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DJ Profession & Carrière 2013

Comprendre: Générateur de test audio
simple à construire, vous suivra partout ! - Public  Débutant / tout public
Source: Articles internet - octobre 2009 ::: Photos: Jean Alary - Texte: Jean Alary - Photos: Claude Ducros - Texte: Claude Ducros -  :::
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Générateur de test audio

Ce petit générateur, simple à construire, vous suivra partout. il a été conçu pour cela. Trois fréquences (32 Hz, 1000 Hz et 6000 Hz), deux sorties asymétriques, (basse et haute impédance), une symétrique 600 §, et six niveaux couvrant de +4 à -30 dBu en asymétrique ou +10 à - 24 dBu en symétrique, le tout alimenté par une simple pile 9V, voilà un objet fort utile en sonorisation !

:::Présentation

Si certaines consoles disposent d'un générateur intégré, nombreuses sont encore celles qui en sont dépourvues. Pourtant cet « accessoire » s'avère vite indispensable, que ce soit pour vérifier la conformité d'une installation plus ou moins complexe, calibrer les enregistreurs et les inserts, ou encore prendre en main une console inconnue, juste avant de l'utiliser. Dans ce dernier cas, il est nécessaire de s'habituer au comportement des réglages de gain des entrées, des correcteurs de tonalité, etc. mais aussi de découvrir « la voie qui crache » : le départ aux dont le potentiomètre passe du « off » au « on» d'un coup d'un seul, et autres surprises. Tester une liaison depuis les boîtiers de scène,etc.

Avec le petit générateur que nous vous proposons, il est parfaitement possible de faire tous ces essais. Nous en avions besoin pour faire des tests à distance de micros HF (portée entre autres), aussi l'avons-nous adapté pour vous à des utilisations « élargies ».

Tout d'abord, il fallait qu'il soit :

1. Simple mais performant (stable en amplitude comme en fréquence, faible distorsion et consommation) ;
2. Adapté aux exigences classiques de la sonorisation mais aussi aux besoins domestiques ;
3. Purement analogique et sans alimentation à découpage, excluant ainsi tout hachage ou fréquence d'échantillonnage, phénomènes délicats à éliminer simplement ;
4. Testable et réglable au moyen d'un simple multimètre.

Les autres caractéristiques ont ensuite été fixées en fonction des performances mesurées sur les diverses maquettes réalisées, afin d'assurer une parfaite reproductibilité.

Le schéma
La figure 1 en dévoile les secrets.
On remarquera tout d'abord, qu'il n'est fait appel à aucun composant exotique ou coûteux, gage de longévité et d'éventuelle maintenance aisée.
La partie supérieure du dessin présente la section alimentation proprement dite. Partant d'une source unipolaire (pile 9V), il faut d'abord la réguler puis la « symétriser », donc créer un « point milieu », lequel servira de masse (GND). Observez bien le schéma : la pile est confiée à un régulateur simple, constitué de R1 ,T1 et Dz1. Aux bornes de C1 et C2, la tension continue disponible est alors réduite à +7,6 V DC, continus (entre +VDD et -VEE), mise en évidence par le couple Ld1/R2, très peu gourmand.
Un pont diviseur par deux, constitué de R3 et R4, de valeurs strictement identiques (+/- 1%) attaque via R5 une cellule non inverseuse de IC1, laquelle se charge à l'aide de R6 et R7 de produire une masse (GND) équilibrée qui, outre être parfaitement au « centre » de l'espace +VDD /-VEE, s'avère le point de référence pour toutes les tensions « audio », ces dernières étant alternatives (sinusoïdes pures).
De ce fait, Tp5 sera notre base de mesure désormais. Il est bon de remarquer que le seul circuit intégré (IC1) est, dès à présent, alimenté pour toutes les cellules (OAP) qu'il contient. Sur les quatre, il en reste trois, que nous allons exploiter de la sorte : IC1d pour l'oscillateur proprement dit, IC1b et c assurant les interfaces de sorties.

