Présentation

La boite à bruit que voici est un générateur de sons fixes et modulés. A la base, un VCO (Voltage Controlled Oscillateur, oscillateur commandé par une tension), qui reçoit des tensions variables de différentes sources. Les élements de commandes qui agissent sur le VCO sont les suivants :
- une LDR, qui permet une modification de la fréquence du VCO, en fonction de la lumière ambiante.
- un potentiomètre pour modifier manuellement la fréquence du VCO.
- un bouton poussoir permettant la production d'un son qui monte brusquement en fréquence et dont la fréquence descend ensuite lentement.
- un oscillateur basse fréquence à UJT, qui permet de moduler en fréquence le VCO de façon automatique (fonction sirène)
- un commutateur "brutal" synchronisé sur l'oscillateur  UJT, qui modifie d'un seul coup et de façon régulière, la fréquence du VCO.
Vidéo de présentation en fin de page.

Schéma

Bon, c'est vrai, ce n'est pas le schéma le plus simple qu'on puisse trouver ici. Mais il n'est tout de même pas trop méchant, et je suis presque sûr que vous avez déjà vu plus angoissant.

Boite a bruit 001

VCO

Le VCO est construit selon un schéma un peu particulier dont je ne suis pas l'auteur, et que j'ai juste un peu modifié. J'aurais très bien pû utiliser un NE555 piloté sur sa broche 5, mais cette fois je n'en avais pas envie. Deux portes logiques inverseuses (U1:A et U1:B) sont montées en oscillateur rectangulaire, grâce aux composants C1, R1 et RV1. La variation de la fréquence de l'oscillateur est obtenue en appliquant une tension plus ou moins importante sur la base du transistor Q1, lui-même incorporé à un pont de diodes cablé sur l'oscillateur. Sans entrer dans les détails, considérez simplement que ces cinq composants ajoutés se comportent comme une résistance ajustable commandée par une tension continue. Le potentiomètre RV1 permet de définir la fréquence au repos, quand aucune tension n'est appliquée à la base de Q1. Les deux condensateurs C2 et C3 peuvent l'un ou l'autre être mis en circuit grâce au commutateur SWI, ce qui permet de passer rapidement d'une gamme de fréquence à une autre. Le commutateur SW1 est de type à trois positions fixes ON-OFF-ON : en position centrale, aucun des deux condensateurs C2 et C3 n'est connecté au circuit. Quand SW1 est positionné à l'une ou l'autre de ses extrêmités, c'est le condensateur C2 ou C3 qui est mis en circuit, se plaçant en parallèle sur C1. Si vous avez du mal à trouver un interrupteur à trois positions fixes, vous pouvez utiliser un interrupteur simple et omettre C2 ou C3. Le signal issu de l'oscillateur est amplifié en courant, grâce à l'emploi de 2 ou 3 portes logiques montées en parallèle, et permet d'attaquer sans aucune difficulté une entrée ligne, voir directement un petit HP d'impédance 8 à 32 ohms (c'est ce que j'ai fait). La sortie de "l'amplificateur" est protégée contre les court-circuits par la mise en série d'une résistance de 100 ohms (R3). La modification de la fréquence du VCO est asurée par l'application de tensions continues issus de "modules externes", que j'appelle "sources" par la suite.

Source sonore variable manuellement

Un potentiomètre, un seul, RV4. Et une résistance, une seule, R13. Ouah, trop dûr !

Source sensible à la lumière

L'emploi d'une LDR dans un pont diviseur résistif (R14 et R15) permet de produire une tension proportionnelle à l'éclairage ambiant. J'ai un stock de LDR de type LDR03 et LDR05, mais pas moyen de remettre la main dessus. J'ai donc utilisé temporairement un photodetecteur de récupération dont je ne connais pas la référence.

electronique_boitabruit_001_proto_c

L'inconvénient de ce photodétecteur est qu'il est extrêmement sensible, et passe très rapidement d'une très forte valeur résistive (plus de 1 Mohms) à une très faible valeur résistive (100 ohms) avec un éclairement moyen. Difficile donc de "jouer" avec.

