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Générateur audio 001
Dernière mise à jour : 09/01/2022Présentation
Vous trouverez ici le schéma de petits générateurs (oscillateurs) audio délivrant un signal sinusoïdal fixe à une fréquence proche de 1 kHz, que vous pourrez utiliser pour injecter un signal audible dans un équipement en cours de réalisation, de test ou de dépannage. Associé à un signal tracer (suiveur de signal qui n'est en fait qu'un simple amplificateur BF à haute impédance d'entrée), vous pourrez suivre le trajet du signal audio et voir s'il arrive bien là où il doit arriver.
Avertissement : la pureté spectrale de cet oscillateur n'est pas terrible (le signal sinus n'est pas parfait). Il s'agit vraiment d'un oscillateur simple, facile à construire et ne nécessitant aucun composant exotique. Pour tests et non pour mesures, donc. Un générateur de même type mais un tout petit peu meilleur est décrit à la page Générateur audio 004.
Schéma 001
A y regarder de près, qu'y voit-on ? Des résistances, des condensateurs et des transistors. Même pas peur.
Généralités
Ca ressemble à un amplificateur, et c'est normal, puisqu'à la base, c'en est un. Pour s'en convaincre, il suffit de retirer temporairement le condensateur C1, de rentrer un signal audio sur le point commun R1 / C2, et de regarder ce qui sort sur le collecteur du transistor Q2. Houla que le son c'est pas bon ! Normal, il n'y a pas de basse, ou pour être plus précis les basses sont très fortement atténuées (environ -40 dB à 100 Hz) et les aigus sont fortement amplifiés (+20 dB à partir de 10 kHz), avec une amplification de l'ordre de quelques dB aux alentours de 1 KHz. Si maintenant on reconnecte notre condensateur C1, qui assure un rebouclage de la sortie (collecteur de Q2) vers l'entrée (point commun R1 / C2), on crée une réaction qui va entrainer l'oscillation du système. Le signal de sortie est prélevé sur le collecteur de Q2 au travers du condensateur de liaison C5 et aboutit sur un potentiomètre ajustable, qui n'est là que pour doser l'amplitude du signal de sortie, et qui pourra être supprimé le cas échéant. La résistance R9 limite le courant de court-circuit au cas où la sortie serait accidentellement mise à la masse alors que le potentiomètre est à fond. Cette résistance diminue un tout petit peu l'amplitude de sortie maximale, mais cette dernière dépassant dans tous les cas les 1 Vcac, ça ne devrait poser aucun problème. Sauf évidement si l'on doit tester un ampli de sono à pleine puissance et que ce dernier réclame un niveau nominal de +20 dBu en entrée pour atteindre la puissance max...
Fréquence d'oscillation
Elle est déterminée par la valeur des trois condensateurs C1 à C3 et des résistances R1 à R3. Si vous diminuez la valeur de ces composants, la fréquence va augmenter. Et de façon presque logique, on peut en déduire que la fréquence va diminuer si on augmente leur valeur. Ce qui est le cas. Attention à utiliser les mêmes valeurs pour C1, C2 et C3, et même chose pour R1, R2 et R3. De préférence, modifiez la valeur des condensateurs, car la valeur de la troisième résistance (R3), qui sert en même temps à la polarisation en continu de la base du transistor Q1, risque de modifier le comportement de l'oscillateur et dégrader fortement la forme du signal sinus de sortie (ce qui n'est pas forcement gênant pour l'usage prévu de ce montage). Le risque peut aussi être que l'on se retrouve avec un montage qui refuse d'osciller. Et ça, forcement, c'est un peu plus gênant qu'une distorsion.
Alimentation
9 V à 15 V. Vous pouvez donc utiliser une petite pile rectangulaire de 9 V type 6F22. Si la tension d'alimentation du montage audio à tester est comprise entre 9 V et 15 V, vous pouvez vous repiquer dessus. Mais dans ce cas faites bien attention et évitez au possible les court-circuits. "Oui, je sais, je fais toujours attention à ce détail, pas besoin de me le répéter mille fois..."
Schéma 001c
Une petite variante, avec moins de composants et qui fonctionne aussi bien... sinon mieux.
Les transistors sont ici des BC547B, et les composants du filtre RC ont été un peu modifiés (augmentation de la valeur de C et diminution de la valeur de R). Le premier transistor voit désormais son émetteur relié directement à la masse et la polarisation de sa base est réduite à sa plus simple expression avec rétroaction depuis le collecteur (via R3). La valeur de R3 à une influence sur l'amplitude du signal de sortie et sur le taux de distorsion. Avec la valeur adoptée ici, la première harmonique (H2) est à -40 dB sous la fondamentale, ce qui correspond grosso-modo à 1% de distorsion.
Note de Guy (08/09/2015) :
Un petit condensateur de 15 nF placé entre la base de Q1 et la masse améliore encore un peu la forme de la sinus.
Merci Guy pour cette "astuce" !
Prototypes
Réalisé il y a très longtemps, à une époque où je ne savais pas ce qu'était un appareil photo. Les clichés qui suivent sont ceux d'Edouard et de François, que je remercie tous deux pour leurs retours.
Prototype d'Edouard S.P. (schéma 001)
Réalisé sur plaque d'expérimentation à pastilles.
La sinus délivrée par ce générateur (version 001) n'est pas terrible. Distorsion asymétrique assez visible, mais au moins on a quelque chose ;-)
Prototype de François L. (schéma 001c)
Tiens, un nouveau prototype réalisé sur plaque d'expérimentation ;)
Commentaire de François L. :
Bonjour
Rémy, Je tenais à vous remercier pour pour la diffusion du schéma du
générateur audio cité en objet et qui fonctionne à merveille pour mon
utilisation (principalement la conception et la réparation de pédales
d'effets pour guitare). Il me servira comme base d'un "signal tracer"
ou "audio probe" dans le cadre de dépannage de pédales et aussi pour le
prototypage. Mon montage a été réalisé sur perfboard, et j'ai réalisé
un petit boîtier en impression 3D pour me faciliter la vie. Je n'ai eu
qu'une seule petite surprise avec : il rayonnait énormément et je
pouvais percevoir la fréquence générée dans mon ampli guitare situé à
environ deux mètres, et ce sans qu'aucune connexion ne soit effectuée
entre les deux appareils. J'ai donc confectionné un blindage en
ajoutant une plaque de tôle d'ordinateur sous le circuit et en
contrecollant une feuille de papier aluminium ménager sous la façade en
prenant soin de bien la relier à la masse du circuit. Tout est dès lors
rentré dans l'ordre et je me demande si l'on ne peut attribuer ce
phénomène au hFE assez important des BC547 que j'ai utilisés (que
j'estime à 600 environ). J'ai mesuré la fréquence de sortie à 980 Hz.
Après test en conditions réelles, ça marche super !
Je suis heureux de ces retours ;)
Circuit imprimé
Réalisé en simple face pour la version 001.
Typon aux formats PDF et Bitmap 600 dpi
Historique
09/01/2022
- Ajout commentaires et photos du prototype de François L., que je remercie pour ses retours.
13/09/2015
- Ajout commentaire de Guy (ajout capa 15 nF sur montage 001c). Merci !
03/05/2015
- Ajout schéma 001c, petite variante du schéma 001 de base.
11/01/2015
- Ajout photos du prototype d'Edouard.
09/07/2007
- Première mise à disposition.