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Introduction
J'ai travaillé sur un tremolo pendant quelques jours, et je me suis dit qu'il serait intéressant de discuter de cet effet simple, mais pas si facile à construire. Si vous cherchez à vous monter une pédale de tremolo, j'espère que ce document pourra vous apporter quelques idées, des liens utiles, et vous éviter quelques impasses. De plus, pour les futurs utilisateurs du tremolo Zorglonde, ce papier dévoile dévoile certains de ses mystères et aide à mieux l'utiliser.
Le tremolo est un effet très simple: il change automatiquement le volume de votre signal. Votre volume augmente et diminue, selon une forme d'onde périodique. Mais son son est profondément affecté suivant la vitesse (ou la fréquence), la profondeur et la forme de cette forme d'onde. Vous pouvez écouter différents paramètres de la forme d'onde, de vitesse et de profondeur d'un tremolo sur ce premier enregistrement de test de la Zorglonde:
Le plan pour ce LONG article, c'est d'abord d'exposer mes envies et mes choix de conception, puis nous discuterons de toutes les possibilités techniques pour concevoir un tremolo et, à la fin, nous verrons les problèmes que j'ai rencontrés avec les choix que j'ai faits et comment je les ai résolus
Je dois ajouter que ce papier est en quelque sort complémentaire du papier de Coda Effects sur son tremolo:
http://www.coda-effects.com/2016/05/tap-tempo-tremolo-diy-complex-project.html
Ce qui est intéressant dans l'article de Coda Effects c'est qu'il décrit une philosophie totalement à l'opposée de celle que j'ai choisie...
Mes exigences et choix
Quand Dorian du groupe Høst m'a demandé si je pouvais lui construire un tremolo, je pensais que ce serait un travail intéressant, simple et rapide. Et j'ai eu tort. Le design d'un bon oscillateur m'a pris une semaine de recherche ...
Mais d'abord, je me suis donné les contraintes suivantes:
Il devait contenir dans une petite boite 6x11cm.
La fréquence du trémolo devait pouvoir être modifiée avec une pédale d'expression
La fréquence du trémolo devait pouvoir aller de 1Hz à 16Hz
L'oscillateur devait permettre de choisir entre une onde carrée ou une onde sinusoïdale
Ensuite, compte tenu de ces contraintes, il m'a fallu choisir parmi toutes les possibilités techniques permettant de construire une telle pédale. Certains savent que je ne cherche pas à faire un «dispositif transparent» et je recherche surtout la solution qui ajoutera un petit (ou grand) quelque chose au son. Au final mes choix on été très inspirés par cet article de Strymon:
http://www.strymon.net/amplifier-tremolo-technology-white-paper/
Au début, j'ai donc choisi de faire un montage JFET à variation de polarisation et un oscillateur à décalage de phase (Phase shift oscillator) . Il s'agit d'un montage classique et vintage pour un tremolo, donc ça correspondait à mon souhait de son coloré. Nous verrons dans les chapitres suivant ce que donne ces choix, et que finalement, j'ai dû modifier un peu mes choix pour répondre à toutes mes exigences...
Discutons des possibles!
Donc, si vous considérez l'électronique d'un tremolo, vous pouvez diviser la conception en deux: un contrôle automatique du volume, pour faire varier le volume du signal de haut en bas et un oscillateur basse fréquence, qui créera un signal périodique qui contrôlera automatiquement le volume.
Pour le contrôle automatique de volume, ces possibilités s'offrent à vous:
Avec un DSP.
Utiliser un amplificateur à transconductance.
Contrôler le volume à l'aide d'un optocoupleur.
Contrôler le volume à l'aide d'un transistor JFET.
Utiliser la polarisation d'un transistor pour en changer le gain.
Avec un microprocesseur de traitement du signal donc, c'est un peu un canon pour tuer une mouche... C'est ce que Strymon fait avec sa pédale Flint. C'est un choix pertinent si vous êtes un gourou du DSP, et si vous prévoyez de générer des formes d'ondes complexes pour le LFO, ou si vous voulez avoir des presets et un tap tempo. Ça peut être intéressant aussi, si vous prévoyez d'utiliser votre plate-forme DSP plus tard pour d'autres projets. Mais la réalisation à partir de zéro sera assez longue!
Amplificateurs à transconductance.
