Treble Booster

Boost · Circuit · Bronze

Un transistor au germanium et un petit condensateur d’entrée : il laisse passer les aigus et pousse l’ampli avec eux.

Un bouton, et l’ampli se réveille. Place-le devant un ampli déjà au bord de la saturation : la guitare saute en avant, les basses s’amincissent, les aigus et le haut des médiums montent, et l’ampli part dans un grain doux et chantant qu’il ne te donnerait pas seul. Sur un ampli sombre ou avec des humbuckers, c’est lui qui laisse passer les notes.

Son histoire

Il n’y a pas une pédale derrière : il est écrit d’après les boosters à un transistor au germanium des années 60. Au milieu de cette décennie, les amplis à lampes britanniques comme le Vox AC30 et le Marshall JTM45 pouvaient sonner sombres et brouillons une fois poussés, surtout avec des humbuckers. La solution : un petit boîtier devant l’ampli qui relevait les aigus, avec un transistor au germanium qui ajoutait sa propre saturation et ses harmoniques.

Le plus connu est le Dallas Rangemaster Treble Booster, fabriqué à partir de 1965 par Dallas Musical Ltd à Londres, par un ingénieur dont personne ne connaît le nom. Un boîtier en tôle grise pliée avec un interrupteur et un bouton Boost, un transistor Mullard OC44, neuf composants en comptant le potentiomètre, une pile de 9 V à l’intérieur. Il était fait pour être posé sur l’ampli, pas par terre : son câble de sortie, soudé, allait directement dans l’ampli. Rory Gallagher, Brian May, Tony Iommi, Marc Bolan et Billy Gibbons s’en sont servis. L’histoire selon laquelle Eric Clapton en jouait avec les Blues Breakers de John Mayall n’a jamais été confirmée : aucun Rangemaster n’apparaît sur les photos de ces séances.

Les amplis plus clairs et plus fidèles et les pédales au sol l’ont fait passer de mode, puis la demande est revenue. Son circuit est simple et les originaux sont rares : il a été cloné bien des fois.

La variante que tu joues

Le Treble Booster est écrit pour robine-spice d’après ces boosters : un transistor PNP au germanium avec le plus à la masse, un condensateur d’entrée de 5 nF, assez petit pour ne laisser entrer surtout que les aigus, et le niveau pris sur la charge de collecteur du transistor. Boost est cette charge elle-même, la sortie sur son curseur.

Il est dans la bibliothèque pour ce que le modèle du transistor ajoute à un tel étage :

• ses capacités de jonction : celle entre collecteur et base est multipliée par le gain de l’étage (l’effet Miller), et ses 30 pF deviennent quelques nanofarads sur la base, face aux 5 nF du condensateur d’entrée ;
• la charge qu’il stocke quand il conduit, ce qui rend un transistor au germanium lent ;
• sa tension d’Early, qui baisse un peu le gain.

Les valeurs du transistor sont dans la plage d’un OC44, pas des mesures d’un OC44. Dans la bibliothèque, il s’appelle Treble Booster, avec les boosters.

robine-spice contient aussi un netlist du Dallas Rangemaster lui-même, écrit d’après son schéma publié, qui reprend le modèle de transistor de ce booster. Les deux ont tous leurs composants et toutes leurs valeurs en commun ; ils ne diffèrent que par la position de départ de Boost (0,8 ici, 1 là-bas). L’app joue le Treble Booster.

Ce qu’il n’est pas :

• une pédale mesurée : son transistor n’est pas un OC44 mesuré, et le germanium d’un exemplaire diffère du suivant ;
• une vraie pile : le 9 V est idéal.

Pour commencer

• Boost à 0,8, sa position de départ, devant l’AC30 Top Boost ou l’un des JCM800, l’ampli réglé juste au bord de la saturation.
• Boost plus bas : moins de niveau arrive à l’ampli, et il le pousse moins.

Le circuit

Une ligne par composant : son nom, les nœuds où il est branché, sa valeur (5e-9 vaut 5 nF, 4.7e5 vaut 470 kΩ). Q1 est le transistor (collecteur, base, émetteur), son modèle sur la ligne .model : CJE et CJC ses capacités de jonction, TF et TR la charge qu’il stocke, VAF sa tension d’Early. PBoost est le potentiomètre, ses deux extrémités sur le collecteur et sur l’alimentation, la sortie sur son curseur.

Robine treble booster
* Written for robine-spice, after the one-transistor germanium boosters of
* the 1960s: a PNP on a positive ground, an input capacitor small enough to
* let only the treble in, and the level taken from the collector load.
* It is here for what the transistor's own model adds to such a stage:
*   - its junction capacitances. The collector-base one (CJC) is multiplied
*     by the gain of the stage, which is the Miller effect: 30 pF becomes a
*     couple of nanofarads at the base, against a 5 nF input capacitor;
*   - the charge it stores when it conducts (TF, TR), which is what makes a
*     germanium transistor slow;
*   - its Early voltage (VAF), which lowers the gain a little.
* The values are in the range of an OC44 and are not measurements of one.
* Boost is the collector load itself: the output is its wiper.
Vin in 0 DC 0
C1 in b 5e-9
R1 vee b 4.7e5
R2 b 0 6.8e4
Q1 c b e oc44
R3 e 0 3.9e3
C2 e 0 4.7e-5
PBoost c w vee 1e4 taper=log pos=0.8
C3 w out 1e-8
Rload out 0 1e6
Vee vee 0 DC -9
.model oc44 PNP(IS=1.5e-6 BF=75 BR=5 VAF=40 TF=1e-8 TR=1e-6 CJE=4e-11 CJC=3e-11)
.input Vin
.output out

Mesurée face à

Aucune vraie pédale : le Treble Booster ne prétend en être aucune. Il est mesuré face à ngspice, le simulateur de référence, sur le même circuit et le même signal : −41,9 dB à 48 kHz, −66,4 dB à 192 kHz, et son bouton est d’accord avec lui. Les tests de robine-spice le tiennent aussi à la sortie de ngspice.

Le netlist du Rangemaster, le même circuit aux mêmes positions de Boost, a été comparé à six captures d’un Rangemaster de British Pedal Company faites par alemarfra (TONE3000 #45843), nommées d’après la position du bouton sur un cadran d’horloge, de 7 heures (0) à 17 heures (1). Les captures ne donnent pas leur niveau d’entrée : un niveau a été ajusté une fois, sur la capture « max » (2,0 V pour un signal à pleine échelle), et gardé. Ces captures ne sont pas à nous : on les nomme, on ne les partage pas.

Aucune n’est proche : un réglage compte à partir de −10 dB et d’un PEAQ de −2, et chacune manque les deux, de 1,57 à 2,18 dB sur l’écart et de 0,056 à 0,447 sur le PEAQ. C’est la note du Rangemaster (bronze, score 46,3), pas celle de ce booster.

Sa note

Bronze, score 85,9. Le calcul est juste : il suit ngspice, et son bouton est d’accord avec lui. Son score seul vaudrait l’or ; il reste au bronze parce qu’aucun vrai appareil ne lui a été comparé (la note dit : 0 réglage sur 1 proche d’un vrai appareil). La seule comparaison de ce circuit avec une vraie pédale, sous le nom du Rangemaster, l’a trouvé en deçà de « proche » à chaque réglage.

Sources : Dallas Rangemaster Treble Booster (Wikipédia), Dallas Rangemaster Treble Booster Analysis (ElectroSmash, copie archivée), captures du Rangemaster par alemarfra (TONE3000).