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Générateur audio 002
Dernière mise à jour : 21/02/2016Présentation
Trois petits générateurs audio simples, produisant une onde rectangulaire, triangulaire et sinusoïdale sur trois sorties distinctes ou sur une sortie unique (signaux mixés), forme d'onde sélectionable via un petit commutateur à trois positions ou au travers d'un petit mélangeur à sortie unique.
Circuit 002c
Ces montages sont basés sur l'emploi d'un circuit intégré spécifique, le ICL8038 (Intersil ou Harris), également disponible sous la référence XR8038 (Exar). Ce circuit contient presque tout le nécessaire pour réaliser un petit générateur BF de performances modestes, et demande bien peu de composants supplémentaires pour bien faire connaissance avec lui.
- Schéma 002a : plage 700 Hz à 18 KHz en une seule gamme, une forme d'onde à la fois (sélection mécanique)
- Schéma 002b : plage 20 Hz à 20 KHz en trois gammes, une forme d'onde à la fois (sélection mécanique)
- Schéma 002c : plage 20 Hz à 20 KHz en une seule gamme, formes d'onde mélangeables (mélangeur audio intégré)
Schémas
J'ai essayé deux schémas, le premier (002a) est celui que j'avais fait dans les années 80. En le réalisant de nouveau, je me suis demandé dans un premier temps comment j'avais pû accepter un signal dont le taux de distorsion était aussi élevé. Et puis comme un imbécile qui se réveille, je me suis souvenu qu'à l'époque je n'avais pas de générateur BF de référence qui pouvait servir pour comparaison, et surtout je n'avais pas encore d'oscilloscope. Alors évidement, mes oreilles entendaient bien des différences quand je passais d'une forme d'onde à l'autre, mais pour dire qu'il y avait une forte dissymétrie ou une distorsion de 3% ou 5%... Le second schéma (002b) permet de couvrir la plage 20 Hz à 20 kHz en trois gammes alors que le premier couvre la plage 700 Hz à 18 kHz en une seule gamme. Un troisième schéma (002c) est proposé, c'est le même que le premier mais avec mixage ajustable des trois sorties rectangulaire, triangulaire et sinusoïdale, schéma mis au point pour un ami qui voulait faire des effets sonores avec sa console de mixage.Schéma 002a
Ce schéma permet de couvrir une plage de fréquence assez large en une seule gamme : 700 Hz à 18 kHz.
Schéma 002b
Ce schéma permet de travailler sur une bande de fréquence comprise entre 20 Hz et 20 kHz, en trois gammes : 20 Hz à 200 Hz, 200 Hz à 2 kHz et 2 kHz à 20 kHz. Comparé au montage précédent, la qualité des ondes produites est meilleur aux extrêmités de chaque gamme.
Schéma 002c
Version 002a légèrement modifié, avec ajout mixage ajustable des sorties.
Schéma 002c du 20/12/2009
Dans ce schéma, les réglages qui permettaient de peaufiner le signal de sortie (réduction distorsion et ajustage symétrie) ont été supprimés, mais le circuit reste fonctionnel et suffisant pour le rôle qui lui était donné. Bien sûr le réglage de la fréquence est conservé, il s'agit de RV1. La résistance R15 de forte valeur est facultative, elle permet de réduire légèrement les variations de rapport cyclique avec la fréquence. Les trois potentiomètres RV2, RV3 et RV4 permettent de mixer les trois signaux de sortie. La valeur de la résistance R6 est plus élevée que celle de R7 et R8, elle apporte une atténuation plus importante pour le signal carré qui d'origine est plus élevé que les deux autres (amplitude quasiment égale à la valeur de la tension d'alim). On dispose ainsi au niveau des réglages, d'un bon équilibre de niveau entre les trois types de signaux. La sommation est assurée par les résistances de sommation R9, R10 et R11, dont le point de sommation, quelque peu caché par les condensateurs de liaison C5 à C7, aboutit à l'entrée inverseuse de U2, un AOP répendu qui pourra être remplacé par n'importe quel autre. Comme ici on ne lui demande pas de gain (résistance R14 égale aux résistances de sommation), sa bande passante dépasse 20 KHz et donc est amplement suffisante. Ceux qui le trouvent trop "bruyant" n'ont pas à s'inquiéter, l'amplitude des signaux BF qu'il traite ici font oublier son petit bruit de fond. Son temps de monté est trop long ? Ma foi, rien ne vous empêche d'essayer un OPA134 ou plus modestement un NE5534...
