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Page 250-N° 1441 lïmportateur français saura faire part de nos remarques à Robert
et surtout, pour l'émetteur 6 voies, une puissance de 2 W (2 000 mW) avec une sortie HF par 2 transis-tors en paralléle permettant de fonctionner à semi-puissance en cas de panne de l'un... Du côté réception, il comporte toujours deux platines, mais chacune est alimentée séparément et comporte en outre une amplification qui est de nos constatations.
Par rapport à nos parametres énoncés dans lïntroduction ...
voyons maintenant les résultats.
a) plus grande fiabilité?
oui b) meilleure sélectivité?
oui c) plus grande puissance?
oui d) plus grande portée?
oui
e) plus faible consommation?
oui
pour le récepteur seulement f) réparations simplifiées?
oui
(mais des réserves pour les J.C.
qui sont plus chers que l'électroni-que conventionnelle) reste qu'à espérer que les critiques que nous avons formulées amélio-rent la qualité du matériel. Mais
un
D
a
~touche
L
A réalisation d'un vrai orgue électronique représente un travail considérable. et une dépense importante. Le clavier de touches est déjà une affaire assez onéreuse, surtout s'il doit être à contacts multiples. Or, faire de la musique électronique avec des moyens plus simples, c'est parfai-tement possible, bien que le résul-tat obtenu ne sera, évidemment, pas comparable à l'« orgue de salon », du moins quant à l'élé-gance et à l'esthétique. En revan-che, la réalisation décrite est moins rigide que l'orgue classique, quant à la production des sons.Elle utilise une forme d'onde en dent de scie, déjà plus agréable à l'oreille que la rectangulaire habi-tuelle. De plus, elle permet l'adjonction de circuits auxiliaires qui sont des multiplicateurs apé·
riodiques de fréquence. Ils permet•
tent la création d'harmoniques ou de « formants ,, qu'on peut mélan-ger à volonté, pour obtenir des timbres assez divers.
L'orgue à touches fixes est des-tiné essentiellement aux débutants, qu'ils le soient en électronique, en musique, ou - et surtout - les deux à la fois. On peut d'abord réaliser l'orgue avec des moyens relativement simples, quitte à le perfectionner ultérieurement par des circuits auxiliaires qu'on ajoute à ce qui existe déjà. De même, une progression est possi-ble sur le plan musical. On peut d'abord ne réaliser qu'un instru-ment monodique (à une seule voix), puis ajouter une deuxième voix, une troisième, etc.
CO'JVE"RTJSSFlTR T'C"JSIO CD É"UENCF Le principe de l'orgue à touches fixes est basé sur un diviseur de tension qui peut être constitué par un simple fil résistant, connecté sur une source continue de 15 V environ. A l'aide d'une pointe de touche, on prélève, en certains endroits de ce fil, une tension qu'on applique à un oscillateur de façon à commander la fréquence produite par cet oscillateur, lequel convertit ainsi une tension conti•
nue en une fréquence.
Le schéma d'un tel convertis-seur est donné dans la figure 1. TJa
• X
partie« active» du diviseur de ten-sion est constituée par un cordon résistant (R2) qu'on peut, éventuel-lement, remplacer par une tige iso-lante sur laquelle on enroule du fil résistant suffisamment fin. La plage de fréquences (trois octaves environ) est limitée par R1 et R3,
alors que les deux diodes D (diodes « signal » ou « redresse-ment », tout type du commerce) servent à la compensation en tem-pérature. Puisqu'il s'agit d'un divi-seur de tension, les valeurs de R1,
R2 et R3 ne sont à respecter que quant à leurs rapports. Si on ne dispose pas d'un cordon ou d'un fil assez résistants, on peut donc
s
prendre, par exemple. R1 = Ri = 150 f.!, et R3 = 220 f.!. ~1ais le diviseur consomme alors prés de 100 mA, c'est-à-dire trois fois plus que le reste du montage. et sa dis-sipation totale est de 3 W.
