Dans ce nouvel article sur les délais, on va aborder plus en détails la première technologie : le tape echo, ou l’écho à bande. On va en apprendre un peu plus sur les différentes technologies, et le fonctionnement global. Ça nous permettra de mieux comprendre ce qui fait leur son particulier, si recherché aujourd’hui !
Le principe d’un écho à bande est d’enregistrer un signal sur un support. Dans un premier temps on va donc voir les types de supports les plus utilisés.
le reel to reel tape (bobine à bobine)
C’est le premier support qui a vu le jour, et sûrement le plus utilisé. C’est aussi celui qu’on a tous en tête quand on pense au délai analogique ! Deux bobines en rotation entrainent une bande magnétique. Une tête d’enregistrement vient d’abord enregistrer le signal sur la bande. Ensuite, la bande passe devant une tête de lecture située un peu plus loin. Cette tête va lire le signal qui a été enregistré et le restituer en sortie, créant un retard. C’est la technologie utilisée dans les premiers échos à bande comme le Maestro Echoplex ou le Roland Space Echo !
Les bobines et la bande magnétique d’un Maestro Echoplex EP3.
le magnetic drum (tambour magnétique)
Un peu plus rare, c’est la technologie qui est notamment utilisée par les Binson Echorec. Ici, pas de bande, mais un fil magnétique qui est enroulé autour d’un disque en métal. Le principe de fonctionnement reste le même, avec des têtes d’enregistrement et de lecture. On a moins de mécanisme, et on évite aussi les risques de bande qui se déchire ou qui se déloge des bobines !
Le tambour d’un Binson Echorec. On peut voir le fil magnétique très fin enroulé autour !
le oil can delay
Une technologie intéressante, qui avait aussi pour but de créer un délai sans utiliser de bande ! Un balai venait racler la surface d’un disque en rotation recouvert d’huile. En raclant, il venait créer des charges électrostatiques dans l’huile. L’avantage de l’huile c’est qu’elle peut stocker une charge pendant un temps assez long. Ensuite, un deuxième balai placé plus loin récupérait ces charges, pour les transformer en signal sonore. On utilise donc le stockage de charges électriques au lieu d’un support magnétique pour créer notre délai. On pourrait presque dire que c’est l’ancêtre du BBD !
Cette technologie avait un son unique, produisant un délai avec un léger mix de reverb et de vibrato. Parmi les oil can delay célèbres, on peut trouver les Tel-Ray Adineko, Fender Echo-Reverb, ou encore Morley EDL. VOX a même développé un mécanisme fonctionnant sur le même principe mais sans utiliser d’huile ! C’est le VOX V807 Echo Reverb Unit.
tel-ray adineko
vox v807 echo reverb unit
l’intérieur du tel-ray adineko et du vox v807 montrant le mécanisme.
le principe de fonctionnement
On va d’abord expliquer comment fonctionnent les 2 principaux éléments de la partie enregistrement : la bande et les têtes magnétiques.
La bande magnétique est une bande en plastique recouverte d’une poudre microscopique ferromagnétique. C’est à dire que les particules de cette poudre peut devenir aimantées de façon permanente lorsqu’un autre aimant passe à côté. On peut donc la voir comme une bande recouverte de pleins de petits aimants microscopiques !
Une tête magnétique est quant à elle un électroaimant. Pour faire simple, c’est un aimant dont la puissance du champ magnétique dépend directement du signal électrique qu’on lui envoie. En plaçant une tête en face de la bande, on va donc pouvoir aimanter les particules de la bande, en fonction du signal électrique que l’on envoie à la tête. On vient d’enregistrer notre signal sur un support !
qui mieux que jamy pour expliquer le fonctionnement d’une bande magnétique !
Mais si on veut récupérer notre signal pour le réécouter ? Et bien l’avantage d’un électroaimant, c’est que ça marche aussi dans l’autre sens ! Donc si on place une seconde tête après la première, le champ magnétique créé par les particules de la bande va générer un courant électrique dans la tête, que l’on va pouvoir récupérer pour en faire ce que l’on veut.
On vient donc de créer un lecteur-enregistreur ! C’est le principe de base qui est utilisé dans les échos à bande. L’espacement entre les 2 têtes et la vitesse de défilement de la bande fait que le signal met un certain temps pour passer d’une tête à l’autre, ce qui créé un retard, et donc un effet d’écho !
l’électronique
Aller on s’accroche, on va attaquer la partie la plus complexe : l’électronique !
