Electronique > Réalisations > Générateurs > VCO 003
Dernière mise à jour : 24/04/2008Présentation
VCO = Voltage Controlled Oscillateur, Oscillateur commandé en tension.Il est parfois interressant de réaliser un VCO simple et sans grandes prétentions, pour intégrer dans une réalisation "amateur" telle qu'un jouet musical ou indicateur de niveau sonore par exemple. Le présent article montre qu'il n'est pas forcement nécessaire d'avoir recours à un circuit intégré pour réaliser un VCO, et donne en pour exemple un séquenceur musical 10 voies permettant de générer une suite de 10 notes dont la hauteur peut être ajustée de façon individuelle.
Le schéma
Voici donc le schéma d'un VCO simple, construit autour d'un transistor UJT (transistor unijonction) de type 2N2646.
Le transistor UJT n'est pas un composant aussi répendu que le transistor NPN, et c'est bien dommage car il permet des choses bien pratiques. Il permet entre autre de réaliser un oscillateur ou un générateur d'impulsions de façon très simple, puisqu'il suffit de lui adjoindre trois résistances et un condensateur. C'est ce qui est fait ici, et on a bien affaire à ce qu'on appelle un oscillateur à relaxation. Mais au lieu de relier la résistance R1 entre émetteur du transistor et le pôle positif de l'alimentation (+V) comme cela se fait la plupart du temps, la résistance est déconnectée du +V et reçoit directement la tension de commande. Il est ainsi possible de modifier la fréquence d'oscillation du circuit en modifiant la tension de commande. Cette façon de faire n'est pas professionnelle pour un sou mais elle est tellement simple à mettre en oeuvre qu'il serait dommage de l'oublier définitivement. Le transistor Q2 est monté en suiveur de tension et permet de prélever le signal délivré par l'UJT sans trop perturber son fonctionnement, tout en présentant une sortie à basse impédance. La plage de fréquence est déterminée par la valeur des composants qui entourent Q1, et plus particulièrement R1 et C1. Avec les valeurs du schéma, la fréquence de sortie varie de 300 Hz à 3 KHz environ, pour une tension de commande évoluant entre 6V et 9V. En dessous de 6V, l'oscillateur décroche ou n'est plus très stable parce que le condensateur C1 n'a plus assez de tension pour se charger suffisement et rendre conducteur le transistor UJT (quand l'UJT devient conducteur, le condensateur C1 se décharge brutalement dans R3 et le cycle de charge recommence). Malgré cette limitation, on arrive à obtenir une plage de variation d'un peu plus de trois octaves, ce qui permet déjà de jouer des petits airs de musique simples.
Exemple d'un séquenceur musical 10 voies
Le schéma qui suit montre comment on peut réaliser simplement un petit séquenceur jouant dix notes les unes après les autres, en utilisant l'oscillateur BF vu avant. L'oscillateur rythmant le tout est construit autour d'un transistor UJT. Déjà vu quelque part ?
La base de temps principale (oscillateur rythmique)
L'oscillateur rythmant le séquencement des notes est basé
sur le transistor UJT Q3, qui produit des impulsions
à intervalles réguliers. Il s'agit exactement du
même type d'oscillateur que celui décrit au paragraphe
précédent, la différence entre les deux ne
concerne que la fréquence des impulsions. Le premier oscillateur
travaille en très basse fréquence (imaginez un
métronome - ou autre chose - qui fait tac-tac), et le second
oscillateur travaille en basse fréquence, dans la bande des
signaux audibles. Les impulsions de l'oscillateur rythmique
étant
d'amplitude incompatible avec l'entrée d'horloge du circuit
intégré qui fait suite (IC1, CD4017), un transistor plus
classique de type NPN (Q4, 2N2222) est ajouté pour faire
fonction
d'interface de niveau électrique. La vitesse de
séquencement est rendue variable par le potentiomètre
RV11.Le séquenceur 10 notes
Le séquenceur est ici construit autour d'un CD4017 (IC1), compteur à dix étages qui dispose d'une entrée d'horloge et de dix sorties indépendantes, dont une seule est active à la fois. Les sorties s'activent les unes après les autres, au rythme des impulsions appliquées sur l'entrée d'horloge. C'est typiquement le genre de circuit intégré qu'on décrouve quand on réalise son premier chenillard lumineux. Quand une sortie est active, elle est au niveau haut, avec une tension de l'ordre de 9V. Cette tension de 9V est envoyée au VCO qui fait suite, au travers d'un potentiomètre permettant de régler la note désirée : RV1 règle donc la note N°1, qui est jouée quand la sortie Q0 du CD4017 est activée. RV2 règle la note N°2, qui est jouée quand la sortie Q1 du CD4017 est activée. Etc. Les diodes D1 à D10 permettent d'isoler chaque sortie des autres.Remarques
- La tension de sortie peut descendre en dessous de 6V, c'est voulu car cela permet de rendre muette toute sortie désirée.
- Vous pouvez utiliser soit des potentiomètres ajustables si le but final est de construire une boite à musique à mélodie fixe, soit des potentiomètres classiques de tableau si c'est pour permettre à vos enfants de jouer avec. C'est le mode que je préfère. Il peut être nécessaire dans ce cas de brider la puissance de sortie car un engin tel que celui-ci oublié dans un coin et jouant indéfinimlent la même chose finit toujours par agacer un peu (comme tout jouet d'enfant dont le volume sonore est trop élevé et dont les sonorités sont toujurs les mêmes). Ou alors vous installez un petit système d'extinction automatique s'activant quand aucun potentiomètre n'a été manipulé pendant au moins 5 minutes. Là, je vous laisse chercher comment faire ;-)