figure 1

L'oscillateur, classique pont de Wien, est soigneusement stabilisé en amplitude grâce aux diodes D1 à D4 limitant l'excursion dans la contre-réaction de l'OAP.
Les guitaristes, même celles ou ceux qui ne sont pas spécialistes en électronique, comprendront vite si on leur explique ainsi : la guitare est mise en larsen avec les haut-parleurs de l'ampli et commence alors le « jeu » délicat d'entretien de la note choisie, afin qu'elle reste constante en fréquence et en amplitude, de sorte qu'elle ce ne soit plus perçue comme un larsen mais comme une note tenue.
Délicat certes, car tous les sens sont alors en alerte : les oreilles surveillent le résultat issu d'une position physique précise (à la limite de l'accrochage excessif), et les doigts « titillent » délicatement la note voulue afin d'entretenir finement le phénomène.
Un certain Carlos SANTANA arrivait à tenir ainsi pendant plus d'une minute (Europa), sans autre artifice.
Ici, c'est presque pareil. Pour simplifier, convenons que C5 à C7 = C8 à C10 = C et que R8= R9 = R. IC1d est en réaction (larsen) à la fréquence F=1/6,28 RC.
Si on voulait élever la fréquence grave de 32 Hz à 48 Hz, il suffirait d'opter pour C7 = C10 = 100 nF.
Dans un oscillateur à pont de Wien, la contre-réaction classique (ici R10 et R11) ne peut assurer seule « l'équilibre » du gain (x3), ce dernier ayant toujours tendance à « diverger » ou à converger. D1 à D4 viennent à leur aide de façon dynamique en limitant drastiquement la tension et en partant d'un gain légèrement supérieur (à 3), condition de l'entrée en oscillation. Les valeurs retenues pour cette section, permettent d'obtenir environ 2 Vpp (peak to peak ou crête à crête) sur Tp2, soit 0,7 VRMS selon le type d'ampli op. Rappelons la loi : VRMS=0,707 x Vp en sinus. Vpp serait la valeur crête à crête d'une sinusoïde observée sur l'écran d'un oscilloscope. Sans disposer d'un tel outil, la mesure RMS (dite aussi « efficace ») sera aisément faite au moyen d'un multimètre classique (souvent aujourd'hui RMS vraie), placé en VAC (volt alternatif) et qui conviendra parfaitement pour toutes les mesures à effectuer désormais.
L'oscillateur fonctionnant, il faut en doser soigneusement l'amplitude. Pour bien comprendre le fonctionnement du schéma à partir de Tp2, il est nécessaire de survoler rapidement la configuration des sorties : la section constituée de IC1c, R14 à R17 et C11 est conçue pour fournir un gain de deux, soit + 6 dB. On arrive alors à Tp3 sur lequel il faudra mesurer 1,23 VRMS, correspondant à +4 dBu quand le commutateur de gain CM1 sera au maximum (position 6). C13 interdit toute composante continue en sortie, et trois directions sont offertes : via R12 sortie asymétrique haute impédance, via R13, idem mais à basse impédance, enfin via R23, sortie symétrique sur broche 2 de la XLR, dont il manque encore la phase « inverse » en 3. À droite de R17, R18 prélève la phase et IC1b se charge de l'inverser exactement (Aj2) pour fournir l'exact opposé en 3 de la XLR.
De ce fait on a bien, sur la XLR, la « phase » en 2, la « phase inverse » en 3 et la masse en 1. Si CM1 est au maximum, on obtient alors une sortie symétrique dont l'amplitude est doublée, soit + 6 dB par rapport aux sorties asymétriques. Si ces dernières sont à +4 dBu, on obtient +10 dBu en symétrique, comme convenu.
Revenons à Tp2 : nous en étions à 0,7 VRMS environ, mais, suivant le circuit intégré choisi pour IC1, il n'est pas impossible que l'on n'obtienne que 0,65 ou 0,8 VRMS bien que l'oscillateur soit en tout point conforme par ailleurs. Toutefois ce serait insuffisant pour offrir les 1,23 voulus en Tp3 et Tp4. C'est la raison du gain de 2 donné dans IC1c : permettre de compenser les dispersions.
AJ1 et les résistances R26 à R31 constituent un atténuateur de précision à plots pré-calibrés. Quand CM1 sera placé au maximum de gain, il suffira d'ajuster Aj1 afin d'obtenir 1,23 VRMS en Tp3 et, sans toucher désormais à AJ1, reproduire exactement 1,23 VRMS en Tp4.
Tout sera alors parfait et, si les résistances R26 à R31 ont été respectées (valeurs à 1%) l'atténuateur sera précis à 0,1 dB près.


Réalisation
Un soin particulier a été apporté à la mise en pratique. Deux circuits imprimés se partagent l'implantation. La figure 2 présente à la fois les faces cuivre et l'implantation des composants.
La plus grande correspond à la platine de base. La seconde venant s'enficher sur la précédente, ne s'occupe que des commutations de fréquences et de niveaux. De ce fait, si d'aventure vous ne souhaitiez qu'une seule fréquence et qu'un seul niveau de sortie, la carte des commutations serait inutile et il suffirait de placer deux condensateurs identiques, le premier entre les points A et B, le second entre A et C, et deux résistances, l'une entre D et E, l'autre entre E et F. Trois passages de vis permettraient alors de fixer la platine de base seule.
Si l'on réalise l'ensemble complet, une fois les deux cartes soudées entre elles la rigidité est largement suffisante pour que le tout ne soit tenu que par les écrous des rotacteurs LORLIN CM1 et CM2.
Deux straps seront à placer sur la carte de base : au-dessus de Tp5 et à droite de R7.
Attention : cette implantation est à respecter soigneusement pour un résultat garanti. Une première maquette a mis en évidence un mauvais tracé de la ligne de masse, lequel conduisait à des instabilités inacceptables. Aussi, n'improvisez pas et ne soyez pas surpris(e) par la pseudo étrangeté de certaines pistes. Observez plutôt  que, depuis Tp5 (GND) toutes les pistes de masse se déploient en étoile, condition indispensable pour un fonctionnement parfait avec notre « masse virtuelle ».

figure 2

Certains emplacements de condensateurs offrent deux, voire trois choix d'empattement de composant pour ne pas être ennuyer par les approvisionnements. Milfeuil et MKT sont autorisés. La connexion de la pile passera impérativement par un interrupteur et l'on reportera Ld1 par fils, en face avant.


