Xavier Nayrac

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Quelques oscillateurs très simples

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J’ai l’intention de fabriquer mon synthétiseur modulaire. Et comme il faut bien commencer quelque part, un oscillateur semble un bon point de départ. Je pourrais utiliser un Arduino, ou une plate-forme similaire, écrire quelques lignes de code, et voilà. Mais ça aurait beaucoup moins de charme que de faire un peu d’électronique en mode vintage. Je vais donc commencer par ce que j’imagine être le plus simple : un oscillateur avec un seul composant principal et quelques résistances et condensateurs. Ça n’ira pas bien loin, ça fera sûrement mal aux oreilles, mais au risque de me répéter «Il faut bien commencer quelque part.»

Qu’est ce qu’un oscillateur

Un oscillateur est un dispositif électronique qui produit un signal électrique ayant la forme d’une onde. Une onde électrique, c’est un motif, une forme, que produit la sortie du dispositif en Volt, qui oscille entre un minimum et un maximum, et qui se répète, encore et encore. On rencontre couramment les types d’ondes carrée, triangle, en dent de scie, et enfin, sinusoïdale.

Formes d'onde

Chaque forme d’onde particulière produit une sonorité particulière quand on la passe dans un haut-parleur. Une répétition - on dit aussi un cycle - par seconde donne par définition une fréquence de 1 Hertz. C’est la hauteur (musicale) de la note produite. Dix cycles par seconde correspondent à 10 Hertz. Deux cent trente quatre cycles par seconde correspondent à 234 Hertz, etc. Un Hertz est une fréquence beaucoup trop basse pour être entendue par les humains. Des oreilles jeunes, en bonne santé, pas trop fatiguées, peuvent entendre les fréquences comprises entre 40 et 20 000 Hertz, en gros.

Onde carrée

CD40106

Le premier oscillateur que j’ai testé à pour composant de base un CD40106, et produit une onde carrée.

Si vous l’essayez, raccordez aussi les pins 3, 5, 9, 11 et 13 au ground. Et si possible ajoutez lui un volume, la sortie pouvant être assez élevée. (Dans tous les cas, vous devriez toujours ajouter un contrôle de volume et mettre votre ampli à zéro pour commencer ; ça vous évitera des mauvaises surprises.)

On obtient une belle onde carrée :

74HC14

Le 74HC14, c’est la même chose qu’un CD40106 mais en 5 Volt, voire même moins. Il est donc idéal si votre circuit doit fonctionner en 5 Volt ou moins. Le schéma est exactement le même que le précédent, pin pour pin. Pensez seulement à bien utiliser du 5 Volt, sinon vous le grillerez.

555

Le 555 est un grand classique. Un des composants électroniques les plus utilisés au monde.

Dents de scie

Je voulais aussi voir ce que je pouvais faire avec un transistor. Le résultat est intéressant mais l’amplitude est un peu faible.

J’ai pu le faire fonctionner à 9 Volt avec un 2N2222A en métal. Tout les autres types de transistors que j’ai essayé n’ont pas réussi à osciller. Je pense que la plupart fonctionnerait avec 12 Volt. Il faudra que j’essaye plus tard car je n’avais pas de 12 Volt sous la main.

Les contrôles

De manière générale, augmenter la résistance diminue la fréquence. C’est à dire que ça produit une note plus basse. De même, augmenter la valeur du condensateur diminue aussi la fréquence. Il ne faut pas hésiter à tester les différentes valeurs qu’on a sous la main.

Ce qui manque

Laissez moi le répéter une fois encore : il faut commencer quelque part. Et là, ça n’est clairement que le début. Tel quel, ces oscillateurs sont inutilisables dans un synthé. Voyons rapidement ce qui manque :

  • Plusieurs formes d’ondes. Il me manque encore triangle et sinus. Et l’idéal serait qu’un seul oscillateur puissent produire plusieurs formes d’ondes.
  • Un contrôle fin de la fréquence. Généralement les oscillateurs possèdent 2 contrôles de fréquence. Un grossier (coarse) qui balaye toute l’étendue du registre, et un plus fin de l’ordre d’un ou deux tons, qui permet de s’accorder précisément.
  • 1V/oct. C’est LA fonctionnalité que j’attends avec le plus d’impatience. Je pense que ce sera aussi la plus complexe à mettre en place. En gros, c’est ce qui permettra à mes oscillateurs de jouer des notes précises, à partir d’un clavier ou d’un séquenceur, par exemple.
  • Pulse modulation. Un carré est aussi un rectangle. Pensez donc à une onde carrée comme à une onde rectangle, avec par exemples des «bosses» plus longues et des «creux» plus courts. Ça permet d’obtenir des nouvelles sonorités.
  • La synchro. Mais c’est un peu normal car pour cela il faut un deuxième oscillateur. En gros c’est quand on utilise deux oscillateurs en même temps. L’un s’occupant de la fréquence et l’autre de la forme d’onde.

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