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> Commande CV/Gate 001
Dernière mise à jour : 27/10/2013Présentation
Le présent article décrit brièvement le fonctionnement d'un circuit CV/Gate et propose quelques méthodes de déclanchement manuel.CV/Gate - Rappels
CV est l'abréviation de Control Voltage (tension de contrôle).Gate (ou Trigger) désigne une porte de déclanchement, dans le sens "ouverture".
Ces deux signaux de commandes permettent de contrôler (piloter) un instrument de musique tel qu'un synthétiseur ou une boîte à ryhmes, avec des tensions analogiques manuelles (qui proviennent de potentiomètres et boutons-poussoirs par exemple) ou automatisées (en provenance d'un séquenceur par exemple). La norme MIDI qui permet le pilotage d'instruments musicaux par des données numériques offre une meilleure reproductibilité et stabilité (et surtout elle permet la polyphonie), mais elle n'a pas totalement enterré la norme CV/Gate. On trouve d'ailleurs nombre d'adaptateurs qui permettent de passer d'un monde à l'autre, adaptateurs qu'on peut réaliser soi-même sans trop de difficulté (un petit microcontrôleur - PIC ou autre - suffit la plupart du temps).
CV (Control Voltage)
Il s'agit d'une tension qui peut évoluer entre une valeur minimale et une valeur maximale, par exemple comprise entre 0 et +5 V, entre -5 V et + 5 V ou encore entre 0 et +10 V. L'oscillateur qui produit la note en fonction de la tension de commande est un VCO (Voltage Controlled Oscillator, oscillateur commandé en tension). Ne soyez donc pas surpris si l'entrée CV s'appelle parfois VCO In.La tension de commande est normalisée et fixée à 1 V / octave, sachant qu'avec 1 V on obtient la note La1 (A1 = 55 Hz), que 2 V permet de jouer la note La2 (A2 = 110 Hz), 3 V permet de produire la note La3 (A3 = 220 Hz), 4 V pour le La4 (A4 = 440 Hz), etc.
Ah oui ? Est-ce bien toujours le cas ? Non, bien sûr. On peut aussi trouver la norme Hz / volt qui elle implique un passage à l'octave supérieur à chaque fois qu'on double la tension de commande. Si par exemple on part de la formule 55 Hz / Volt, on obtient la note La1 (A1 = 55 Hz) avec une tension de commande de 1 V, la note La2 (A2 = 110 Hz) avec une tension de 2 V, la note A3 (A3 = 220 Hz) avec une tension de 4 V et la note La4 (A4 = 440 Hz) avec une tension de 8 V. A noter qu'avec cette méthode et pour cette pente de variation de 55 Hz / V, il faut une tension de 16 V pour obtenir le La5 (A5 = 880 Hz). On trouve aussi des "pentes bizarres" comme le 1,2 V / octave (0,1 V par demi-ton) ou encore le 0,32 V / octave. D'un point de vue purement technique, on peut imaginer une certaine compatibilité entre les deux méthodes (si on respecte les plages de tension spécifiées par les fabricants), mais on imagine sans peine que d'un point de vue musical on risque d'entendre des choses amusantes. Les exemples pratiques proposées ci-après conviennent aux deux méthodes, il suffit d'en comprendre l'esprit.
Remarque : on peut utiliser une tension de commande CV pour faire autre chose que délivrer une note audible : la tension de commande CV peut très bien commander la vitesse d'un LFO (Low Frequency Oscillator, oscillateur basse fréquence), le gain d'un étage d'amplification VCA (Voltage Controlled Amplifier, amplificateur commandé en tension), la fréquence de coupure (ou autre paramètre) d'un filtre VCF (Voltage Controlled Filter, filtre commandé en tension) ou encore attaquer l'entrée d'un modulateur en anneau (Ring modulator). Par la suite, nous n'évoquerons que le cas des notes.
Gate (Trigger)
Il s'agit d'un signal logique (tout ou rien) dont la valeur active peut être par exemple de +5 V. Est-ce toujours le cas ? Bah tiens, ça aurait été trop simple. On trouve en fait deux méthodes de déclanchement :- V-Trigger (Voltage Trigger) = commande par tension de commande positive (par exemple +5 V, par rapport à la masse). Dans ce cas on trouve au repos une tension proche de 0 V sur l'entrée de commande, et une tension positive (comprise entre +2 V et +15 V, dépend de l'appareil) quand la note doit être délivrée.