La tension qu'on prélève sur R, par une pointe de touche. sert d~
polarisation de base à un transis-tor T4 (la nomenclature, T,. T6• T ..
ainsi que R3, ~ . R11 , ne progresse pas régulièrement dans la figure 1.
et ce de façon qu'il y ait homogé-néité avec les schémas donnés plus loin). Le courant de collecteur de T4 est déterminé, d'une façon pré-ci se, par cette tension de base, et par la résistance d'émetteur, R11•
N° 1441 -" -25'
Ce courant sert à décharger, à in-tensité constante, le condensateur C1, pourvu que ce condensateur ait été chargé, auparavant, par T6•
Cette charge se fait T8 devient conducteur, et la baisse consécutive de sa tension de col-lecteur est transmise, par R11, sur la base de Tg, ce qui fait que ce transistor se bloque. Après ce phé-noméne de basculement, Je cou-rant de collecteur de T9 devient suffisamment important pour polariser, via Rw la base de T6, lequel conduit alors un courant de collecteur qui est environ 100 fois plus important que celui de T4•
Ainsi, la charge de C 1 est beau-coup plus rapide que la décharge.
Mais, aussitôt que cette charge est accomplie, Je potentiel de base de Tg devient supérieur à celui de T9, et la bascule retourne à son état initial. Le commutateur S permet de doubler la valeur de C1, ce qui revient à transposer le jeu à l'octave inférieur.
Ce mode de fonctionnement détermine, sur le collecteur de T 9, un signal composé d'impulsions suffisamment brèves pour qu'on ne puisse guère en attendre une sonorité agréable - encore que pareilles affirmations sont, évi-demment, des questions de goût.
Enfin, le plus souvent on donnera la préférence à la dent de scie. dis-ponible sur l'émetteur de T7, et qu'un potentiomètre (R17) permet de doser de façon qu'on puisse
!"appliquer directement à l'entrée d'un amplificateur existant (d'élec-trophone, par exemple). La forme de la dent de scie ainsi obtenue :îg. 2) est d'ailleurs suffisamment pufane pour qu'on puisse égale-cent !"utiliser pour d'autres appli-cations èe l'électronique.
Cette toute première version de l'instrument de musique, pcut-étre encore trop simple, ne donnera un son juste que si on touche le cor-don résistant en un endroit bien précis. Le jeu sera donc moins facile que dans le cas d'un instru-ment à touches. De plus, on ob-tiendra un jeu assez sec, car le son s'établit aussitôt qu'on touche, pour cesser aussitôt qu'on lâche.
Fig. 1. - Ce convertisseur tension-fréquence permet de faire de la musique à l'aide d'une pointe de touche qu'on met en contact avec un cordon résistant, lequel est alimenté
par une tension continue.
on avait déjà essayé de faire de la musique avec des tubes au néon utilisés en relaxateurs.
CIRCUIT DE RETARD ET DE MÉMORISATION
Dans les instruments de musi-que habituels, les sons ne s'établis-sent que progressivement, et il y a également des phénomènes de résonance qui font que les notes ne cessent pas immédiatement, dès qu'on lâche la touche qui les commande. Par des moyens élec-troniques, un établissement pro-gressif du son est assez facile à ob-tenir. Il suffit, en effet, de disposer un atténuateur électronique à la sortie de l'oscillateur. Au repos (pointe de touche libre), cet atté-nuateur coupe le transfert de l'oscillateur vers l'amplificateur final. Dès que la tension sur la pointe de contact cesse d'être nulle (contact avec le diviseur de ten-sion), l'atténuateur se trouve commandé par un circuit possé-dant une certaine constante de temps, et ce de façon à augmenter progressivement le signal passant vers l'amplificateur.