Cela me semble être la manière la plus parfaite pour réaliser un tremolo. En utilisant, par exemple, un LM13700, il permettrait de construire un tremolo avec une très faible distorsion, propre et précis. De plus, il répondra très bien aux oscillateurs dans la gamme de fréquences audio (de 20Hz à 20kHz), en fabriquant un oscillateur ad-hoc, vous pourrez donc également utiliser votre tremolo comme modulateur en anneau (Ring mod - modulateur AM)!
Mais ce choix était trop propre pour moi ...
Figure 1: Utilisation typique d'un LM13700 pour contrôle automatique de gain
Contrôle via un opotocoupleur
Le contrôle du volume peut être réalisé à l'aide d'une photo-résistance ou optocoupleur tels qu'un VTL5Cx ou NSL-32. IIs peuvent être utilisés soit dans un diviseur de tension, soit en contrôlant un gain d'ampli op:
Figure 2: Diviseur de tension
La figure 2 montre un diviseur de tension qui donnera:
Donc si R1=0 il n'y aura pas d'audio en sortie, et si R1 est infinie, R2 devient négligeable et Audio Out= Audio In.
Le schéma suivant montre un optocoupleur NSL-32 utilisé pour contrôler le volume audio en sortie:
Figure 3: NSL32 contrôlant un diviseur de tension
Compte tenu de la fiche technique du NSL-32: Lorsque sa led est allumée, Ron = 500Ω, et lorsque la led est éteinte Roff = 500kΩ, nous voyons que si nous prenons R2 = 10kΩ, nous obtiendrons:
Lorsque la led NSL-32 est allumée: Sortie Audio = 0.047 x Entrée audio
Lorsque la led NSL-32 est éteinte: Sortie Audio = 0,98 x Entrée audio
Et nous pouvons voir que la réalisation d'une sortie 0V parfaite ne sera pas possible ...
Maintenant, si nous utilisons un ampli op:
Figure 4: NSL-32 contrôlant le gain d'un ampli op
Dans ce cas le gain de l'ampli op est donné par:
Si nous prenons R1 = 500Ω, nous obtiendrons:
Lorsque la led NSL-32 est allumée: Sortie audio = - Entrée audio
Lorsque la led NSL-32 est éteinte: Sortie audio = - 0,001 Entrée audio x
Ce qui est un peu mieux! Même si vous obtiendrez de meilleurs résultats avec un VTL5C3 qui donne les valeurs suivantes: Ron = 1,5Ω, Roff = 10MΩ ...
Mais au final les optocoupleurs ont des inconvénients assez rédhibitoires:
Ils sont chers! (Jusqu'à 10€ pour un VTL)
Ils ne respectent pas la norme ROHS.
Il faut les sélectionner, surtout les NSL-32 qui ont des courbes de réponses assez disparates
Ils ne sont pas linéaires…
Ils sont lents. Oubliez la modulation en anneau avec. La forme d'onde carrée sera légèrement filtrées aussi, mais rien de dramatique.
L'avantage c'est qu'ils sont faciles à utiliser et qu'ils simplifient beaucoup la conception!
Cependant si vous ne cherchez à faire qu'une forme d'onde carrée, vous pouvez également regarder du coté des optocoupleurs BJT. Il s'agit d'une led contrôlant un transistor. Mais c'est quelque chose que je n'ai pas creusé, donc je ne le développerai pas dans ce papier.
Utiliser un JFET comme résistance variable.
Un JFET utilisé comme résistance variable peut être substitué au contrôle du volume optique: soit dans un diviseur de tension, soit pour contrôler le gain d'un ampli op:
Figure 5:Transistor FET dans un diviseur de tensionFigure 6: Transistor FET sur montage ampli op
Si nous utilisons un J107, les mêmes calculs que pour les optocoupleurs s'appliquent ici, mais avec Rds = 8Ω (Vgs = 0V) et Rds Off> 2MΩ (avec Vgs> -2,5V), il est en fait plus efficace qu'avec un NSL et similaire à VTL mais 15-20 fois moins cher!
(Notez que les valeurs d'un JFET sont sujettes à de très grandes tolérances et donc peuvent varier énormément, mais elles sont toujours très bonnes!)
Sur certains aspects, ils sont meilleurs que les optocoupleurs: ils sont bon marché, rapides, plus petits, compatibles Rohs et vous pouvez ou non les sélectionner suivant la précision que vous souhaitez...
