Amplificateur pour guitare électrique

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 tubes ou transistors, modélisation numérique 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. 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 moindre[1]. Cette réduction de l'amplification a trois conséquences :

1. Le signal sortant n'est pas identique au signal entrant (ce qui, dans un amplificateur électronique d'usage général, s'appelle distorsion) ;
2. 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)[alpha 2] ;
3. 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 : 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.

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[alpha 3].

L'étage de préamplification d'un amplificateur pour guitare comprend généralement un contrôle de tonalité[2], 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 comme dans 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 deux 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)[3].

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[4].

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[5] 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. Initialement effectuée au moyen d'une « ligne à retard à ressorts », de manière mécanique, elle est de plus en plus remplacée par une réverbération numérique. Le trémolo (appelé improprement vibrato dans les amplis Fender), qui crée une variation cyclique du volume, ou le chorus, qui est incorporé au Jazz Chorus de Roland ont été souvent intégrés dans les amplis guitare.

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'ampli[6]. Dans ce but, certains amplificateurs pour guitare sont dotés d'un connecteur d' « insertion d'effet » permettant de raccorder des pédales d'effet ou des modules d'effets externes au bon endroit de la chaîne.

Avant l'introduction de l'insertion d'effet dans les années 1970-1980, les effets 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<[alpha 4] 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 est d'utiliser, plutôt que la sortie de l'étage préamplificateur, le son du haut-parleur repris par un microphone placé devant[7].

La sensibilité du haut-parleur a une influence significative sur la puissance acoustique restituée par l'amplificateur.

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.

Gibson est un des premiers fabricants d'amplificateurs pour guitare électrique, le premier modèle d'ampli Gibson apparait au catalogue de la marque en 1935[8].

Electro String Instrument Corporation embauche un ingénieur, Ralph Robertson, pour travailler sur une gamme de quatre amplificateurs. Les amplificateurs Rickenbacker influencent entre autres Leo Fender, qui au début des années 1940 a une activité de maintenance et réparations d'amplificateurs, dans son magasin de la banlieue de Fullerton en Californie[9].

Les premiers amplificateurs pour guitare de marque Rickenbacker affichent une puissance d'approximativement de dix watts RMS, 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.

Amplificateur Fender Champ de 1953 ayant beaucoup vécu.

La popularité de la guitare électrique entraîne une demande importante pour des amplis plus puissants. En 1949, Leo Fender, aidé de son ingénieur Don Randall, commence la production du modèle « Super Amp » affichant une puissance de cinquante watts, le « Twin Amp » apparaît en 1952, modifié en 1958 pour porter sa puissance à 80 W[10].

Le Fender Bassman, commercialisé à partir de 1952, est conçu spécialement pour sonoriser la Precision Bass 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 quatre haut-parleurs Jensen (en) de 10 pouces, dans une enceinte séparée est produit à partir de 1954.

Tom Jennings (en) fonde la société Univox en 1951 et commence la production du Vox AC30 en 1957, amplificateur de 30 W équipé de deux haut-parleurs, utilisé par The Shadows à partir de 1960[11]

En 1962, Jim Marshall, devant la demande d'artistes tels que Pete Townshend et John Entwistle pour des amplificateurs plus puissants, commence la production du Marshall JTM45, inspiré du modèle Fender Bassman à quatre haut-parleurs. Le JTM45 affiche une puissance de 50 W. Jim Marshall choisit de séparer le baffle à quatre haut-parleurs Celestion 12 pouces de l'électronique, laquelle se présente sous la forme d'une « tête » d'amplificateur[12].

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[13].

En 1967, Robert Gallien, qui fondera par la suite la société Gallien-Krueger, travaille à l'élaboration de l'un des premiers amplificateurs transistorisés. Il met 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[14].

À la demande de jazzmen et de 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 saturé 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[15].

À partir de 1967, Randall Smith, fondateur de Mesa Boogie, réalise des modifications sur des "Fender Princeton" pour leur ajouter gain et puissance. Ces amplificateurs customisés sont plébiscités par leurs utilisateurs, notamment Carlos Santana, qui les utilise pour l'enregistrement de son album Abraxas en 1970.

À partir de 1971, Randall Smith commercialise son premier modèle sous sa marque Mesa Boogie, le Mark I, disponible en version 60 ou 100 watts et équipé d'un haut-parleur de 12 pouces JBL et de deux canaux. le Mark I est suivi du Mark II qui introduit la commutation de canaux via un pédalier. La série des Mesa Boogie « Mark » sera par la suite continuellement étoffée et modernisée (Mark III, Mark IV, etc. )[16].

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 watts 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[17].

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 × 60 watts doté de deux canaux (non commutables) et deux haut-parleurs de 12 pouces à haut rendement permettant d'obtenir des sons clairs à volume sonore très élevé. Le Jazz-Chorus est le premier amplificateur équipé d'un effet chorus « naturel », obtenu par mélange acoustique de deux sons déphasés produits par deux 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 1970 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[18]. Ils sont utilisés par de nombreux guitaristes, tel que Stevie Ray Vaughan, Robben Ford, Larry Carlton, Carlos Santana, Eric Clapton, etc. À cause de leur rareté, les amplificateurs Dumble sont devenus les amplificateurs les plus chers sur le marché de l’occasion[19].

En 1980, Tom Scholz, guitariste cofondateur du groupe Boston, crée la société Scholz Research & Development, Inc. (en). 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, etc. ). 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[20]

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 (en). 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[21] - [22].

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 deux 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 deux 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 trois niveaux de gain commutables.

• (en) Daniel Queen, « AES Paper 450 : From Boom Box to Beatles, Baez, and Boccherini — The Electric Guitar at the Crossroads. », AES Convention, n^o 31,‎ octobre 1966
• (en) T. E. Rutt, « AES Preprint 2141 F-5 — Vacuum Tube Triode Nonlinearity as Part of The Electric Guitar Sound », AES Convention, n^o 76,‎ octobre 1984 (lire en ligne [PDF]) (voir archive)

• L’Amplificateur : Mode d'emploi - Sweepyto.net, 18 mais 2006