Prototypes
Réalisés sur plaque sans soudure pour les deux premiers montages (002a et 002b), et circuit imprimé pour le dernier (002c). Et pour le fun, un autre montage réalisé par Romain L. que je remercie pour ses retours positifs.Mes prototypes 002a et 002b
Gammes relevées sur mon proto : 22 Hz à 230 Hz, 140 Hz à 2,7 kHz, et 1,3 kHz à 26 kHz. Les formes d'onde ne sont pas excellentes à chaque extrêmité de chaque gamme, mais c'est tout de même exploitable pour faire pas mal de choses (en association avec d'autres circuits pour réaliser des effets spéciaux, par exemple). Mais pas pour faire des mesures précises, où l'emploi d'un générateur BF à très faible taux de distorsion est vraiment indispensable. Si vous cherchez un circuit plus performant et aussi simple à réaliser, il faudrait peut-être voir du côté du MAX038, qui se prétend être un cran de qualité au dessus (je ne l'ai pas testé).
Mon prototype 002c
Deux fils doivent être ajoutés (soudés côté cuivre) sur le circuit imprimé, un premier doit relier les deux points nommés "A" et un second doit relier les deux points nommés "B".
Deux fils à ajouter (vu côté composants), cliquer pour agrandir
Remarque : la photo du proto qui précède correspond à la version d'avant le 20/12/2009, avec l'erreur de câblage notifiée au paragraphe Historique. Le circuit a été corrigé depuis mais je n'ai pas refait de nouvelle photo (j'ai simplement retiré le strap situé vers le potentiomètre de réglage de fréquence, et ai relié la patte 11 du ICL8038 à la masse via un petit bout de fil).
Prototype de Romain L.
Même circuit imprimé que celui mis ici à disposition.
Copies écran oscillo du prototype d'Edouard
Toujours pour la version 002c. Merci Edouard pour le retour !
Petit défaut de transition constaté sur les crêtes des signaux triangle et sinus, mais relativement "léger" et peu critique pour des tests rapides. Le triangle est assez pointu pour sentir un début d'écrêtage dans un circuit audio. Pour la sinus ce n'est pas mal, mais il ne faut pas compter dessus pour une mesure de distorsion, la pureté spectrale du signal délivré est quelque peu chahutée !
Alimentation
10 V à 30 V simple (non symétrique) pour les trois schémas 002a, 002b et 002c.Circuit(s) imprimé(s)
Réalisé pour le schéma 002c, non réalisé pour les deux autres (002a et 002b).
Typon 002c du 20/12/2009
Typon aux format PDF, EPS et Bitmap 600 dpi
Historique
21/02/2016- Ajout copies d'écran oscillo du prototype d'Edouard (version 002c).
11/01/2015
- Ajout photos du prototype de Romain L.
03/11/2013
- Ajout typon montage 002c, que j'avais oublié de mettre en ligne.
20/12/2009
- Correction schéma et typon du générateur 002c. Le point de sommation des trois signaux sinus, triangle et carré était porté à la borne de masse du ICL8038, lequel n'était pas alimenté. Le montage ne fonctionnait pas comme tel, c'est corrigé et le proto fonctionne désormais correctement.
- Diminution de la valeur du condensateur C1, qui initialement vallait 270 nf et vaut désormais 18 nF. Avec l'ancienne valeur, la fréquence de sortie ne pouvait varier que dans une plage de fréquences basses, ça ne montait pas dans les aigus. J'aurais pû le prévoir si j'avais sorti ma calculette, mais courageux comme je suis...
- Le datasheet (notice d'emploi technique) du ICL8038 indique que la tension d'alimentation minimum du circuit est de 10 V. J'ai essayé avec une pile 9 V qui n'était pas neuve, juste pour voir ce que ça donnait. Le circuit oscille à fréquence plus basse, et chose curieuse, la rotation du potentiomètre de réglage de fréquence provoque des "sauts" de fréquence (la variation n'est pas progressive) en certains endroits, de façon tout de même plus marquée dans les basses fréquences. Bref, mieux vaut travailler avec au moins 12 V.