Mais ils ont aussi des inconvénients:
Pour un J107, le signal de l'instrument sur le drain ne doit pas être supérieur à 2Vcc ou il le fera clipper. Et des humbuckers à très haut niveau peuvent générer des signaux de 2Vcc.
Sur un n-fet comme le J107, vous devrez appliquer une tension négative entre la grille et la source pour la faire fonctionner comme une résistance variable.
Ils ne sont pas linéaires.
Figure 7: Distorsion d'un FET sur une signal 2Vcc 400Hz
Contrôler le volume en ajustant la polarisation d'un transistor.
Cette technique fonctionne également avec un tube. Mais si vous faites varier la polarisation d'un préampli FET en intervenant directement sur sa tension de sa source, cela modifiera le gain de votre préampli. L'avantage de cette méthode est qu'elle est rapide, linéaire et bon marché. L'inconvénient est que, à faible gain, une distorsion se produira. Mais dans mon cas c'est cette distorsion que je voulais en exigeant un tremolo coloré! Parce que plus votre volume diminue à cause du LFO qui change la polarisation, plus de la distorsion se produit ... Donc, comme elle se produit pendant la phase de faible volume du tremolo, donc à un moment où elle devient peu perceptible, il y a un quelque chose de psychoacoustique qui se passe dans votre cerveau. C'est de là que vient la magie!
Il a également un autre inconvénient: il ne fonctionnera pas bien avec les formes d'onde carrées. Mais nous verrons cela à la fin de ce papier.
Figure 8: Schéma pour faire varier le bias d'un FET.
L'illustration ci-dessous montre la distorsion produite sur une forme d'onde sinusoïdale de 200Hz lorsqu'un LFO de 4Hz de 4Vcc est appliqué à la source du FET. Comme vous pouvez le voir, c'est plutôt méchant (YOUPI!!!):
Figure 9: Distorsion causée par variation de polarisation du jFET
Parlons oscillateurs basse fréquence (LFO)...
Faire un LFO à forme d'onde carrée est facile et il existe de nombreuses possibilités de conception pour un bon LFO carré avec une large gamme comme de 1Hz à 1Mhz ... Idem pour une forme d'onde triangulaire LFO ou une dent de scie, qui sont un peu plus délicat que le carré, mais toujours faciles à monter.
Par contre, faire un bon LFO sinusoïdal sur une large gamme de fréquences peut être un cauchemar. Un bon LFO sinusoïdal a la capacité de générer une forme d'onde parfaite sur une large gamme de fréquences. Et en terme de sinus, «grand» peut être simplement de 1Hz à 15Hz!
LFO numérique.
Il existe plusieurs manières de créer un LFO numérique, soit avec un DSP, soit avec des PWM filtrés sur un microcontrôleur 8/16 bits, ou avec des compteurs en circuits imprimés discrets puis filtrés... Dans tous les cas c'est une manière qui permet une très large gamme de fréquences avec le moins de distorsion possible. De plus, il permet de faire toutes sortes de formes d'onde sans limites: sinus, triangle, carré, dents de scie, aléatoire, demi-sinus, sinus progressif, etc. Jetez un oeil au papier de Coda Effets mentionné ci-dessus, il y a quelques exemples de formes d'ondes générées par son microprocesseur.
C'est aussi le seul moyen d'obtenir un contrôle de fréquence via tap-tempo.
Ma principale préoccupation à propos de cette possibilité était qu'elle pourrait prendre trop d'espace sur la carte, même si un petit ATtiny pouvait faire l'affaire avec un LFO filtré par PWM ...
Le développement du code à partir de zéro pour un tel LFO prendrait beaucoup de temps, même si vous pouvez trouver des tutoriels sur Internet pour réduire le temps de codage.
Et puis surtout vous pouvez trouver des CI déjà programmés pour un prix de vente correct. Chez Electric druid par exemple:
http://electricdruid.net/product/taplfo-tap-tempo-lfo/
Circuits intégrés dédiés.
Je parle des circuits intégrés tels que le Maxim's MAX038 ou XR2206 d'Exar. Ces circuits sont un peu chers (le MAX038 coûte 25 €!), mais sont simples à utiliser, donnent des formes d'onde de distorsion faible sur une très large gamme de fréquences (De 2Hz à 4kHz pour le XR et de 2Hz à 700Hz pour le MAX).
Regardez les fiches techniques pour un aperçu de ce qu'ils peuvent faire:
https://www.sparkfun.com/datasheets/Kits/XR2206_104_020808.pdf
Dans mon cas ils était beaucoup trop chers et facilement battus par le processeur d'Electric Druid…
Le pont de Wien.