Il est plus difficile d'obtenir éga-lement un • évanouissement » lent du son à la fin de la note jouée, car il faut alors disposer d'un circuit qui se « souvient» encore de la note qui vient d'être jouée, quand le contact commande (avec le divi-seur de tension) se trouve déjà ouvert. On doit ainsi prévoir une mémoire analogique qui maintient .a ècr::icre valeur de tension (sur ordre de nomenclature, le transis-tor T 4 de la figure 1. Sa base est maintenant connectée sur un fort condensateur C2, qui joue le rôle de la mémoire. Pour limiter les conséquences d'une décharge de C2 par le courant de base de T,, on a prévu la résistance ~- Afin que C2 ne puisse pas être déchargé par R8, on a prévu le transistor Ti, lequel fonctionne en interrupteur.
Cet interrupteur devra être fermé, quand on veut donner une l'étage collecteur commun T2• Sur l'émetteur de T2 on obtiendra donc, à un petit décalage près, cette même tension sous une impé-dance suffisamment basse pour qu'une charge très rapide de C2 soit possible. Mais il peut aussi se faire que C2 a conservé, depuis la
note précédente, une charge qui est plus élevée que celle qu'on veut obtenir maintenant. Il faut alors décharger C2 par Rg, et ce jusqu'à ce que T2 devienne conducteur.
Cette opération est effectuée par Ti qui, commandé par Ti, ne se comporte comme interrupteur fermé que s'il existe une tension maintient encore pendant une fraction de milliseconde. Du fait du retard qu'introduit C1, on est sûr que Ti se trouve déconnecté de C1 (via R8) à un moment où 12
fournit encore l'information qu·on veut mémoriser dans C2, cette in-formation étant une tension qui se conserve encore, sans altération génante, aux bornes de C2 pendant une bonne fraction de seconde. Et c'est pendant cette fraction de seconde que doit intervenir l'atté-nuation progressive du son, à la sortie de l'oscillateur. Si cette atté-nuation se fait trop lentement, la tension aux bornes de C2 a le temps de se modifier de façon per-ceptible, et on constate, après la
Fig. 2. - Oscillogramme de la dent de scie produite par le montage de la figure 1.
fin de la note, un léger effet de pleurage qui, après tout, peut éventuellement être souhaitable.
ATTÉNUATION PROGRESSIVE
Dans le schéma de la figure 3, on a prévu une sortie « silence » conçue de façon qu'une tension positive (20 V, ou plus) de commande, sur cette sortie, provo-que une coupure du son dans l'atténuateur proprement dit, ainsi qu'on le verra plus loin. Effective-ment, tant que la pointe de touche reste libre, ni Ti, ni T5 ne peuvent conduire. et la tension sur la sortie
«silence" s'établira à une valeur voisine de celle de la tension d'ali-mentation. Mais dés qu'on joue une note, T5 devient conducteur et décharge très rapidement C 3, lequel n'a ainsi guère d'influence au moment de l'établissement du son. La progressivité de cet éta-blissement dépend. en fait, de C4,
qui ne se décharge qu·assez lente-ment par Rs. A la fin de la note, T5 se bloque. et C3 pourra se char-ger par R12 • Sa valeur déterminera donc la progressivité de l'éva-nouissement du son. Telles qu'elles sont indiquées dans la figure 3, les valeurs de C3 (éva-nouissement) et de C4 (établisse-ment) ont été choisies de façon qu·on obtienne un jeu normal.
sans effet de pleurage. Cela n'empêche. bien entendu. qu'on pourra les modifier. ne serait-ce que pour voir (ou entendre) ce que cela donne. La diode D4 permet de porter la tension de collecteur de T, à une valeur telle que l'oscilla-teur (connecté sur la borne
" sortie ») cesse de fonctionner après la fin du phénomène d"éva-nouissement qui suit chaque note.
Cette diode n'est nécessaire que si on est très exigeant quant à la per-fection du « silence » obtenu par l'allénuateur décrit ci-après. Elle est également utile pour le
« module à sonorités multiples», décrit plus loin.
