Modifié : 27 novembre 2007 Steiner VCF
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Description

Le "Steiner VCF" également baptisé "Synthacon VCF" a gagné en popularité grâce à Ken Stone qui l'a remis au goût du jour. En ce qui me concerne, j'avais découvert ce filtre en 1979 au cours d'une lecture (Electronic Design, 1974) à la bibliothèque des Sciences de mon université. A l'époque, j'avais été immédiatement séduit par ce remarquable montage alliant à la fois la performance, des modes de filtrages multiples et surtout un coût de réalisation tout à fait compatible avec mes moyens d'étudiant fauché... Finalement, j'en construisis trois exemplaires, un premier qui constitua le module central de mon premier synthé modulaire (US1), puis deux autres qui ne furent en fin de compte jamais intégrés !

Récemment, m'étant relancé dans un projet de construction d'un gros modulaire, il m'a semblé intéressant de le doter de quelques VCF de ce type. Cependant, plutôt que d'utiliser le circuit original j'ai voulu expérimenter un peu et concevoir des variantes autour de ce thème. Finalement, j'ai conçu deux versions originales, une première, construite autour d'un réseau de transitors du type CA3096, et une seconde, faisant appel à un transistor double du type 2SC1583 et à un classique AOP.
Voici, ci-dessous, la photographie d'un des trois exemplaires du VCF Steiner que j'avais réalisé en 1979-1980. J'avais dessiné les pistes avec un feutre spécial gravure, d'où l'aspect très amateur du circuit imprimé. Toujours est-il que ces trois filtres sont aujourd'hui toujours vaillants et fonctionnels ! Les transistors utilisés sont des BC547 (NPN) et un BC557 (PNP).
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Comment "sonne" ce filtre d'une conception si simple et basique ? Ma foi, je dirais très bien (ou pour causer jeune, TROP bien) ! Ci-dessous vous pouvez télécharger deux exemples sonores extraits d'improvisations que j'ai faites il y a bien longtemps (1980) avec mon synthé modulaire US1 .

Exemple 1 : "Sunset sentier" , dans ce court extrait, deux VCO en fréquence fixe alimente le VCF dont la fréquence de coupure est modulée par une séquence répétitive de huit notes

Exemple 2 : "A la Tangerine" ,  le filtre est utilisé pour la séquence de base, les nappes de cordes sont obtenues avec le Crumar Multiman S
Pour continuer, voici des exemples sonores du second prototype à base de 2SC1583. Le prototype à base de CA3096 sonne de façon quasi identique.

Exemple 3 : Signal carré modulé en largeur, faible résonance

Exemple 4 : Signal carré modulé en largeur, résonance moyenne

Exemple 5 : Signal carré modulé en largeur, forte résonance

Exemple 6 : Signal en dent de scie, le réglage de fréquence étant modulé
 

Schémas


Basé sur le CA3096

Cette version marche très bien et le son est tout à fait comparable à celui obtenu avec la version originale à base de composants discrets. Pour cette version, j'utilise deux AOP (type TL072) dont l'un sert de tampon d'entrée, et le second amplifie le signal de sortie. Les deux AOP sont en configuration inverseuse et donc se compensent mutuellement, le signal de sortie est donc "en phase" avec le signal d'entrée.
Le coeur du circuit est bâti autour d'un CA3096 (ou LM3096) (réseau de 3 NPNs et 2 PNPs). Pourquoi ce choix ? Et bien tout simplement parce que j'en ai une vingtaine qui dorment au fond d'un de mes tiroirs... Si vous avez des difficultés à en trouver (ce circuit n'est plus produit, mais on en trouve encore chez Conrad, Farnell, ou RadioSpares pour un prix entre 3 et 5 €) vous pouvez le remplacer par un HFA3096 de chez Intersil qui compatible broche à broche et coûte environ 3 €.
En ajustant convenablement T1, on peut obtenir une relation V/octave sur une étendue de 4 octaves environ.
Basé sur 2SC1583 + TL071
 
Cette version marche et sonne aussi très bien. Ma première tentative s'est pourtant montrée infructueuse en raison d'une erreur de conception de ma part. En fait pour R12, j'avais pensé qu'une valeur de 22k ferait l'affaire. En fait cette valeur est trop petite et fait chuter l'impédande d'entrée de l'AOP. C'est Osamu Hoshuyama qui a mis le doigt sur cette erreur de conception et m'a conseillé d'augmenter la valeur de R12 à 2M2 ou plus. J'ai donc changé R12 et avec 2M2 tout s'est mis à fonctionner à merveille ! Un grand merci à Osamu ! Si vous cherchez un 2SC1583 il vous faudra commander ce transistor soit aux USA chez AMS ( http://store.americanmicrosemiconductor.com ), soit en Allemagne chez Reichelt ( http://www.reichelt.de ).
Si vous renoncez à utiliser un 2SC1583, vous pouvez le remplacer par deux transistors NPN du type BC547 ou 2N3904. Il vous faudra alors modifier le circuit imprimé en perçant un trou supplémentaire pour la broche E du second transistor.
En ajustant convenablement T1, on peut obtenir une relation V/octave sur une étendue de 4 octaves environ. De plus, j'ai rajouté un limiteur à diode (D9/D10) dans la boucle de contre-réaction du TL071. Ceci permet de limiter l'amplitude quand le filtre entre en oscillation. Cette amélioration de mon schéma original a été introduite par Yasunori HIRAKAWA .
 