En ce qui concerne les oscillateurs analogiques de forme sinusoïdale, le pont de Wien est la première idée qui vient à l'esprit. Vous pouvez obtenir une excellente forme sinusoïdale... Jusqu'à ce que vous souhaitiez balayer sa fréquence, là ça deviendra une autre paire de manches. Mais le pont de Wien est simple à comprendre et utilise peu de composants:
Figure 10: Schéma de base d'un pont de Wien oscillateur.
Avec le schéma ci-dessus, si vous voulez que l'oscillation se produise, il faut R1 = R2 = R, C1 = C2 = C et R3> R4.
Ensuite, la fréquence d'oscillation sera:
Il y a une bonne explication de son fonctionnement sur Wikipedia (version anglaise):
https://en.wikipedia.org/wiki/Wien_bridge_oscillator
La partie la plus importante étant: "L'oscillateur peut être considéré comme un amplificateur à gain positif combiné avec un filtre passe-bande qui fournit une boucle de rétroaction positive. [...] En pratique, le gain de la boucle est un peu plus grand que l'unité. Comme du bruit aléatoire est présent dans tous les circuits et certains de ces bruits seront proches de la fréquence désirée. Un gain en boucle supérieur à l'unité permet à l'amplitude de la fréquence d'augmenter exponentiellement à chaque tour de boucle. Avec un gain de boucle supérieur à un, l'oscillateur démarrera.
Idéalement, le gain en boucle doit être un peu plus grand que l'unité, mais en pratique, il est souvent significativement supérieur à un. Un gain de boucle plus large permet à l'oscillateur de démarrer plus rapidement. Un grand gain de boucle compense également les variations de gain avec la température et la fréquence désirée d'un oscillateur variable. Pour que l'oscillateur démarre, le gain de boucle doit être supérieur à un dans toutes les conditions possibles.
Un gain de boucle supérieur à un pose cependant cependant un souci. En théorie, l'amplitude de l'oscillateur augmentera sans limite. En pratique, l'amplitude augmentera jusqu'à ce que la sortie atteigne un facteur limitant tel que la tension d'alimentation (la sortie de l'amplificateur sature au niveau des rails d'alimentation) ou aux limites de courant de sortie de l'amplificateur. La limitation réduit le gain effectif de l'amplificateur (l'effet est appelé compression de gain). Dans un oscillateur stable, le gain de la boucle moyenne sera donc de un. "
Enfin, vous pouvez changer la fréquence du pont de Wien en utilisant un seul potentiomètre sur R1. Mais pour une plus grande gamme de fréquence, vous devrez contrôler R1 et R2 avec un double potentiomètre. Et malgré cela, il va rapidement entrer en distorsion sur une extrémité, ou en atténuation à l'autre extrémité. Une gamme de fréquences de x4 (2Hz à 8Hz) est ce que vous pourrez obtenir de mieux avec un potentiomètre double, avec en prime beaucoup de problèmes de distorsion et d'amplitude.
Certains suggèrent d'utiliser une ampoule spéciale à la place de R3 pour améliorer la stabilité ou d'utiliser un condensateur variable double pour C1 et C2. Si vous êtes assez chanceux pour avoir un de ces appareils exotiques, vous pouvez vous lancer.
Mais, plus important encore, vous pouvez améliorer la conception du pont Wien avec un contrôle de gain automatique pour obtenir une meilleure qualité sur toute la gamme de fréquences. Je n'ai pas eu l'envie ni le temps de l'essayer, mais ça pourrait valoir un test:
Figure 11: Pont de Wien avec contrôle automatique du gain
Mais au final le pont de Wien a été rejeté par l'exigence de la pédale d'expression: il n'y a pas de double potentiomètre dans une pédale d'expression.
LFO à décalage de phase.
L'oscillateur à décalage de phase est un design classique qui est utilisé dans de nombreux tremolos, spécialement dans des amplis à tube vintage. Ce qui est bien avec cette conception est qu'elle nécessite très peu de composants qui sont peu coûteux, il peut fonctionner soit avec un transistor ou un AOP, mais sa compréhension peut être un peu complexe:
Figure 12: Oscillateur à décalage de phase avec un AOPFigure 13: Oscillateur à décalage de phase avec un transistor.