Le schéma de la figure 3 comporte également un commuta-teur « octave •, mettant en service un condensateur C5, pour diviser toutes les fréquences par 2. Ce condensateur intervient en paral-lèle à C1 de la figure 4, représen-tant le schéma de l'oscillateur. Si on veut que cette commutation aboutisse à une diminution de fré-quence exactement égale à un octave, on doit utiliser des condensateurs de précision pour C5 (fig. 3) et pour C1 (fig. 4).
Cla•ier
R6_ t,2kn 01 à 04: 1N914, 1N4148, 1N4154, BA217 ou équiulent
R9 4,7MQ
R12
s,6m
D4
+3DV T1 à T4: 2N2924 2N3392,BC164 ou équi,al
Sortie
,;, .T•:
CS+ C4
2(X)nF Octne
Fig. 3. - Cette mémoire analogique très simple évite tous les bruits de claque-ment et de cracheclaque-ment qu'on observe, autreclaque-ment, en mettant la pointe de
tou-che en contact avec la résistance «clavier».
FS32864 (BC308)
Cl lOOnF (:!:1¾)
R22 .--r::~1,SkO. +
-...:...7-'-1---'<;;.:..,, t--'-11--- r - ' - - ,
R20
5,6kQ R23
mn
Silence -
-+30V (r'9"lé)
Fig. 4. - Oscillateur s'adaptant à l'unité de commande de la figure 3 et muni d'une commutation électronique de silence.
77mm
A
03
Sortie 1
+30V-...!.1
- -....---+--+....-+-t-+--+-'T'l-""d"--1~
iil
Silence 2
Sortie 2
C
8
_ _ J
l
Entree 2 D.- - - - 8 0 mm - - -
---Entrée 1
Fig. 5. - Plans d'implantation et de connexion d'un module de commande double., poa, jeu à deux voix.
'--!:!
>
.,
u
.... .... , -~ 2 5 3
Fig. 8. - Une telle disposition des touches fixes permet de
«glisser» facilement d'une note
- - - -71mm--- - - -..,
à une autre.
Fig. 9. - Pointe de touche dédoublée, permettant un jeu
en quarts de ton.
Silenc
\8 kQ 2,2kQ 5,6kQ
· ~
tJ. ; r2f' . :..+-t~ - - ~
ampl1f .l
... ~~~-~-0
+2DV
Fig. 6. - Platine imprimée et plan d'implantation de l'oscillateur de la figure 4.
r--- - -- ~ ~ ~ - - - - --- --- ---7
N 1
~' 1 ~
1 1 1
, _ , _ 15 16 16 18 18 20 22 22 24 24 27 27 30 30 1 33 36 36 39 43 47 47 51 56 56 62 62 68
.??
75 82 , ...., 1...,/
11
47lt 220n-- -- -- -- -- -- --
--349Hz
1
: {3
1 / 47()11 1 1 1
J l,2kll.
1 L__
+30V
- , - - r - - r - -,.... -,....
1976H, Fig. 7. - Ce clavier à touches fixes se réalise à l'aide d'un panneau de copper-clad, et son diviseur de tension est constitué
par une série de résistances.
Pour ce qui est de la partie oscillateur, le schéma de la figure 4 est une réplique exacte de celui de la figure 1. On y a ajouté un transistor à effet de champ, T11, jouant le rôle d'atténuateur. Lors-que sa tension de gate (ligne ~ si-lence ») est nulle, il présente une res1stance pratiquement infinie entre source et drain. Les oscilla-tions, provenant de l'émetteur de T7, peuvent donc passer vers la base de l'étage de sortie, TJO, sans subir d'atténuation notable par Rl6' Si, au contraire, T11 reçoit une tension de gate fortement positive, sa résistance gate-source n'est plus que de quelques centai-nes d'ohms. Elle forme alors divi-seur de tension avec R16 , et la composante alternative sur la base de TJO devient environ 1 000 fois plus faible. Comme on n'a pas encore un silence absolument par-fait dans ces conditions, on peut prévoir la diode D4 de la figure 4, dont le rôle a été mentionné plus haut.