Bien sûr on ne va pas rentrer dans les détails pour que ça reste compréhensible. On va plutôt essayer de construire un schéma avec des blocs. Ça va nous permettre de comprendre comment ça fonctionne et ce qui en fait la caractéristique sonore. Donc on va commencer par un schéma simple puis lui rajouter des blocs au fur et à mesure.
premier schéma
Comme on l’a vu, le principe de l’écho à bande est d’enregistrer le signal d’entrée sur une bande, puis de le relire pour créer un retard. On peut donc imaginer un premier schéma comme celui-là :
amplification
La tête d’enregistrement ayant besoin d’un signal assez puissant pour magnétiser la bande, on va devoir amplifier le signal en premier. De la même façon, la tête de lecture ne sort qu’un signal très faible, qui doit être aussi amplifié. On va donc intégrer 2 amplis à notre schéma.
En plus de ces 2 amplis, on va généralement trouver un buffer en sortie, et un préampli directement à l’entrée. On en reparle plus loin, mais ce préampli est une partie importante du son des tape echo puisqu’il va agir directement sur le signal dry. On obtient donc ce schéma :
boucle de feedback
Ensuite, pour obtenir d’autres répétitions, on va lui rajouter une boucle de feedback. Cette boucle va retourner une partie du signal retardé à la tête d’enregistrement. Le signal va être retardé une seconde fois avant de ressortir à nouveau, puis une troisième fois, etc…
oscillateur haute fréquence
On a un écho à bande presque fonctionnel ! Mais il lui manque encore un élément essentiel, si on le laisse comme ça, on va vite avoir un problème. Une fois que la bande aura fait un tour complet, on va réenregistrer et relire par-dessus la piste audio qu’on avait déjà enregistrée. Et donc on va obtenir un mélange de pistes qui vont se superposer à chaque nouveau tour de la bande. Il faut donc effacer la bande avant chaque réenregistrement !
La méthode la plus utilisée pour faire ça est de rajouter une tête d’écriture qui va être reliée à un oscillateur haute fréquence. Ce signal haute fréquence (au-dessus du spectre audible) va désorienter les particules sur la bande, effaçant ainsi le signal qui avait été enregistré.
Ce signal est en même temps envoyé à la tête d’enregistrement. Ça va lui permettre de fonctionner correctement dans sa zone de linéarité et ainsi éviter une éventuelle saturation. C’est ce qu’on appelle le bias. Le signal de la tête d’enregistrement est donc modulé en amplitude avec une porteuse haute fréquence. Pour ne pas récupérer ce signal haute fréquence, on va aussi placer un filtre passe bas sur notre tête de lecture pour récupérer uniquement le signal audio.
éléments optionnels
On a enfin un écho à bande qui fonctionne ! Pour finir on peut lui rajouter quelques éléments qu’on retrouve dans certains échos à bande connus. Comme sur le Binson Echorec ou le Roland Space Echo, on peut trouver plusieurs têtes de lectures. Ça permet de créer des délais plus complexes avec des répétitions irrégulières en désactivant certaines têtes ou en jouant sur leur écartement. Ou alors simplement créer facilement des subdivisions.
Sur certains échos à bande, on peut aussi trouver un circuit de tonalité après la tête de lecture. Ça permet de modifier la tonalité des répétitions et de les rendre plus ou moins sombres.
Et voilà, on a un schéma complet qui reprend les principaux éléments des plus célèbres échos à bande !
le son caractéristique des échos à bande
Maintenant que l’on a étudié le fonctionnement d’un écho à bande, on va mieux pouvoir comprendre ce qui en fait la caractéristique sonore.
la modulation
On en a déjà parlé dans le premier article, une des caractéristiques est la modulation. Le mécanisme n’est pas parfait, et la vitesse de défilement de la bande peut varier légèrement, entrainant des fluctuations dans la hauteur des notes. Cela apporte un léger vibrato plus ou moins rapide sur les répétitions, voir même un effet de chorus quand il est mélangé au signal dry. Les changements de vitesse font aussi accélérer ou ralentir légèrement les répétitions, les rendant moins régulières.
modulation artificielle sur un vinyl.