Prenons le cas de la version transistor, un moyen de comprendre simplement ce qui se passe est que si le transistor est fermé, le courant circulera dans les cellules RC dans lesquelles il sera retardé, jusqu'à ce qu'il atteigne la base du transistor. Comme les cellules RC se chargent lentement, la base ouvrira lentement le transistor et le courant disparaîtra lentement dans les cellules RC, ce qui les poussera à se décharger. Lors de la décharge, le transistor se fermera, et le courant passera à nouveau à travers les cellules et etc.
Il est nécessaire d'avoir un gain de 30 avec l'ampli op (R4 = 30xR) ou le transistor. Avec le transistor, vous devrez ajouter un buffer en sortie si vous souhaitez attaquer un étage suivant à faible impédance .
Vous pouvez également ajouter d'autres cellules RC pour améliorer la stabilité et la distorsion. Mais si vous prenez R1 = R2 = R3 = R et C1 = C2 = C3 = C, la version à 3 cellules oscillera à:
Mais cette conception a le même inconvénient que le pont de Wien: la gamme de fréquences est très limitée et il y a pas mal de distorsion. Vous pouvez atteindre une gamme x4 avec un potentiomètre standard simple, un potentiomètre stéréo vous permettra d'atteindre une gamme de x5 ou x6 et plus encore avec un triple potentiomètre. Cependant il reste beaucoup de distorsion et la forme d'onde est loin d'être parfaite.
Regardez la page suivante pour plus d'informations, elle montre également à la fin comment le sinus est déformé en sortie:
http://home.earthlink.net/~doncox/wec/Oscillators.html
Je pensais que cette conception remplierait mes exigences et j'ai passé beaucoup de temps à la peaufiner. Mais au final elle s'est révélée inutile, la gamme de fréquences était toujours trop petite!
Sachez que de meilleurs résultats peuvent être obtenus avec un design à buffers ou Bubba, mais ils utilisent plus de composants et d'espace. Consultez-les sur cette page:
http://sound.whsites.net/articles/sinewave.htm
Oscillateur de quadrature.
Bon pour celui ci il fallait un potentiomètre triple, donc passons rapidement.
Oscillateur à filtre passe bande.
C'est mon choix final. C'est un design simple, avec peu de composants bon marché. Il utilise un potentiomètre mono qui répond aux exigences. La forme d'onde sinus générée a une distorsion très faible et la gamme de fréquence fait juste ce qu'il faut: x15. Mon design peut ainsi aller de 1Hz à 15Hz, mais il y a un peu de perte de signal à l'extrémité supérieure (l'amplitude du sinus de 15 Hz est la moitié du sinus de 8 Hz). Et en dessous de 1Hz c'est trop lent pour un tremolo.
Figure 14: Oscillateur à filtre passe bande final
Le schéma ci-dessus montre la conception finale avec les valeurs de composants permettant d'obtenir l'implémentation de plage de fréquences de 1Hz à 15 Hz et d'une pédale d'expression (potentiomètre 10k) entre exp_ring et exp_tip.
Ce schéma est aussi simple que le pont Wien: l'AOP de droite forme un filtre passe-bande dont la fréquence centrale est fonction de la position du potentiomètre RATE. L'AOP de gauche fournit une boucle de retour avec gain unitaire pour maintenir l'oscillation à la fréquence centrale. Les Diodes D3 et D4 sont utilisées pour limiter l'amplitude d'oscillation à 2Vcc.
Attention avec ce design, si cette conception fonctionne très bien comme un LFO, il semble que ce ne soit pas un très bon générateur de formes sinusoïdales dans la gamme audio et au dessus si une large plage est nécessaire.
Conception de la Zorglonde.
Donc les choix de conception étaient faits: un LFO à filtre passe bande et un JFET dont on fait varier la polarisation.
Pour obtenir un LFO avec une forme d'onde carrée, j'ai simplement utilisé un transistor saturé pour obtenir la forme d'onde carrée depuis la forme sinusoïdale. La forme d'onde carrée n'est pas parfaite mais ça suffira. Vous pouvez ajouter un autre transistor saturé pour l'améliorer si vous en avez envie. Bonus: mettre la led sur le collecteur du transistor vous donnera un voyant clignotant à la fréquence du LFO:
Figure 15: Du sinus au carré
Mais il y a un problème avec la conception utilisant la polarisation du JFET: lorsque le LFO se rapproche des fréquences audibles (12Hz, 16Hz), et plus votre LFO est déformé, plus on entend l'oscillateur ajouté au signal. Ceci est normal, car la polarisation du FET est modifiée par le LFO, la fréquence du LFO est directement introduite dans la sortie de drain du FET:
Figure 16: Sortie du Fet lors de changement du bias sur le drain 15Hz: en rouge la sortie LFO, bleu le son d'entrée modulé où le LFO est présent.