C'est chaque fois la même chose, il suffit que je crois avoir conçu quelque chose d'original pour qu'un an après je découvre que quelqu'un d'autre à fait exactement la même chose plusieurs années auparavant ! Alors que je surfais sur Internet, je suis tombé sur un site (malheureusement je n'ai pas créé de signet pour le retrouver !) où j'ai trouvé le schéma d'un synthétiseur pour guitare conçu par Terry Tsutsumi, et qui utilise le même principe d'un 2SC1583 associé à un AOP ! Etant donné que ce circuit fonctionne avec une simple pile 9V et que des personnes m'ont demandé comment modifier mon circuit pour utiliser une simple pile, j'ai décidé de le mettre à la disposition de tous.
Le voici :

gtr-synth



Circuits imprimés et disposition des composants

C.I. CA3096

Composants





Téléchargez le schéma au format PDF

Téléchargez le typon au format PDF
C.I. 2SC1583

Composants




Téléchargez le schéma au format PDF 

Téléchargez le typon au format PDF 




Liste des composants et détails de construction

Version CA3096
référence
valeur
nombre
U1
CA3096 ou HFA3096
1
U2
TL072
1
D1,D2,D3,D4,D5,D6
D7,D8
1N4148
8
R25
82
1
R11
390
1
R16
470
1
R7,R8,R9
1K
3
R23
1.2K
1
R6,R10,R13,R15
2.2K
4
R24
3.9K
1
R12 8.2K
1
R1,R2,R17
10K (ajuster pour obtenir les niveaux d'entrée et de sortie désirés) 3
R3,R4,R5 47K
3
R21
68K
1
R19,R20,R22
220K
3
R18
470K
1
R14
2.2M
1
C2,C3,C4
2.2nF
3
C9,C10
100nF
2
C5
680nF
1
C1,C8
10µF 25V
2
C6,C7
47µF 25V
2
T1
ajustable 2.5K
1
P3
2.2K lin ou 2.5K
1
P1,P2,P4
47K lin ou 50K
3
SW1
commutateur rotatif 2 circuits 4 positions (contact avant rupture) 1
version 2SC1583
référence
valeur
nombre
U1
TL072
1
U2
TL071
1
Q1, Q2
2SC1583
3
D1,D2,D3,D4,D5,D6
D7,D8,D9,D10
1N4148
10
R18
82
1
R11
390
1
R7,R8,R9,R23
1K
4
R23
1.2K
1
R6,R10
2.2K
2
R17
3.9K
1
R14
4.7K
1
R1,R2,R15 10K (ajuster pour obtenir les niveaux d'entrée et de sortie désirés) 3
R13
22K (valeur à passer à 27K si P3 est de 25K)
1
R3,R4,R5,R21
47K
4
R22
150K
1
R19,R20
220K
2
R16
470K
1
R12
2.2M
1
C2,C3,C4
2.2nF
3
C9,C10
100nF
2
C5
680nF
1
C1,C8
10µF 25V
2
C6,C7
47µF 25V
2
T1
ajustable 2.5K
1
P3
22K lin ou 25K lin (dans ce cas porter R13 à 27K)
1
P1,P2,P4
47K lin ou 50K lin
3
SW1
commutateur rotatif 2 circuits 4 positions (contact avant rupture)
1
Câblage



Face avant
Dessin de la face


Télécharger le typon de sérigraphie sous la forme d'un fichier PDF

Télécharger le typon de sérigraphie sous la forme d'un fichier JPEG



Réglages

Le réglage est simple. Il suffit de régler l'ajustable de façon à obtenir une réponse en V/octave sur environ quatre octaves.


Références

Voici une liste de liens où trouver des informations au sujet du VCF Steiner :
Article original de Nyle Steiner http://yusynth.net/archives/
La page de Ken Stone http://www.cgs.synth.net/modules/cgs35_syntha_vcf.html
La page de Motohiko Takeda http://www.aleph.co.jp/~takeda/radio/steinerVcfE.html
La page de Marc Bareille http://m.bareille.free.fr/modular1/vcf_synthacon/vcf_synthacon.htm
Le site de RadioJunkBox http://homepage2.nifty.com/rjb/labo.ht

Vous pouvez acheter un module tout fait du Steiner VCF chez Cyndustries !
Doepfer propose aussi son filtre Steiner à base de Vactrol.

Au fait ne manquez pas de visiter la page officielle de Nyle Steiner !

La galerie des constructeurs
Voici des photographies des modules yusynth Steiner VCF fabriqués par d'autres bricoleurs de par le monde.
Nom : Meic
Projet : Scaff beat
Lieu: Hambourg, Allemagne
Site web : http://www.myspace.com/scaffbeat
Nom : Olivier Abplanalp
Projet : Cave Studio
Lieu: Schaffhausen, Suisse
Site web : http://www.cavestudio.ch
Nom  : Patrick
Pseudo : Baronrouge
Projet modulaire: JHC live lab
Lieu : Toulon, France
Site web  : http://myspace.com/patjhc

Nom : Julien
Projet :
Lieu: France
Site web :
Nom : Sebo
Projet :
Lieu: Argentine
Site web :http://www.cosaquitosenglobo.com.ar
Nom : Frédéric Monti (Zarko)
Projet :
Lieu: Gardanne,France
Site web :

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