la tape saturation
La tape saturation est due au système d’enregistrement (bande et têtes) qui n’est pas parfait et engendre des pertes, mais aussi à toute l’électronique autour. Chaque bloc (ampli, mixeur, filtre…) va apporter une légère coloration et saturation au son. Cette saturation est très subtile, mais va s’ajouter à chaque nouveau passage dans le circuit, c’est-à-dire à chaque cycle de réenregistrement-relecture sur la bande. La tape saturation vient donc du fait de vouloir faire une copie d’une copie d’un signal. Plus on fait de copies, plus la saturation devient importante. Il se passe la même chose en studio avec les enregistreurs à bande, lorsque l’on mixe sur une nouvelle bande toutes les pistes qui on été enregistrées sur des bandes séparées.
exemple de tape saturation importante due à l’utilisation d’enregistreurs à bandes.
le préamp
On a commencé à en parler dans l’analyse électronique, les préamps des échos à bande sont une composante essentielle du son ! Ils agissent directement sur le signal dry, avant même les répétitions. Ce qui fait qu’on pouvait utiliser les échos à bande comme simple préamp permettant de booster le signal avant d’aller à l’ampli ! Ces préamps pouvaient ajouter du grain et de la chaleur, et modifier le contenu fréquentiel du signal. En plus de ça, les échos à bande n’avaient pas pour but d’être compacts et intégrés à un pedalboard alimenté par des piles 9V. Ce qui fait que le circuit était généralement alimenté avec des tensions plus élevées. On obtenait ainsi plus de headroom, c’est à dire un son riche, moins compressé avec plus de dynamique.
Aujourd’hui, certains fabricants reproduisent ces préamps en format pédale d’effet, pour obtenir un boost chaleureux apportant un grain supplémentaire à l’ampli.
maestro echoplex ep3
binson echorec 2
roland space echo re-201
trois échos à bande réputés pour leurs préamps, que pas mal de fabricants intègrent aujourd’hui dans leurs pédales d’effets.
notre étude d’un écho à bande moderne
Pour conclure, cette technologie est vraiment intéressante et unique, au point que l’on a cherché à savoir si il était possible de la refaire aujourd’hui. Mais après l’avoir étudiée et fait plusieurs recherches, on en a conclu que ce serait trop compliqué. Pour la partie électronique, une partie des composants utilisés dans les anciens échos à bande ne sont plus produits. Il est donc compliqué de reproduire une copie parfaite d’un écho à bande mythique. En revanche, rien ne nous empêche de créer notre propre circuit avec des composants actuels !
Mais le problème vient principalement de la partie mécanique et support d’enregistrement. Cette technologie n’étant plus répandue aujourd’hui, les fabricant de bandes et de têtes magnétiques sont devenus rares, ce qui rend la production en série d’un nouvel écho à bande complet difficile.
Exploration vers l’origine du délai : l’écho à bande
Dans ce nouvel article sur les délais, on va aborder plus en détails la première technologie : le tape echo, ou l’écho à bande. On va en apprendre un peu plus sur les différentes technologies, et le fonctionnement global. Ça nous permettra de mieux comprendre ce qui fait leur son particulier, si recherché aujourd’hui !
les différents supports d’enregistrement
Le principe d’un écho à bande est d’enregistrer un signal sur un support. Dans un premier temps on va donc voir les types de supports les plus utilisés.
le reel to reel tape (bobine à bobine)
C’est le premier support qui a vu le jour, et sûrement le plus utilisé. C’est aussi celui qu’on a tous en tête quand on pense au délai analogique ! Deux bobines en rotation entrainent une bande magnétique. Une tête d’enregistrement vient d’abord enregistrer le signal sur la bande. Ensuite, la bande passe devant une tête de lecture située un peu plus loin. Cette tête va lire le signal qui a été enregistré et le restituer en sortie, créant un retard. C’est la technologie utilisée dans les premiers échos à bande comme le Maestro Echoplex ou le Roland Space Echo !
le magnetic drum (tambour magnétique)
Un peu plus rare, c’est la technologie qui est notamment utilisée par les Binson Echorec. Ici, pas de bande, mais un fil magnétique qui est enroulé autour d’un disque en métal. Le principe de fonctionnement reste le même, avec des têtes d’enregistrement et de lecture. On a moins de mécanisme, et on évite aussi les risques de bande qui se déchire ou qui se déloge des bobines !
le oil can delay
Une technologie intéressante, qui avait aussi pour but de créer un délai sans utiliser de bande ! Un balai venait racler la surface d’un disque en rotation recouvert d’huile. En raclant, il venait créer des charges électrostatiques dans l’huile. L’avantage de l’huile c’est qu’elle peut stocker une charge pendant un temps assez long. Ensuite, un deuxième balai placé plus loin récupérait ces charges, pour les transformer en signal sonore. On utilise donc le stockage de charges électriques au lieu d’un support magnétique pour créer notre délai. On pourrait presque dire que c’est l’ancêtre du BBD !