Donc, vous aurez besoin d'un filtrage important en basse fréquence pour minimiser ce bruit. Mais si le LFO du sinus a une certaine distorsion, il sera difficile d'éliminer les harmoniques supérieures restantes qui apparaîtront dans la plage audio. Dans mon cas, j'ai ajouté 3 cellules RC passe-haut coupant environ 80 Hz. Cela donne le résultat suivant:
Figure 17: Sortie du Tremolo lors de changement du bias sur le drain à 15Hz: en rouge la sortie LFO, bleu le son d'entrée modulé où le LFO est présent. Pas parfait mais bien mieux!Figure 18: Sortie du Tremolo lors de changement du bias sur le drain à 8Hz: en rouge la sortie LFO, bleu le son d'entrée modulé où le LFO est présent. Quasiment parfait à cette fréquence!
Mais ce problème s'aggrave lorsque vous passez sur le LFO carré, car il introduit des harmoniques de haute fréquence en passant de l'état bas à l'état haut, et ceci même à des fréquences du LFO faibles (comme 1 Hz). Et ces glitches ne peuvent pas être supprimées, à moins de de filtrer tout votre son de guitare en essayant de l'enlever!
Donc, la conception par polarisation du JFET est mauvaise avec une forme d'onde carrée! Afin d'utiliser la forme d'onde carrée, j'ai ajouté un JFET comme une résistance variable, en construisant un diviseur de tension avant le JFET:
Figure19: Design final du contrôle automatique de volume
Dans cette conception, les valeurs du diviseur de tension sont choisies pour minimiser l'écrêtage dans le JFET utilisé comme résistance variable et essayer de réduire le signal d'un humbucker puissant en dessous de 2Vcc. Notez que si vous changez les valeurs de résistance avec un commutateur, vous pouvez adapter le tremolo à vos micros et gagner de la dynamique si vous avez micros simples bobinages vintage ou obtenir un peu de saturation si vous avez des micros à niveau de sortie élevés. Les valeurs du diviseur de tension ont également été choisies pour minimiser le bruit de glitch. Avec cette conception les défauts de la forme d'onde carrée sont fortement diminués, mais si les valeurs de résistance sont trop élevées, vous les entendrez encore un peu si votre tremolo est avant une distorsion au gain élevé.
Ensuite, j'ai laissé la forme de l'onde sinusoïdale comme contrôle du bias du jFET, parce que si vous vous demandez ce qui se passe si vous branchez le LFO sinusoïdal au JFET utilisé dans le diviseur de tension, voici ce que vous obtenez: une linéarité pourrie.
Figure 20: sinus à 400Hz déformé par un sinus de 6Hz appliqué sur le diviseur de tension
L'inconvénient de cette conception est que j'ai dû utiliser un circuit à pompe de charge pour créer -9v à partir des 9v en entrée. Et puis l'oscillateur ne fonctionne pas en 0-9v, et j'ai besoin d'une tension négative sur le JFET utilisé comme résistance variable.
Conclusion.
En conclusion, regardons simplement la sortie de ce tremolo. Le réglage de profondeur est le même pour toutes les courbes, à l'exception de la courbe d'impulsions où il est un peu plus profond.
Pour l'onde sinusoïdale du LFO.
Sinus de 400Hz modulé par un sinus de 1HzSinus de 400Hz modulé par un sinus de 7etquelquesHzSinus de 400Hz modulé par un sinus de 14HzSinus de 400Hz modulé par un sinus de 1Hz. En tournant un peu plus loin la profondeur on obtient des pulses charmantes.
Pour l'onde carrée du LFO.
Sinus de 400Hz modulé par un carré de 1Hz"Sinus de 400Hz modulé par un carré de 7etquelquesHzSinus de 400Hz modulé par un carré de 14Hz
Donc si R1=0 il n'y aura pas d'audio en sortie, et si R1 est infinie, R2 devient négligeable et Audio Out= Audio In.
