Distortion +

Overdrive et distorsion · Circuit · Bronze

Un ampli op qui attaque une paire de diodes au germanium vers la masse : le circuit par lequel cette bibliothèque a commencé.

Deux boutons, aucune tonalité, et l’ampli se met à rugir. Drive bas, c’est un crunch brut qui pousse l’ampli, doux quand il commence à écrêter puis granuleux, du grain de germanium. Monte-le et les notes saturent plus fort, les aigus avancent avec le gain et le sustain s’allonge : un solo qui passe à travers le groupe grâce à une bosse dans les médiums, ou des accords qui restent lourds et simples. C’est un son qu’on entend sur beaucoup de rock des années 70 et de metal des années 80.

Son histoire

MXR est fondée en 1972 à Rochester, dans l’État de New York, par Keith Barr et Terry Sherwood, deux amis du lycée. Leur première pédale est la Phase 90 ; après son succès, MXR sort trois pédales en 1974, et la Distortion + en fait partie. Un ampli op, une paire de diodes au germanium vers la masse, aucun transistor, deux boutons : Output et Distortion. En 1976, MXR remplace son logo « script » par le logo « block » ; le circuit ne change pas, mais les collectionneurs paient plus cher les boîtiers « script ». MXR ferme en 1984 ; Jim Dunlop rachète le nom et réédite la Distortion + en 1987.

Bien des guitaristes l’ont adoptée : Randy Rhoads l’a jouée avec Ozzy Osbourne, Dave Murray d’Iron Maiden s’en sert depuis le début des années 80, et Jerry Garcia, du Grateful Dead, n’utilisait qu’elle pour sa distorsion à la fin des années 70. Bob Mould, de Hüsker Dü, l’a jouée aussi, et Thom Yorke en a tiré beaucoup de ses sons saturés chez Radiohead.

La variante que tu joues

C’est le schéma LiveSPICE de la MXR Distortion +, converti composant par composant pour robine-spice (LiveSPICE est sous licence MIT, © Dillon Sharlet). Ses valeurs sont celles avec lesquelles travaille l’analyse de la pédale par ElectroSmash : un condensateur d’entrée de 10 nF, 4,7 kΩ et 47 nF du potentiomètre de Distortion vers la masse, un condensateur de 1 nF à côté des deux diodes, un Output de 10 kΩ. Avec le potentiomètre de Distortion de 1 MΩ du netlist, le gain de l’ampli op monte jusqu’à 213 fois (46,5 dB), le chiffre d’ElectroSmash, et le 47 nF laisse de plus en plus de basses hors de ce gain à mesure que Distortion monte : c’est pour ça que la pédale devient plus brillante en devenant plus sale.

Deux boutons, ceux de la pédale : Drive est sa Distortion, Level son Output. Dans la bibliothèque, elle s’appelle Distortion +, avec les overdrives, et c’est le circuit par lequel cette bibliothèque a commencé.

Ce qui n’est pas la pédale :

• l’alimentation : un 9 V idéal, et un 4,5 V idéal pour la polarisation de l’ampli op ;
• l’ampli op, un macro-modèle aux chiffres d’un 741 (200 V/mV, 1 MHz) : un pôle et les rails comme butées. Un vrai 741 ne peut pas varier plus vite qu’environ 0,5 V/µs (le chiffre d’ElectroSmash) ; le macro-modèle n’a pas cette limite ;
• les diodes : le modèle 1N34A de LiveSPICE. ElectroSmash donne celles de la pédale comme des 1N270, un autre germanium ;
• le footswitch : il n’y a pas de chemin de bypass, l’effet est toujours actif.

Pour commencer

• Drive à 2, Level en haut : le crunch qui pousse l’ampli. C’est aussi là que ce modèle a été mesuré le plus proche de la vraie pédale.
• Drive à partir de midi : plus de gain, plus d’aigus, plus de sustain, pour un solo. C’est là que le modèle s’écarte le plus de la pédale capturée (voir Sa note).