Source type "pistolet"

On appuie sur le boutton poussoir SW6, la fréquence du son monte brusquement, et reste à cette valeur tant qu'on maintien le poussoir enfoncé. On relache, et la fréquence du son redescend progressivement, à une vitesse qui dépend de la position du potentiomètre RV5. Explication. Quand on appuie sur le boutton poussoir, le condensateur C5 se charge instantanement. Et quand on relache le poussoir, le condensateur se décharge au travers de RV5 et R16. Plus la valeur de RV5 est grande, et plus le condensateur met de temps à se décharger, et plus la fréquence du signal sonore met du temps pour retomber dans les graves. Vous voyez, ce n'est pas compliqué, il suffit de prendre directement la tension aux bornes du condensateur et de l'appliquer à l'entrée du VCO.

Source type sirène

Il est fait ici usage d'un second oscillateur, qui travaille cette fois à une fréquence beaucoup plus basse que celle du VCO. Le but en effet n'est pas de produire un second signal sonore audible, mais de modifier le signal sonore existant. Ce nouvel oscillateur travaille à une fréquence de l'ordre du Herz (ou un peu plus ou un peu moins, selon votre humeur du moment). Il est conçu autour d'un UJT, composant qui semble un peu boudé ces temps-ci. Et pourtant, il permet avec seulement trois résistances et un condensateur, de réaliser un oscillateur à peu de frais. Je sais, il y a aussi le NE555, qui est plus stable en fonction de l'alimentation, de la température, et qui surtout à un physique plus carré. Mais on a déjà un sircuit "carré" dans les pattes, alors, laissons pour une fois, le NE555 de côté, et regardons de plus près notre oscillateur à UJT. Bizarre, il y a plus de composants qu'annoncés. Normal, trois résistances et un condensateur me semblaient rikiki, alors j'ai fait plus complexe. Non sérieux, j'ai ajouté un générateur de courant constant pour charger le condensateur de l'oscillateur, ce qui permet d'obtenir une variation de tension à ses bornes bien linéaire, et point exponentielle comme ça aurait été le cas avec une charge sous tension constante. Je trouve la modulation plus sympa à l'oreille avec un signal en dent de scie, mais tout est toujours affaire de goût, ce ne sera pas forcement votre préférence. Pour une fois, vous pourrez simplifier le montage si le coeur vous en dit, en supprimant Q4, R8 et R9, et en reliant R6 à C4 Le transistor Q3 n'est là que pour faire office de suiveur de tension, il n'a pour but que de retranscrire sur son émetteur (aux bornes de R7) la tension appliquée sur sa base. Ne point le mettre, et l'oscillateur à UJT est complètement perturbé. Q3 n'a pas un rôle si ingrat que ça, finalement. Q5 quant à lui, fournit un signal quasi-carré synchronisé sur la dent de scie, et permet des variations de fréquence du VCO quelque peu moins progressives, je dirais même un peu brutales. Il est cablé en interrupteur, ce qui justifie son comportement quelque peu cavalier.

Prototype

Réalisé sur plaque d'expérimentation à pastilles.

electronique_boitabruit_001_proto_b electronique_boitabruit_001_proto_a

Vidéo du prototype

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Circuit imprimé

Un circuit imprimé ? Vous voulez vraiment un dessin de circuit imprimé pour cette horrible chose ? Vraiment, j'ai parfois du mal à vous comprendre...
Non, sincèrement, je n'y tiens pas. Parce que ce montage est une idée qui donne des résultats qui n'atteignent pas mes espérances (mais j'avoue n'avoir pas beaucoup bossé dessus, je n'ai que ce que je mérite). Je préfère réfléchir à d'autres possibilités sonores, j'aimerais bien entendre sortir de ce truc, une plus vaste panoplies de sonorités. Ce n'est pas compliqué, il faut juste les idées, et les tester. Donc, du temps...

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