Swell

Compression · Circuit · Bronze

Retire l’attaque du médiator de chaque note et la laisse éclore, comme le ferait une main sur le bouton de volume. Sens dit à quel niveau une note compte comme une attaque, Attack combien de temps met la montée.

Le médiator disparaît. Chaque note sort du silence et éclot, comme un archet tire une note d’un violon, sans ton petit doigt sur le bouton de volume et sans pied sur une pédale. Joue une mélodie lente et elle chante comme une voix ; laisse sonner un accord et il monte comme un orgue ; mets un écho et une longue réverbération derrière et la guitare devient des nappes. Elle a besoin d’air : chaque nouvelle attaque relance la montée, alors un trait rapide reste dans l’ombre.

Son histoire

Les guitaristes l’ont d’abord fait à la main. Un « volume swell », c’est une note jouée volume baissé et montée pendant qu’elle sonne : l’attaque, où sont les harmoniques les plus brillantes, a disparu, et ce qui suit est doux et tenu. On l’appelle parfois « violining ». George Harrison jouait des swells à la pédale de volume sur « I Need You », « Yes It Is » et « Wait » des Beatles ; Roy Buchanan en a fait une part de sa voix ; Allan Holdsworth mariait les swells à la pédale avec un écho ; « Cathedral » d’Eddie Van Halen, sur Diver Down (1982), n’est joué qu’avec eux.

En 1979, Boss met le geste en boîte : la SG-1 Slow Gear, vendue de mai 1979 à février 1982, à 99,50 $. Elle partage son circuit avec le Noise Gate NF-1, sorti la même année, et fonctionne à l’envers : là où un noise gate coupe ce qui tombe sous un seuil, la Slow Gear coupe l’attaque et laisse le volume monter. Deux boutons, Sens pour dire à quelle force une note doit être attaquée pour compter, Attack pour dire à quelle vitesse elle monte. Elle sonnait, disait Boss, comme un guitariste qui joue du bouton de volume, presque comme un violon. Billy Corgan, Marty Friedman et Robbie Robertson font partie des guitaristes qu’on cite avec elle. Fabriquée en petit nombre et jamais rééditée en pédale, elle est devenue l’une des Boss les plus rares et les plus recherchées ; Boss a depuis mis son effet parmi ceux de la PX-1 Plugout FX.

La variante que tu joues

Il n’y a pas de pédale derrière : c’est un circuit écrit pour Robine Studio, le swell automatique que partagent toutes les slow gears, pas le schéma de la Slow Gear. Ses deux boutons portent les mêmes noms parce qu’ils font le même travail :

• deux enveloppes suivent ce que tu joues : une rapide, un détecteur de crête à diode, et une lente, la rapide lissée sur 100 ms. Au début d’une note la rapide est en avance sur la lente ; dans la tenue et la chute, non. Sens règle quelle part du signal leur arrive : Sens en haut, une note plus forte qu’environ −40 dBV compte comme une attaque, un toucher léger suffit ; en bas il faut environ −10 dBV, une attaque franche ;
• tant que l’enveloppe rapide mène, un comparateur allume un transistor, qui vide un condensateur de 2,2 µF : le son est baissé d’environ 41 dB, là où est le médiator ;
• une fois la note posée, le transistor lâche et le condensateur se recharge depuis 9 V à travers Attack : la constante de temps de la montée va de 0,1 s à 2,3 s, et le niveau revient à un dB de la fin après environ deux d’entre elles ;
• la tension du condensateur commande un JFET monté en résistance vers la masse, comme le fait le trémolo de la bibliothèque. Un JFET n’est une résistance que pour quelques millivolts, alors le signal est divisé par cent avant lui et remonté après ;
• au repos le condensateur est plein, et la pédale laisse passer le signal intact : elle retire, elle n’ajoute jamais.

Ce qui n’est pas modélisé : l’alimentation (le 9 V est une source idéale), le footswitch, le bruit d’un vrai JFET. Le comparateur est un gain idéal, avec un écrêtage d’un côté et la jonction du transistor de l’autre.

Pour commencer

• Un violon sur des notes seules : Sens assez haut pour que chaque note attaquée la déclenche, Attack vers le milieu ; joue lentement et laisse sonner chaque note.
• Des nappes : le preset d’usine « Nappes d’ambiance » la règle avec Sens à 0,6 et Attack à 0,5, devant un ampli clair, un écho à bande et l’Ambient Reverb : les notes éclosent sans leur attaque, et la réverbération les fond en nappe.
• Des montées lentes sous une chanson : Attack vers le haut, où la montée prend deux secondes et plus ; plaque un accord et laisse-le faire. Si des notes douces passent avec leur médiator, monte Sens.