Le circuit

Une ligne par composant : son nom, les nœuds où il est branché, sa valeur (1e4 vaut 10 kΩ, 1e-9 vaut 1 nF). Une ligne P est un potentiomètre (ses deux extrémités puis le curseur entre les deux) ; taper est sa loi, pos sa position de départ. X1 est l’ampli op, décrit à la fin ; D1 et D2 sont les deux diodes, tête-bêche entre la sortie et la masse.

MXR Distortion +
* Converted by `spice-lab convert` from the LiveSPICE schematic
* "MXR Distortion +.schx" (LiveSPICE is MIT licensed, (c) Dillon Sharlet).
V1 in 0 DC 0
C1 in 0 1e-9
R1 n1 in 1e4
R2 n2 n3 1e6
C2 n3 n1 1e-8
R3 n4 n5 1e6
R4 n6 n7 4.7e3
PDrive n4 n7 n7 1e6 taper=antilog pos=0.5
C3 n6 0 4.7e-8
C4 n8 n5 1e-6
R5 n9 n8 1e4
C5 0 n9 1e-9
PLevel n9 out 0 1e4 taper=lin pos=1
V2 n2 0 DC 4.5e0
X1 n3 n4 n5 n10 0 opamp_ua741
V3 n10 0 DC 9e0
D1 0 n9 d_1n34a
D2 n9 0 d_1n34a
.subckt opamp_ua741 inp inn out vcc vee
Rin inp inn 2e6
Ggain 0 stage inp inn 2e2
Rstage stage 0 1e3
Cstage stage 0 3.1830988618379074e-5
Vhigh vcc top DC 2
Dhigh stage top opamp_clamp
Vlow bottom vee DC 2
Dlow bottom stage opamp_clamp
Gout 0 out stage out 1.3333333333333334e-2
.ends
.model d_1n34a D(IS=2e-7 N=1.3e0)
.model opamp_clamp D(IS=8e-16 N=1)
.input V1
.output out

Mesurée face à

Dix-huit captures d’une MXR Distortion + faites par OutmodedElectronics (TONE3000 #57603) : Output à 10 et à 8, Distortion de 2 à 10 pour chacun. Un bouton à « 2 » sur 10 est une rotation de 0,2, quelle que soit sa loi. Ces captures ne sont pas à nous : on les nomme, on ne les partage pas.

Le niveau d’entrée est celui que les captures enregistrent : 11,5 dBu, soit 4,12 V crête.

Sa note

Bronze, score 50,1. Le calcul est juste (il suit ngspice à −49,3 dB à 48 kHz, −73,0 dB à 192 kHz) et ses deux boutons se comportent bien. Sur une prise de guitare, face à la vraie pédale :

Output à 10 (Level 1,0) :

Output à 8 (Level 0,8) :

Deux réglages sont proches, tous deux avec Drive à 2 : moins de −10 dB d’écart et mieux que −2 en PEAQ, à Output 10 et à Output 8. C’est assez pour l’argent ; l’or en demanderait un troisième. Drive à 3 le rate de peu : à Output 10, l’écart est assez petit (−10,47 dB) mais le PEAQ est à −2,051.

C’est le score qui retient la médaille au bronze : 50,1, quand l’argent commence à 60. À partir de Drive 4, le modèle et la pédale se séparent, et plus Drive monte, plus ils diffèrent : à Drive maximum, l’écart est aussi fort que le signal lui-même. Même aux réglages proches, environ la moitié des trames portent un écart au-dessus du seuil de masquage de l’oreille.

Pourquoi l’écart grandit avec Drive n’a pas encore été mesuré. Le netlist a trois différences connues avec la pédale (la limite de vitesse de l’ampli op qui manque, le modèle 1N34A à la place du 1N270, l’alimentation idéale) ; on ne sait pas laquelle l’explique, ni si l’une d’elles l’explique, et rien n’a été changé pour faire coller les courbes.

Sources : MXR Distortion + (Wikipédia), MXR (Wikipédia), MXR Distortion+ Analysis (ElectroSmash, copie archivée), LiveSPICE, captures de la MXR Distortion+ par OutmodedElectronics (TONE3000).