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La tension auxiliaire d'alimen-tation de + 20 V, nécessaire pour
T11 , peut être obtenue par un
divi-seur (1 + 1,8 kf.l) à partir de l'ali-mentation principale de 30 V. On pi:ut également, à l'aide d'un potentiométre, rendre cette tension ajustable (entre + 5 et + 20 V, environ), et cela permettra d'agir sur le seuil de la commande de silence, et, partant, sur la rapidité des phénoménes d'établissement et d'évanouissement.
Si on veut jouer à deux voix (avec une pointe de touche dans chaque main), il suffit de dédou-bler tout le système. A ce propos, la figure 5 montre les plans d'im-plantation et de connexion d'un circuit intégré contenant deux fois le module de commande de la figure 3. On pourrait, de la même façon, « dédoubler» la platine de la figure 6, laquelle correspond au schéma de la figure 4. Le potentio-mètre R22 permet alors d'ajuster la fréquence de façon que, pour une note donnée, elle soit exactement
identique pour les deux modules.
Comme le montrent les photo-graphies qui illustrent cet article, les divers modules du montage ont été reliés par des connecteurs utili-sant des supports pour tubes miniature. Cette façon de faire s'explique essentiellement du fait qu'il s'agissait d'un montage d'études, susceptible de subir des modifications et des adjonctions.
De plus, le montage de la figure 6 est également utilisable pour d'au-tres applications musicales (orgue de barbarie digitale et boîte à musique électronique) dont il sera question ultérieurement.
LE CLAVIER A TOUCHES FIXES
Si on ne se contente pas d'un diviseur de tension « clavier » réa-lisé sous forme d'un simple cordon résistant, on peut adopter la dispo-sition de la figure 7, où on utilise
autant de résistances qu'il y a cte notes (demi-tons) dans la gamme considérée. Les prises du diviseur ainsi obtenu sont connectées à autant de surfaces conductrices.
obtenues en subdivisant la face cuivrée d'une platine de copper-clad à la manière d'un clavier de piano.
Lors de la confection de la maquette, les touches normale-ment noires ont été réalisées en surépaisseur, c'est-à-dire en les découpant, individuellement, à la scie, et en les collant ensuite aux endroits correspondants du pan-neau. Finalement. cette façon de faire n'est peut-être pas la plus heureuse, car en disposant toutes les touches sur un même plan, on peut facilement glisser de l'une à l'autre, avec la pointe de contact.
Cette posibilité peut paraître éton-nante, car, normalement, un frot-tement sur une surface de contact conduit à des crachements abomi-nables. Or. la mémoire analogi-que, décrite plus haut, fait que le
- - - . - - - - o + 3 0 V
7, 1N914, 1N4148, 1N4154, BA217 au équinlent.
R3 +30\/
Fig. 1 O. - Variante dans le schéma de la figure 3, permettant une disposition à peu Fig. 11. - Dans ce doubleur de fréquence à périodique, le près linéaire des notes qu'on joue sur un cordon résistant à pas régulier d'enroulement transistor est saturé aux alternances positives, a/on qu'il amplifie, avec inversion de phase, lors des alternances
négatives.
son se mamuent d'une façon par-faitement pure lors d'une telle manœuvre, avec transition nette et immédiate lors du passage d'une note à la suivante. Pour multiplier ces possibilités de passage, on peut modifier le clavier comme le montre la figure 8, de façon à élar-gir les touches normalement noi-res vers l'arrière, et les blanches vers l'avant. D'autres modes de disposition restent évidemment possibles.
Dans le cas d'un instrument a touches mobiles, la largeur mini-male de ces touches est dictée par les dimensions des doigts de la
Dans le cas d'un instrument a touches mobiles, la largeur mini-male de ces touches est dictée par les dimensions des doigts de la