Le circuit

Une ligne par composant : son nom, les nœuds où il est branché, sa valeur (2.2e-6 vaut 2,2 µF, 4.7e4 vaut 47 kΩ). Une ligne P est un potentiomètre : son extrémité haute, son curseur, son extrémité basse. Une ligne E est un amplificateur idéal, le dernier nombre son gain ; D, Q et J sont la diode, le transistor et le JFET, leurs modèles à la fin.

Robine swell
* Written for robine-spice. Not a model of a particular pedal: the auto-swell
* every "slow gear" shares, which takes the pick off each note and lets it
* bloom, the way a hand on the volume knob does. It is the first thing an
* ambient guitar wants, and it needs no delay line: it is a circuit through and
* through, so it is compared with ngspice like the others.
*   - Two envelopes follow the signal: a fast one (diode peak detector, 0.2 ms
*     up, 48 ms down) and a slow one that is the fast one low-passed (100 ms).
*     At the start of a note the fast envelope is ahead of the slow one; in
*     the sustain and in the decay it is not.
*   - A comparator (a gain of 100 on their difference, 50 mV of threshold)
*     turns a transistor on while the fast envelope leads. It empties the swell
*     capacitor (2.2 uF).
*   - When the note has settled the transistor lets go, and the capacitor
*     charges from 9 V through the Attack resistor (47 kOhm, then up to 1 MOhm
*     more). Its voltage closes a JFET used as a resistor to ground, the way the
*     tremolo does: the level goes from about -41 dB, where the pick is, to
*     nothing taken away. The JFET is only a resistor for a few millivolts
*     across it, so the signal is taken down by a hundred before it and back up
*     after.
*   - At rest the capacitor is full, and the pedal passes the signal untouched.
* Controls: Sens (how much of the signal reaches the detectors: a note must be
* louder than about -40 dBV at the top, -10 dBV at the bottom, to be heard as
* an attack), Attack (the time the swell takes: its time constant goes from 0.1
* to 2.3 s, and the level is back within a dB of the end after about two of them).
* Not modelled: the pedal's own supply (the 9 V is an ideal source), the
* footswitch, the noise of a real JFET. The comparator is an ideal gain with a
* clamp on one side and the transistor's junction on the other.
Vin in 0 DC 0
Rin in 0 1e6
Ebuffer dry 0 in 0 1

* Sensitivity and detectors.
PSens dry sens 0 1e4 taper=log pos=0.6
Eamp amp 0 sens 0 40
Rattack amp a 1e3
Dpk a ef d1n914
Cf ef 0 2.2e-7
Rf ef 0 2.2e5
Res ef es 2.2e4
Ces es 0 4.7e-6
Vth esth es DC 0.05
Ecmp cmpi 0 ef esth 100
Rcmp cmpi cmp 1e5
Dneg 0 cmp d1n914
Q1 sw cmp 0 q_npn

* The swell capacitor and what charges it.
Vcc vcc 0 DC 9
Rfix vcc a2 4.7e4
PAttack sw sw a2 1e6 taper=log pos=0.4
Cswell sw 0 2.2e-6

* The gain: a JFET used as a resistor to ground, its gate following the capacitor
* upside down, from 0 V (conducting) to -2.5 V (pinched off).
Egate gate 0 sw 0 -0.28
Epad pad 0 dry 0 0.01
Rseries pad mod 2.2e4
J1 mod gate 0 j_2n5952
Eout out 0 mod 0 100
Rload out 0 1e6
.model d1n914 D(IS=2.52n N=1.752)
.model q_npn NPN(IS=1e-14 BF=2e2 BR=1e0)
.model j_2n5952 NJF(VTO=-2.021e0 BETA=1.3143e-3 LAMBDA=4e-3 IS=1e-14)
.input Vin
.output out

Mesurée face à

Aucune vraie pédale : elle n’est la copie d’aucune, et une capture (NAM) tient une pédale qui répond tout de suite, pas un gain qui bouge sur des secondes. Elle est mesurée face à ngspice, le simulateur de référence, et sur une note pincée : un la qui sonne deux secondes, aux réglages de la netlist (Sens 0,6, Attack 0,4). Entre 0,2 et 0,4 s après l’attaque, la note est à plus de 35 dB en dessous ; deux secondes après, elle est revenue à un dB de la note entrée.

Sa note

Bronze, score 83,3. Le calcul est juste : ses deux boutons sont d’accord avec ngspice, et tout le circuit le suit à −38,6 dB à 48 kHz et −63,7 dB à 192 kHz. Le premier de ces deux chiffres est ce qui retient le score à 83 : la grille ne donne tous les points qu’à partir de −60 dB, et l’écart baisse de 25 dB quand la fréquence d’échantillonnage est quatre fois plus haute. Elle reste au bronze parce que rien de réel ne lui a été comparé (la note dit : 0 réglage sur 1 proche d’un vrai appareil).

Sources : Volume swell (Wikipédia), 1979, SG-1 Slow Gear (Boss), 1979 BOSS SG-1 Slow Gear (Crave Guitars), Timeless BOSS pedals reborn (Boss).