Mis à jour : 25 nov 2016

Générateur de bruit

Echantillonneur bloqueur

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Description

Ce module simple largeur comporte deux sous-modules : un générateur de bruit (noise generator) et un échantillonneur-bloqueur (Sample & Hold).

Le générateur de bruit fournit trois signaux : un bruit blanc (distribution spectrale plane), bruit rose (distribution spectrale en 1/f c'est-à-dire avec une décroissance de 3dB/octave), et une tension aléatoire à période lente (fréquence inférieure à 6Hz).

L'échantillonneur-bloqueur (S&H) est doté de sa propre horloge dont la fréquence peut-être réglée entre 0.1Hz et 100Hz. Le jack clock I/O agit soit en entrée pour une horloge externe soit en sortie pour piloter un autre module suivant la position de l'interrupteur EXT/INT. La période de l'horloge est visualisée par une DEL jaune. Un « portamento » est inclus dont la réponse peut être soit linéaire soit exponentielle suivant la position d'un cavalier sur le circuit imprimé.

Par défaut, la sortie bruit blanc est raccordée au S&H.

J'ai dessiné trois circuits imprimés : un qui intègre les deux sous-modules (noise generator and S&H  processor), et un pour chaque sous-module pris séparément. Ainsi, il est possible de construire la configuration de son choix...

Quelques exemples sonores :

la fréquence du VCO YUSYNTH modulée par le signal RANDOM

la fréquence du VCO YUSYNTH modulée par le signal S&H, le SLEW RATE est modifié pendant l'enregistrement

le bruit rose (PINK) injecté dans un VCF passe-bas dont la fréquence est modulée par le signal RANDOM, la résonance du filtre est modifiée pendant l'enregistrement

Schéma électronique



Il est important que les deux modules soient alimentés par des lignes séparés. Ceci s'est avéré nécessaire pour supprimer les interférences entre l'horloge et le "trigger" du S&H avec l'étgae d'amplification du générateur de bruit !

Générateur de bruit : le transistor Q2 est connecté comme une diode en polarisation inverse à la limite du seuil de Zéner ce qui a pour conséquence de générer un bruit blanc de quelques mV sur l'émetteur de Q2. Ce signal de bruit est fortement amplifié par Q3 (gain x50) et est dirigé vers U3b qui amplifie (x14) le bruit blanc pour un niveau de sortie de 2 à 3V.  Une partie du bruit blanc à la sortie de Q3 est  envoyé vers Q4 monté en amplificateur sélectif (gain x) basé sur le réseau R22-C9,R23-C10,R24-C11 qui lui confère une réponse passe-bas 3dB/octave basé. Le bruit rose ainsi obtenu est amplifié par U3a et envoyé vers la sortie PINK.  A la suite de cet étage se trouvent également deux cellules passe-bas (coupure à 5Hz) qui vont servir à extraire la tension aléatoire à très basse fréquence.

Echantillonneur-bloqueur : U1 est un AOP dans une configuartion classique de multivibrateur astable. Les valeurs de R3, R4, R5, C3 et P1 définissent la fréquence de travail entre 0,1Hz et 10Hz. La crête positive du signal d'horloge est transmise par la diode D1 vers le commutateur qui permet de choisir entre l'horloge interne et une horloge externe. Le transistor Q1 pilote la DEL qui s'allume en rhythme avec la période de l'horloge.  Le condensateur C4 sert à différencier le signal d'horloge et génère une brève impulsion positive de largeur constante (10ms). Cet impulsion est mise en formz par le comparateur construit autour d'U2d. La diode D2 sélectionne la partie négative de l'impulsion pour piloter la porte (gate) du FET Q2.


Circuits imprimés et implantation de composants

NOTE : le Circuit imprimé ainsi qu'un kit de composant peuvent être achetés chez Soundtronics.co.uk

Circuit imprimé
Noise+S&H


Implantation

 





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Circuit imprimé Noise


Implantation

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Circuit imprimé
S&H


Implantation

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Note : ne pas oublier de positionner le cavalier dans le sous-module S&H pour définir le comportement linéaire/exponentiel du "portamento".

