8: 0.01uF, C9: 0.004uF (723 / 1809 Hz - scoop important)
• Ram's Head Big Muff (73 version): R5: 33k , R8: 33k , C8: 0.01uF, C9: 0.004uF (482 / 1206 Hz - scoop présent)
• Ram's Head Big Muff (75 version): R5: 22k , R8: 39k , C8: 0.01uF, C9: 0.004uF (408 / 1809 Hz- scoop énorme)
• Big Muff "Civil War": R5: 22k, R8: 20k, C8: 0.01uF, C9: 0.0039uF (796 / 1855 Hz - scoop important)
• Big Muff Russian "Tall Fonts": R5: 22k, R8: 20k, C8: 0.01uF, C9: 0.0039uF (796 / 1855 Hz - scoop important)
• Big Muff Russian "Buble Fonts": R5: 22k, R8: 20k, C8: 0.01uF, C9: 0.0039uF (796 / 1855 Hz - scoop important)
• Egalisation "plate" : R5: 22k, R8: 39k, C8: 0.01uF, C9: 0.01uF (408 / 723 Hz - pas de scoop)
• Boost des mediums : R5: 22k, R8: 39k, C8: 0.0056uF, C9: 0.01uF (729 / 723 Hz - mids boostés)

OK, donc on peut modifier le scoop en changeant les valeur des composants... Mais comment changer ça progressivement avec un potentiomètre ?

AMZ fx a eu la super idée de remplacer la résistance R5 par une résistance plus un potentiomètre de 25k. Ainsi, on peut faire varier la fréquence de coupure du filtre passe haut. Ainsi, si on diminue la valeur de la résistance, la fréquence de coupure sera plus basse, et on aura plus de mediums !

On peut moduler les valeurs de C8, R8, C9 ou R5-1, dépendant du type de son que vous voulez.
Généralement, une petite valeur est utilisée pour R5-1 (comme 2,2k), et le potentiomètre de medium est un potentiomètre linéaire de 25k. C'est ce qui est utilisé pour ma Big Muff "Black Keys" ! Certains fabricants ont utilisé ce système pour ajouter un potentiomètre de medium sur leur version de la Big Muff. Voici quelques exemples :

• Earthquaker Devices Hoof fuzz: R8: 39k, C8: 0.0068uF, C9: 0.0068uF, R5-1: 2.2k
• AMZ fx v1: R8: 39k, C8: 0.01uF, C9: 0.012uF, R5-1: 3.3k
• AMZ fx v2: R8: 470k, C8:1500pF, C9: 0.015uF, R5-1: 3.3k, tone: 250kA (les valeurs que j'ai utilisées ici)
• Earthbound Audio Supercolider: R8: 39k, C8: 0.01uF, C9: 0.01uF, R5-1: 10k

Une autre technique pour récupérer des médiums est d'utiliser un potentiomètre de 100k pour rajouter petit à petit un condensateur à valeur élevée en parallèle avec C9, qui va diminuer la fréquence de coupure de filtre passe haut, et vous redonner des précieux mids:

Ce système a aussi été utilisé dans plusieurs clones de Big Muff :

• Blackout Effectors Musket Fuzz: R8: 10k, C8: 0.047uF, C9: 0.0033uF, C9bis: 0.047uF R5-1: 56k
• Mojo Hand FX Colossus: R8: 10k, C8: 0.047uF, C9: 0.022uF, C9bis: 0.056uF R5-1: 47k
• Mojo Hand FX Iron Bell: R8: 18k, C8: 0.01uF, C9: 0.0068uF, C9bis: 0.033uF R5-1: 33k

Personnellement, je préfère la version d'AMZ FX. En effet, on peut facilement modifier le système pour revenir à un tonestack de Big Muff normal. Il suffit de placer la résistance que l'on veut pour R5, et de relier les pads du potentiomètre à la masse. Je vais utiliser ce système sur mon PCB de Big Muff. De plus, ça évite d'ajouter un condensateur en plus sur les PCB de Big Muff qui sont déjà chargés...

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Pour aller plus loin (en anglais) :
AMZ Big muff tonestack: super explications à propos du tonestack et modifs possibles
AMZ RC filters cutoff calculator: outil pratique si vous ne voulez pas vous embêter à calculer les fréquences de coupure "à la main"
Big Muff mods and tweaks: des mods en pagaille, notamment pour le tonestack.
Réponse dans les différentes fréquences des différents modèles de Big Muff
Modder le tonestack de la Big Muff (guitarkitbuilder)