Modifié : 24 fév. 2005

Double modulateur équilibré

(ring modulator)
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Description

Le modulateur équilibré ou modulateur quatre quadrants, est un grand classique de la musique électronique. Son rôle principale est de générer des sonorités au contenu harmonique complexe, du type son de cloche, sons métaliques.
Le principe de fonctionnement repose sur l'emploi d'une cellule de Gilbert (voir les références en bas de page) constitué par le très classique LM1496.

Classiquement, si l'on alimente l'entrée A avec un signal sinusoïdal de fréquence f1, soit sin(2πf1), et l'entrée B avec un signal  sinusoïdal de fréquence f2, soit sin(2πf2), on trouve en sortie le produit de ces deux signaux, soit sin(2πf1) x sin(2πf2).
En raison des propriétés des fonctions trigonométriques :

 sin(2πf1) x sin(2πf2) = sin(2π(f1+f2)) + sin(2π(f1-f2))

autrement dit le signal de sortie est composé de deux sinusoïdes, l'une de fréquence f1+f2 et l'autre de fréquence f1-f2.

Schémas

Le schéma de ce double modulateur équilibré (ou encore modulateur quatre quadrants) est basé sur le modulateur en anneau du Formant d'Elektor (qui n'est qu'une simple adaptation de la fiche d'application du LM1496, voir à la fin de cette page). J'ai simplement modifié les valeurs des résistances d'entrée pour les adapter aux niveaux des signaux des Moog et Dotcom (10V crête à crête). J'ai également ajouté un amplificateur en sortie avec un gain de 6,8 pour que le niveau de sortie soit aussi de 10 V crête à crête.

Circuit imprimé et disposition des composants
Dessin C.I.


Implantation des  composants





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ATTENTION! Le document est formaté pour être directement imprimé sur un mylar pour photogravure ou sur du papier "press & peel". Assurez-vous que la face imprimée soit appliquée sur la face cuivrée du C.I., le texte doit alors être lisible directement.
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Liste des composants et détails de construction
référence
 valeur
 quantité
U1,U3
 LM1496
 2
U2,U4
 TL072
 2
C4,C6
 100nF polyester LCC 2
C1,C2
 22µF/25V polarisé 2
C3,C5
 100µF/25V polarisé 2
C7,C8,C9,C10,C11,C12 1µF polyester LCC non-polarisé
 6
R1,R2
 10 ohms
 2
R,R
 470 ohms
 2
R17,R18,R39,R40
 1k2* 1%
 4
R8,R9,R30,R31 1k5* 1%
 4
R5,R6,R13,R15,R27,R28,R35,R37 2k7* 1% 8
R12,R14,R16,R34,R36,R38 6k8
 6
R22,R44 10k
 2
R4,R7,R26,R29 12k 1%
 4
R11,R19,R20,R21,R33,R41,R42,R43 15k 1%
 8
R23,R45 68k
 2
R3,R10,R25,R32 180k
 4
A1,A3
 500 ohms 10 tours vertical
 2
A2,A4
 220 ohms 10 tours vertical
 2
Jk1 à Jk12
 socle jack 6,35mm
 12
Câblage



Face avant
Dessin de la face


 Sérigraphie


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Réglages
Dans ce montage, il y a quatre potentiomètres ajustables 10 tours à régler (A1 à A4). Ces ajustables permettent d'obtenir l'annulation des signaux d'entrée. La procédure est assez simple, pour cela il suffit d'avoir un générateur sinusoïdal à faible distorsion et fournissant un niveau de sortie de 10V crête à crête. Les réglages sont à effectuer sur les deux sous-modules séparément
  1. Réglez la fréquence de générateur sinusoïdal sur 1000Hz et ajustez le niveau de sortie à 10V crête à crête.
  2. Branchez la sortie du module sur un amplificateur audio en prenant soin de régler le niveau d'entrée sur une faible valeur (le niveau de sortie du module est 10Vpp alors qu'un amplificateur audio attend un niveau d'entrée d'au maximum 1Vpp ! )
  3. Branchez le générateur sur l'entrée A (ou C) dotée du condensateur (AC-INPUT). Vous devez entendre un signal de 1000Hz plus ou moins fort en sortie AxB (ou CxD).
  4. Ajustez le trimmer A2 (ou A4) de façon à totalement supprimer le son en sortie AxB (ou CxD). Le signal doit être inaudible ou à peine audible.
  5. Débranchez le générateur de l'entrée A (ou C) et branchez-le sur l'entrée B (ou C) dotée du condensateur. Vous devez entendre un signal de 1000Hz plus ou moins fort en sortie AxB (ou CxD)
  6. Ajustez le trimmer A1 (ou A3) de façon à totalement supprimer le son en sortie AxB (ou CxD). Le signal doit être inaudible ou à peine audible
Voilà, le module est prêt à fonctionner. Une dernière vérification peut être faite en branchant le signal 1000Hz simultanément sur les entrées A et B (dotées de capacités) : on doit alors entendre en sortie un signal de fréquence 2000Hz soit une octave au-dessus du signal en entrée.


Références
Voici une liste de liens où trouver des informations au sujet du VCF Steiner :
Datasheet du LM1496 http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/8667/NSC/LM1496.html
Page consacrée au LM1496 et ses avatars http://www.radiomods.co.nz/integratedcircuits/mc1496.html
Je vous recommande la lecture (en anglais !) d'une page très intéressante sur le fonctionnement des modulateurs à 2 et 4 quadrants basés ou non sur des cellules de Gilbert : http://members.tripod.com/michaelgellis/gilbert.html
Le modulateur équilibré d'Elektor http://yusynt.net/archives/Elektor/BalancedModulator-1979.pdf
La galerie des constructeurs
Voici des photographies des modules yusynth Ring Mod fabriqués par d'autres bricoleurs de par le monde.

Nom :
Pseudo : AndyR1960
Projet modulaire : BroadWave
Lieu: Manchester UK
Site web : http://www.solarmaxx.co.uk/


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