Composants et détails de construction

Sous module Echantillonneur-Bloqueur
référence
valeur
quantité
U1
LM741/TL071
1
U2
TL074
1
Q1
BC547
1
Q5
BF245B
1
D1,D2,D3
1N4148
3
R1sh,R2sh
10
2
R10
100
1
R5,R6,R8,R15
1K
4
R7,R12
10K
2
R37
22K
1
R3,R9,R11,R13
100K
4
R4
120K
1
R14
2.2M
1
C4
1n (toute valeur entre 1n et 10n fera l'affaire)
1
C5*,C19,C20,C22
100n, * LCC jaune, céramique pour les autres
4
C6
680n LLC jaune
1
C3
10µF/35V électrochimique 1
C1sh,C2sh
22µF/35V électrochimique 2
P1
500K potentiomètre audio inverse  (ALPHA)
1
P2
1M potentiomètre log
1
SW
SPDT commutateur
1
LED1
LED jaune
1
Jk1,Jk5,k6
female jack socket
3
Sous-module générateur de bruit
référence
valeur
quantité
U3
TL074/LM324
1
Q2*,Q3,Q4
BC547, *sélectionner pur un niveau de bruit maximal et un spectre blanc
3
R1n,R2n
10
2
R19
22
1
R32,R35,R36
1K
3
R25
3.9K
1
R26
8.2K
1
R18,R30
10K
2
R24
18K
1
R28,R29,R33
33K
3
R16
47K
1
R20
82K
1
R23
100K
1
R17
150K
1
R31
220K
1
R22
390K
1
R27,R34
470K
2
R21
1M
1
C13,C18
10p ceramic
2
C11
1n LCC jaune 1
C10
3.3n LCC jaune 1
C9
47n LCC jaune 1
C21
100n ceramic
1
C16
150n LCC jaune
1
C14,C15
1µF LCC jaune non-polarisé
2
C12,C17
10µF/25V électrochimique
2
C7,C8
47µF/25V électrochimique 2
Jk2,Jk3,Jk4
socle jack femelle
3
Câblage


Face avant
Dessin du panneau


Téléchargez la sérigraphie sous forme d'un fichier PDF 

Téléchargez la sérigraphie sous la forme d'un fichier JPEG


Réglages


Le réglage est très simple. Il consiste uniquement à touver un transistor Q2 qui donne le niveau le plus élevé de bruit et le mieux équilibré avec un spectre le plus uniforme possible. Dans ce but, il est préférable de ne pas souder Q2 en place mais d'utiliser un support de transistor. Ainsi, il sera facile de mettre et enlever les transistors en test. Une fois le bon transistor sélectionné il suffira de le souder en place après avoir enlevé le support. Lors des tests ne mesurer le niveau de sortie et le spectre qu'après que le transistor ait atteint sa température de fonctionnement, en moyenne 1 min suffit.
Eventuellement certaines valeurs de résistances (indiquées par ** sur le schéma) peuvent être changées de façon à adapter les niveaux de sortie.

Ci-dessous, j'ai mesuré le spectre audio obtenu par les deux exemplaires que j'ai fabriqué.


Spectre audio mesuré - sortie bruit rose (le 0dB est arbitraire)


Spectre audio mesuré - sortie bruit rose (le 0dB est arbitraire)


Références

Quelques références intéressantes sur la génération de bruit :

Quelques distributions spectrales sur le site de Grant Richter
Eliott sound project :

La galerie des constructeurs
Voici des photographies des modules yusynth ARP fabriqués par d'autres bricoleurs de par le monde.


Nom  : Patrick
Pseudo : Baronrouge
Projet modulaire: JHC live lab
Lieu : Toulon, France
Site web  : http://myspace.com/patjhc
Nom : Czaba ZVEKAN
Projet modulaire :
Lieu : Bâle, Suisse
Site web  :
Nom  : Fédéric Monti
Pseudo : Zarko
Projet modulaire:
Lieu : Gardanne, France
Site web  :

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