Cette technologie avait un son unique, produisant un délai avec un léger mix de reverb et de vibrato. Parmi les oil can delay célèbres, on peut trouver les Tel-Ray Adineko, Fender Echo-Reverb, ou encore Morley EDL. VOX a même développé un mécanisme fonctionnant sur le même principe mais sans utiliser d’huile ! C’est le VOX V807 Echo Reverb Unit.
le principe de fonctionnement
On va d’abord expliquer comment fonctionnent les 2 principaux éléments de la partie enregistrement : la bande et les têtes magnétiques.
La bande magnétique est une bande en plastique recouverte d’une poudre microscopique ferromagnétique. C’est à dire que les particules de cette poudre peut devenir aimantées de façon permanente lorsqu’un autre aimant passe à côté. On peut donc la voir comme une bande recouverte de pleins de petits aimants microscopiques !
Une tête magnétique est quant à elle un électroaimant. Pour faire simple, c’est un aimant dont la puissance du champ magnétique dépend directement du signal électrique qu’on lui envoie. En plaçant une tête en face de la bande, on va donc pouvoir aimanter les particules de la bande, en fonction du signal électrique que l’on envoie à la tête. On vient d’enregistrer notre signal sur un support !
Mais si on veut récupérer notre signal pour le réécouter ? Et bien l’avantage d’un électroaimant, c’est que ça marche aussi dans l’autre sens ! Donc si on place une seconde tête après la première, le champ magnétique créé par les particules de la bande va générer un courant électrique dans la tête, que l’on va pouvoir récupérer pour en faire ce que l’on veut.
On vient donc de créer un lecteur-enregistreur ! C’est le principe de base qui est utilisé dans les échos à bande. L’espacement entre les 2 têtes et la vitesse de défilement de la bande fait que le signal met un certain temps pour passer d’une tête à l’autre, ce qui créé un retard, et donc un effet d’écho !
l’électronique
Aller on s’accroche, on va attaquer la partie la plus complexe : l’électronique !
Bien sûr on ne va pas rentrer dans les détails pour que ça reste compréhensible. On va plutôt essayer de construire un schéma avec des blocs. Ça va nous permettre de comprendre comment ça fonctionne et ce qui en fait la caractéristique sonore. Donc on va commencer par un schéma simple puis lui rajouter des blocs au fur et à mesure.
premier schéma
Comme on l’a vu, le principe de l’écho à bande est d’enregistrer le signal d’entrée sur une bande, puis de le relire pour créer un retard. On peut donc imaginer un premier schéma comme celui-là :
amplification
La tête d’enregistrement ayant besoin d’un signal assez puissant pour magnétiser la bande, on va devoir amplifier le signal en premier. De la même façon, la tête de lecture ne sort qu’un signal très faible, qui doit être aussi amplifié. On va donc intégrer 2 amplis à notre schéma.
En plus de ces 2 amplis, on va généralement trouver un buffer en sortie, et un préampli directement à l’entrée. On en reparle plus loin, mais ce préampli est une partie importante du son des tape echo puisqu’il va agir directement sur le signal dry. On obtient donc ce schéma :
boucle de feedback
Ensuite, pour obtenir d’autres répétitions, on va lui rajouter une boucle de feedback. Cette boucle va retourner une partie du signal retardé à la tête d’enregistrement. Le signal va être retardé une seconde fois avant de ressortir à nouveau, puis une troisième fois, etc…
oscillateur haute fréquence
On a un écho à bande presque fonctionnel ! Mais il lui manque encore un élément essentiel, si on le laisse comme ça, on va vite avoir un problème. Une fois que la bande aura fait un tour complet, on va réenregistrer et relire par-dessus la piste audio qu’on avait déjà enregistrée. Et donc on va obtenir un mélange de pistes qui vont se superposer à chaque nouveau tour de la bande. Il faut donc effacer la bande avant chaque réenregistrement !
La méthode la plus utilisée pour faire ça est de rajouter une tête d’écriture qui va être reliée à un oscillateur haute fréquence. Ce signal haute fréquence (au-dessus du spectre audible) va désorienter les particules sur la bande, effaçant ainsi le signal qui avait été enregistré.
