Modifié : 17 avril 2017

VCA simple

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Description

Ce VCA tout simple est basé sur celui que j'avais utilisé dans mon premier modulaire (US1). Il s'est révélé particulièrement efficace. A première vue il semble basé sur un montage classique de type cascode, cependant la pompe de courant (Q3) n'est pas montée en série avec la paire différentielle Q1-Q2.
Ce module est très peu gourmand en courant et ne consomme que 5mA pour le +15V et 4mA pour le -15V.

Schéma



Ce schéma est relativement simple.
U1a (1/2 TL072) sert à additionner et inverser les signaux d'entrée. Q1 et Q2 constituent une paire différentielle, ces deux transistors doivent être appairés ou bien on peut utiliser un transistor double du type 2SC1583. U1b (1/2 TL072) est utilisé en amplificateur différentiel de gain unité. Le contrôle en tension est basé autour de U2 et Q3. U2 sert à additionner et inverser les tensions présentes aux entrées CV1 et CV2, ceci peut paraître bizarre mais est justifié par la façon dont Q3 est connecté. En effet, le collecteur de Q3 est connecté à la masse et son émetteur est relié au -15V via la résistance R19, donc la base doit être pilotée par une tension négative. 
On peut réaliser deux versions de ce VCA:
  • une version audio, dans ce cas les condensateurs C3 et C4 sont nécessaires, par contre A3 et R23 peuvent être omis.
  • une version pour tension continue, dans ce cas C3 et C4 doivent être supprimés, R23 et A3 sont nécessaires.

Circuit imprimé et disposition des composants

Dessin C.I.



Implantation des composants

DC-version



AC-version





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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.



Liste des composants et détails de construction

référence
valeur
nombre
U1
TL072
1
U2
LM741/TL071
1
U3*
2SC1583
1*
Q1*,Q2*,Q3,Q4**
BC547C
4*
D1**
1N4148
1**
R1,R2
10
2
R14,R25
470 5%
2
R7
1k 5%
1
R10,R11
10k 1%
2
R24
12k 5%
1
R8,R9
15k 1%
2
R17
15k 5%
1
R21,R22
22k 5% 2
R15
33k 5%
1
R19,R20
68k 5%
2
R12,R13
100k 1%
2
R3,R4,R5,R6,R19
100k 5%
5
R23
470k 5%
1
C5,C6,C7,C8,C9
100n
5
C3**,C4**
10µF/35 V tantale
2**
C1,C2
22µF/35 V polarisé
2
A1
1k trimmer
1
A2
47k trimmer
1
A3
100k trimmer (optionnel)
1
P1,P2,P3
100K (Lin ou Log**)
3
Jk1,Jk2,Jk3,Jk4,Jk5,Jk6
jack femelle
6
LD1
DEL verte
1
Suivant le type de VCA (audio ou continu), certains composants sont à utiliser ou non (voir les *,**).
Ci-dessous se trouve la liste des composants. Si vous optez pur la version DC, ne branchez pas les condensateurs C3 et C4 et remplacez les par des fils sur le circuit imprimé.
N'oubliez pas de souder les trois fils sur le circuit imprimé (voir sur le schéma d'implantation : un fil est situé entre C5 et J3, l'autre est à côté d'A1).
Câblage



Face avant
Dessin de la face


Sérigraphie
 

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


Les réglages sont relativement aisés si on utilise des transistors bien appairés pour Q1 et Q2 ou sil'on utilise un 2sc1583, ainsi que des résistance à tolérance 1% pour R8 à R13. Pour effectuer les réglages il faut un oscilloscope double trace, un multimètre numérique ainsi qu'un générateur sinusoïdal. Les réglages seront également facilités si on utilise des ajustables 10 tours.
  1. Réglez A1, A2 et A3 à mi-course.
  2. Connectez le générateur sinusoïdal (fréquence 1KHz, 4Vcc) à l'entrée 1, tounez P1 à fond dans le sens horaire (signal maximum).
  3. Connectez également le générateur sinusoïdal sur la premier canal de l'oscilloscope.
  4. Tournez P2 à fond dans le sens horaire (gain maximum).
  5. Connectez la sortie au second canal de l'oscilloscope.
  6. Ajuster A1 de façon à obtenir un signal sinusoïdal parfaitement symétrique à la sortie (la façon la plus simple de procéder consiste à superposer la trace du canal 2 avec la trace du canal 1 de l'oscilloscope. Il se peut que vous ayez à jouer également à jouer sur le réglage de A2 pour réduire le gain en cas de saturation simultanée des crêtes positives et négatives.
  7. Ensuite, tournez à fond P2 dans le sens anti-horaire (0V) et ajustez A2 pour supprimer tout signal à la sortie.
Pour la version continue, A3 doit être réglé comme suit :  après avoir effectué les réglages précédents, tournez  P1, P2 et P3 à fond dans le sens anti-horaire (pas de signal, pas de tension de contrôle) puis ajustez A3 de façon à obtenir un niveau continu de 0V sur la broche 7 de U1b. Répétez si nécessaire les réglages 2 à 7.

Si un gain unitaire pour le maximum de la tension de contrôle ne vous suffit pas vous pouvez augmenter les valeurs de R10 et R11 (par exemple une valeur de 47K aboutira à un doublement du gain de sortie). Pour les signaux supérieur à 2Vpp avec des bords raides (dent de scie, rectangle) il peut se produire une suroscillation à haute fréquence. Cela peut être éliminé en soudant un petit condensateur de 7 à 10pF en parallèle avec R11.

Linéarité et surmodulation
Avec les valeurs utilisées pour les composants, le VCA est sans distorsion pour un niveau d'entrée de 5V crête à crête, au dessus de cette valeur une distorsion graduelle va s'établir. Je n'ai pas souhaité améliorer la plage de linéarité du module, en effet la surmodulation est un autre moyen d'ajouter du caractère au son !


Références

En fait j'ai perdu les références de ce circuit il y a ... 25 ans !
Cependant 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

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



Nom : Peter Hosterman
Projet :
Lieu :  Allemagne
Site web :http://www.peter-hostermann.de



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