- S-Trigger (Short circuit Trigger) = commande par fermeture d'un contact (court-circuit). Dans ce cas on trouve au repos une tension positive sur l'entrée de commande, tension qui chute à 0 V lors de l'activation. On pourrait presque parler d'une commande "négative".
Adaptations diverses
Comme il n'existe aucune norme "rigoureuse" concernant les tensions requises pour les entrées CV et Gate, on peut parfois se trouver face à un instrument qui refuse de jouer ou qui joue de travers. L'electronique peut heureusement venir au secours de cas désespérés, en apportant l'adaptation en tension requise pour un fonctionnement idéal ou quasi-idéal. Parmi les adaptations possibles, on trouve celles qui consistent à passer dans le domaine du numérique et du logiciel (interfaces MIDI/CV, exemple avec mon interface MIDI 017) et celles qui restent dans le domaine purement analogique (convertisseurs exponentiels ou logarithmiques). Avec un poil de logiciel et sans passer par le MIDI, on peut effectuer une translation de courbe, par exemple pour passer d'une variation de type 1 V / octave en variation xx Hz / V. En fait tout est permis et un seul circuit électronique doté d'une entrée analogique et d'une sortie analogique (avec ce qu'il faut de traitement entre les deux) peut très bien assurer l'interfaçage avec plusieurs instruments !Schémas 001
Comment envisager une commande CV/Gate manuelle ? Avant de se
lancer dans la construction d'un montage électronique, il
faut avant tout savoir ce qu'attend l'instrument qu'on veut prendre en
main. Supposons qu'il ait besoin d'une tension de commande comprise
entre 0 et +10 V sur son entrée CV, et d'une tension d'activation
(de déclanchement) comprise entre +5 V et +10 V sur son entrée
Gate/Trig. Dans ce cas, un montage simplifié comme celui montré
ci-après permet d'expérimenter un mode manuel à peu de frais (la
tension de commande est limitée à +9 V et non à +10 V, mais cela suffit
pour se rendre compte que ça fonctionne).
Lorsque l'interrupteur SW1 est pressé, la tension issue de la pile 9 V est appliquée en même temps sur le connecteur J2/Gate et sur le potentiomètre RV1, dont le curseur est relié sur le connecteur J1/CV. Selon la position du curseur, la tension envoyée sur J1 est plus ou moins élevée et l'instrument joue une note plus ou moins aigue. Attention, ce montage convient pour un instrument dont les entrées CV et Gate acceptent une tension maximale de +10 V (ou supérieure). Si la tension maximale acceptée est de +5 V, alors il faut une source de tension plus faible (pile 4,5 V par exemple) ou ajouter une diode zener de 5V1 et une résistance de limitation de courant à la pile 9 V, comme le montre le schéma suivant.
Avec cette petite adaptation, l'excursion en tension est limitée à la plage 0 à +5 V. Bien sûr, l'élement BAT1 qui représente une pile ou un accu 9 V peut être remplacé par une alimentation secteur, qui devra dans ce cas impérativement être stabilisée.
Le courant demandé par l'instrument de musique (raccordé aux connecteurs J1 et J2) est faible, on peut se permettre d'utiliser un régulateur de tension de petite taille tel le 78L05 qui est proposé en boîtier plastique TO92 et capable de débiter un courant max de 100 mA. La diode D1 assure un redressement de type mono-alternance suffisant ici. Si votre instrument travaille sur une plage CV de 0 à +10 V et que l'entrée Gate/Trig n'accèpte pas plus de +5 V, vous pouvez garder l'idée de l'alimentation secteur et ajouter une diode zener sur la seule sortie Gate/Trig.
Dans ce quatrième schéma, le transformateur d'alimentation délivre 12 Veff sur son enroulement secondaire, pour disposer après redressement et filtrage d'une tension suffisante à l'entrée du régulateur positif 10 V (LM7810). Le régulateur de tension fixe LM7810 peut être remplacé par un régulateur ajustable de type LM317 auquel on associe deux résistances pour fixer la tension de sortie à +10 V (je vous laisse calculer leur valeur).
Circuit(s) imprimé(s)
Non réalisé(s).Historique
27/10/2013- Première mise à disposition.