Ce signal est en même temps envoyé à la tête d’enregistrement. Ça va lui permettre de fonctionner correctement dans sa zone de linéarité et ainsi éviter une éventuelle saturation. C’est ce qu’on appelle le bias. Le signal de la tête d’enregistrement est donc modulé en amplitude avec une porteuse haute fréquence. Pour ne pas récupérer ce signal haute fréquence, on va aussi placer un filtre passe bas sur notre tête de lecture pour récupérer uniquement le signal audio.
éléments optionnels
On a enfin un écho à bande qui fonctionne ! Pour finir on peut lui rajouter quelques éléments qu’on retrouve dans certains échos à bande connus. Comme sur le Binson Echorec ou le Roland Space Echo, on peut trouver plusieurs têtes de lectures. Ça permet de créer des délais plus complexes avec des répétitions irrégulières en désactivant certaines têtes ou en jouant sur leur écartement. Ou alors simplement créer facilement des subdivisions.
Sur certains échos à bande, on peut aussi trouver un circuit de tonalité après la tête de lecture. Ça permet de modifier la tonalité des répétitions et de les rendre plus ou moins sombres.
Et voilà, on a un schéma complet qui reprend les principaux éléments des plus célèbres échos à bande !
le son caractéristique des échos à bande
Maintenant que l’on a étudié le fonctionnement d’un écho à bande, on va mieux pouvoir comprendre ce qui en fait la caractéristique sonore.
la modulation
On en a déjà parlé dans le premier article, une des caractéristiques est la modulation. Le mécanisme n’est pas parfait, et la vitesse de défilement de la bande peut varier légèrement, entrainant des fluctuations dans la hauteur des notes. Cela apporte un léger vibrato plus ou moins rapide sur les répétitions, voir même un effet de chorus quand il est mélangé au signal dry. Les changements de vitesse font aussi accélérer ou ralentir légèrement les répétitions, les rendant moins régulières.
la tape saturation
La tape saturation est due au système d’enregistrement (bande et têtes) qui n’est pas parfait et engendre des pertes, mais aussi à toute l’électronique autour. Chaque bloc (ampli, mixeur, filtre…) va apporter une légère coloration et saturation au son. Cette saturation est très subtile, mais va s’ajouter à chaque nouveau passage dans le circuit, c’est-à-dire à chaque cycle de réenregistrement-relecture sur la bande. La tape saturation vient donc du fait de vouloir faire une copie d’une copie d’un signal. Plus on fait de copies, plus la saturation devient importante. Il se passe la même chose en studio avec les enregistreurs à bande, lorsque l’on mixe sur une nouvelle bande toutes les pistes qui on été enregistrées sur des bandes séparées.
le préamp
On a commencé à en parler dans l’analyse électronique, les préamps des échos à bande sont une composante essentielle du son ! Ils agissent directement sur le signal dry, avant même les répétitions. Ce qui fait qu’on pouvait utiliser les échos à bande comme simple préamp permettant de booster le signal avant d’aller à l’ampli ! Ces préamps pouvaient ajouter du grain et de la chaleur, et modifier le contenu fréquentiel du signal. En plus de ça, les échos à bande n’avaient pas pour but d’être compacts et intégrés à un pedalboard alimenté par des piles 9V. Ce qui fait que le circuit était généralement alimenté avec des tensions plus élevées. On obtenait ainsi plus de headroom, c’est à dire un son riche, moins compressé avec plus de dynamique.
Aujourd’hui, certains fabricants reproduisent ces préamps en format pédale d’effet, pour obtenir un boost chaleureux apportant un grain supplémentaire à l’ampli.
notre étude d’un écho à bande moderne
Pour conclure, cette technologie est vraiment intéressante et unique, au point que l’on a cherché à savoir si il était possible de la refaire aujourd’hui. Mais après l’avoir étudiée et fait plusieurs recherches, on en a conclu que ce serait trop compliqué. Pour la partie électronique, une partie des composants utilisés dans les anciens échos à bande ne sont plus produits. Il est donc compliqué de reproduire une copie parfaite d’un écho à bande mythique. En revanche, rien ne nous empêche de créer notre propre circuit avec des composants actuels !
Mais le problème vient principalement de la partie mécanique et support d’enregistrement. Cette technologie n’étant plus répandue aujourd’hui, les fabricant de bandes et de têtes magnétiques sont devenus rares, ce qui rend la production en série d’un nouvel écho à bande complet difficile.