Réglages
Récapitulons la procédure expliquée précédemment :

  1. Le multimètre placé en voltmètre continu (DC), constater qu'entre Tp6 et Tp1 il y a bien 7,6V (jusqu'à 7,8 V) et que Ld1 brille.
  2. Vérifier ensuite qu'entre Tp5 et Tp1 on trouve +3,8V (3,9) et qu'entre Tp5 et Tp6 il y a -3,8V (3,9).
  3. Positionner CM2 sur 1kHz (au milieu) et CM1 à fond à droite (aucune atténuation). Gripper l'un des fils du multimètre (cette fois en VAC ou RMS) sur Tp5 et constater que l'on obtient bien environ 0,7 VRMS sur Tp2. L'oscillateur fonctionne.
  4. Mesurer cette fois en Tp3 et ajuster AJ1 pour observer 1,23V RMS exactement. Ne plus toucher à AJ1 ;
  5. Aller sur Tp4 et régler AJ2 pour obtenir également 1,23 V RMS.

Tout est alors correct et vous pouvez « jouer » enfin avec la machine que vous venez de construire. Bravo.
En cas de problème, retirez la pile et cherchez visuellement l'erreur : soudure oubliée ou trop généreuse (court-circuit), composants non conformes en valeur ou en orientation, notamment IC1, etc. Procédez calmement et surtout, si vous venez de passer une longue nuit à construire votre maquette et qu'il ne reste plus qu'à brancher la pile, n'en faites rien ! Allez dormir et le lendemain regardez attentivement à tête reposée, votre montage : s'il y a une erreur, vous la découvriez très vite et elle sera facile à corriger, sans avoir rien cassé.
IC1 sera monté sur support et vous pourrez essayer plusieurs modèles : le MC33274 est conseillé, mais le TL074 fonctionne aussi, bien que spécifié pour une alimentation de +/- 5 V minimum. L'OP470 par contre ne convient pas car il ne se suffit pas de +/- 3,8V. À chaque changement de modèle, la procédure de réglage (surtout 3 à 5) sera à reprendre.


Idées et astuces
On remarquera que l'atténuateur CM1, entre D et F, doit effectuer les affaiblissements suivants : -4 dB, -6 dB, -10 dB, -22 dB et -34 dB. Avec les valeurs données sur le schéma, le seul « défaut » est à - 34 dB : on n'obtient que - 33,9 dB ! Si toutefois vous vouliez des valeurs de résistances plus courantes et optiez de R26 à R31 pour 470 ohms, 150 ohms, 270 ohms, 330 ohms, 82 ohms et 27 ohms les résultats seraient nettement moins bons :-3,8 dB, -5,5 dB, -9,7 dB, -21,8 dB et - 33,9dB. Il suffit de le savoir. Si on n'a pas besoin de découper les dB en quatre .

La figure 3 donne deux idées : en 3a, voici une solution parfaite pour remplacer la carte des commutateurs et fixer le générateur à 1000 Hz, 0 dBu en asymétrique et +6 dBu en symétrique. Facile, non ?

figure 3

En 3b c'est un vrai cadeau que chacun(e) devrait avoir toujours à portée de main : on distingue sur la gauche l'extrémité d'un jack relié à un casque. Comme seules les connexions Ring et Tip nous intéressent ici, les deux écouteurs seront alors en série et l'audition monophonique. En insérant en série sur T un condensateur de 1µF/100V et sur R une résistance de 560 ohms, on dispose alors de deux pointes de touche permettant de faire mille contrôles auditifs, en toute sécurité. Si vous récupérez un vieux casque 600 ohms ce sera royal, mais tout autre modèle peut convenir . Seul le niveau d'écoute variera à la baisse si l'impédance est plus basse.
Outre entendre votre générateur nouvellement construit, identifier une modulation en sortie ligne d'une console à l'extrémité d'un multipaire, suivre un signal (patch, inserts, etc.), les dépanneurs de claviers analogiques décoderont à l'oreille les divisions de fréquences en se moquant totalement de toute composante continue.
Plus encore, maintenant que vous disposez d'un générateur : vous voulez par exemple contrôler une liaison tortueuse allant d'un étage à l'autre, et vous êtes seul(e). Après avoir constaté que la ligne n'était pas en court-circuit, raccordez votre générateur à la source (rez de chaussée par exemple), assurez vous qu'il fonctionne et grimpez à l'étage équipé de votre super casque. Une fois sur place, soit vous entendez votre générateur, soit la ligne est coupée.
Les services rendus par ce couple complémentaire sont innombrables, n'hésitez pas à en abuser. Attention toutefois pour la surveillance des lignes à haute tension : coupez le réseau avant s'il vous plait !

Conclusion


Il ne reste plus qu'à « habiller » à votre goût ce montage et à nous donner vos impressions, voire vos suggestions pour d'autres aventures.


Contacter l'auteur.




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