Le schéma suivant montre un optocoupleur NSL-32 utilisé pour contrôler le volume audio en sortie:
Si nous prenons R1 = 500Ω, nous obtiendrons:
Lorsque la led NSL-32 est allumée: Sortie audio = - Entrée audio
Lorsque la led NSL-32 est éteinte: Sortie audio = - 0,001 Entrée audio x
Ce qui est un peu mieux! Même si vous obtiendrez de meilleurs résultats avec un VTL5C3 qui donne les valeurs suivantes: Ron = 1,5Ω, Roff = 10MΩ ...
Mais au final les optocoupleurs ont des inconvénients assez rédhibitoires:
Il y a une bonne explication de son fonctionnement sur Wikipedia (version anglaise):
https://en.wikipedia.org/wiki/Wien_bridge_oscillator
La partie la plus importante étant: "L'oscillateur peut être considéré comme un amplificateur à gain positif combiné avec un filtre passe-bande qui fournit une boucle de rétroaction positive. [...] En pratique, le gain de la boucle est un peu plus grand que l'unité. Comme du bruit aléatoire est présent dans tous les circuits et certains de ces bruits seront proches de la fréquence désirée. Un gain en boucle supérieur à l'unité permet à l'amplitude de la fréquence d'augmenter exponentiellement à chaque tour de boucle. Avec un gain de boucle supérieur à un, l'oscillateur démarrera.
Idéalement, le gain en boucle doit être un peu plus grand que l'unité, mais en pratique, il est souvent significativement supérieur à un. Un gain de boucle plus large permet à l'oscillateur de démarrer plus rapidement. Un grand gain de boucle compense également les variations de gain avec la température et la fréquence désirée d'un oscillateur variable. Pour que l'oscillateur démarre, le gain de boucle doit être supérieur à un dans toutes les conditions possibles.
Un gain de boucle supérieur à un pose cependant cependant un souci. En théorie, l'amplitude de l'oscillateur augmentera sans limite. En pratique, l'amplitude augmentera jusqu'à ce que la sortie atteigne un facteur limitant tel que la tension d'alimentation (la sortie de l'amplificateur sature au niveau des rails d'alimentation) ou aux limites de courant de sortie de l'amplificateur. La limitation réduit le gain effectif de l'amplificateur (l'effet est appelé compression de gain). Dans un oscillateur stable, le gain de la boucle moyenne sera donc de un. "
Enfin, vous pouvez changer la fréquence du pont de Wien en utilisant un seul potentiomètre sur R1. Mais pour une plus grande gamme de fréquence, vous devrez contrôler R1 et R2 avec un double potentiomètre. Et malgré cela, il va rapidement entrer en distorsion sur une extrémité, ou en atténuation à l'autre extrémité. Une gamme de fréquences de x4 (2Hz à 8Hz) est ce que vous pourrez obtenir de mieux avec un potentiomètre double, avec en prime beaucoup de problèmes de distorsion et d'amplitude.
Certains suggèrent d'utiliser une ampoule spéciale à la place de R3 pour améliorer la stabilité ou d'utiliser un condensateur variable double pour C1 et C2. Si vous êtes assez chanceux pour avoir un de ces appareils exotiques, vous pouvez vous lancer.
Mais, plus important encore, vous pouvez améliorer la conception du pont Wien avec un contrôle de gain automatique pour obtenir une meilleure qualité sur toute la gamme de fréquences. Je n'ai pas eu l'envie ni le temps de l'essayer, mais ça pourrait valoir un test:
Mais cette conception a le même inconvénient que le pont de Wien: la gamme de fréquences est très limitée et il y a pas mal de distorsion. Vous pouvez atteindre une gamme x4 avec un potentiomètre standard simple, un potentiomètre stéréo vous permettra d'atteindre une gamme de x5 ou x6 et plus encore avec un triple potentiomètre. Cependant il reste beaucoup de distorsion et la forme d'onde est loin d'être parfaite.
Regardez la page suivante pour plus d'informations, elle montre également à la fin comment le sinus est déformé en sortie:
http://home.earthlink.net/~doncox/wec/Oscillators.html
Je pensais que cette conception remplierait mes exigences et j'ai passé beaucoup de temps à la peaufiner. Mais au final elle s'est révélée inutile, la gamme de fréquences était toujours trop petite!
Sachez que de meilleurs résultats peuvent être obtenus avec un design à buffers ou Bubba, mais ils utilisent plus de composants et d'espace. Consultez-les sur cette page:
http://sound.whsites.net/articles/sinewave.htm
