Electronique > Réalisations > Modulateur en anneau 001

Dernière mise à jour : 29/08/2009

Présentation

Le montage présenté ici n'est pas à proprement parler une réalisation clé en main. Il s'agit juste d'une petite expérience visant à montrer ce que l'on peut auditivement obtenir avec un modulateur en anneau simple.

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Pour rendre le circuit présenté ici fonctionnel, il convient de lui ajouter un oscillateur produisant un signal périodique, de forme sinusoïdale, triangulaire ou autre de votre choix (plusieurs schémas d'oscillateurs sont proposés sur ce site, voir page Réalisations).

Qu'est-ce qu'un modulateur en anneau ?

Un modulateur en anneau (ring modulator en anglais) est un circuit qui accomplit une opération mathématique de type multiplication sur deux signaux périodiques distincts, et fournit le résultat sur une sortie. Un tel circuit, qui fonctionne entièrement dans le domaine analogique (pas de circuit logique, pas de calculateur) peut trouver usage dans des circuits HF (haute fréquence) ou dans des circuits BF (audio), pour assurer un multiplexage fréquentiel (codeur stéréo pour émetteur FM par exemple) ou pour produire des effets sonores spéciaux (transposeur de fréquence par exemple).

Schéma

Il est basé sur un multiplicateur analogique de type AD633 qui simplifie considérablement le schéma, circuit intégré que j'ai déjà utilisé pour le codeur stéréo de mon émetteur FM 002 et pour mon VCA 003. Tout ce qui tourne autour de ce circuit spécifique peut être considéré comme facultatif dans certaines conditions, qui seront discutées plus loin.

modulateur_anneau_001

Multiplicateur analogique
Le multiplicateur en lui-même est vraiment très simple, puisqu'il se contente d'un petit circuit intégré à 8 pattes, le AD633. Dans sa mise en oeuvre la plus simple, Le signal audio à traiter (Audio_In) est appliqué sur l'entrée X1, et le signal porteuse (Mod) est appliqué sur l'entrée Y1. Les trois bornes d'entrée X2, Y2 et Z sont reliées à la masse, et la sortie se fait sur la borne W.

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Schéma de base du multiplicateur analogique

Ce schéma de base doit cependant être un peu complété, en vue de tirer les meilleurs performances possible du système. Pour cette raison, les ajouts et modifications suivants sont opérés :
- le signal BF à traiter n'est pas appliqué directement sur l'entrée X1, mais passe par un étage d'adaptation à AOP monté en suiveur de tension (U1:B).
- même chose pour le signal porteuse, qui arrive sur Y1 au travers d'un étage d'adaptation tout à fait identique à celui utilisé pour l'audio (U1:A).
- les entrées X2 et Y2 ne sont pas reliées à la masse, mais se voient appliquer une tension continue ajustable et faible destinée à compenser les dérives en tension continue des AOP qui précèdent et les dérives du circuit multiplicateur lui-même (ajout de RV4 et RV5).
- L'entrée Z se voit réinjecter une partie du signal de sortie, afin d'augmenter le gain de l'étage de sortie du multiplicateur et de compenser ainsi la perte de niveau qu'il introduit en configuration normale (ajout de RV3).
Le potentiomètre RV3 (ajustable) permet donc de doser le niveau sur la sortie W. Les deux potentiomètres RV4 et RV5 permettent d'injecter sur les entrées X2 et Y2, une infime tension continue permettant d'annuler completement la porteuse (injectée en Y1) en absence de signal audio (sur X1). Sans ces petits ajustages fins, il se peut que vous entendiez un résidu du signal porteuse en sortie, ce qui peut dans certains cas être désagréable. Les entrées X2 et Y2 peuvent être raccordées directement à la masse en vue de simplifier le montage, et l'on peut alors supprimer R3, R4, R5, R6, RV4 et RV5. Mais il serait vraiment dommage de se passer de ces petits réglages, qui permettent de peaufiner la qualité du signal de sortie.

Entrée audio - Audio_In
Le signal BF à traiter parvient au multiplicateur analogique après être passé par un condensateur de liaison destiné à supprimer toute composante continue éventuelle (C3), un réglage de volume (RV2), et un étage suiveur à AOP (U1:B). Si la source sonore se fait sous basse impédance, l'AOP U1:B peut éventuellement être supprimé.

Entrée modulation (porteuse) - Mod
La porteuse (carrier en anglais) qui n'est autre qu'un simple signal périodique basique (signal sinus ou triangle par exemple) parvient au multiplicateur analogique après être passé par un condensateur de liaison destiné à supprimer toute composante continue éventuelle (C1), un réglage de volume (RV1), et un étage suiveur à AOP (U1:A). Si le générateur dispose d'une sortie sous basse impédance, l'AOP U1:A peut éventuellement être supprimé. 

Sortie et dosage de l'effet
La sortie modulée se fait sur la broche W du AD633, et parvient à un nouvel AOP monté en suiveur de tension (U1:D). En même temps, le signal d'entrée BF suit un chemin parallèle via un quatrième AOP monté lui aussi en suiveur de tension, U1:C. Les sorties de ces deux AOP U1:C et U1:D aboutissent sur le potentiomètre de dosage d'effet RV6, qui est monté en "panoramique" et permet de recueillir une fraction plus ou moins importante du signal non traité ou du signal traité. Quand le curseur du potentiomètre RV6 est côté U1:D, le signal traité est court-circuité à la masse et la sortie Out délivre un signal non traité. Quand le curseur du potentiomètre RV6 est côté U1:C, le signal non traité est court-circuité à la masse et la sortie délivre un signal totalement traité.

Alimentation

Impérativement de type symétrique, le circuit Alim symétrique 001 convient parfaitement.

Circuit imprimé

Non réalisé. Vue 3D uniquement pour aperçu des composants utilisés.