Modifié : 13 dec. 2008

Générateur d'enveloppe

ADSR
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Description

Le module générateur d'enveloppe est destiné à délivrer une tension de contrôle permettant de façonner la dynamique de différents modules, par exemple le timbre d'un son peut être altéré dynamiquement en pilotant la fréquence de coupure d'un VCF et l'application à la tension de contrôle de gain d'un VCA permet de moduler l'intensité sonore.

Ce module possède une entrée : une porte (GATE) qui détermine le départ, la durée et la fin de l'enveloppe.
Les sorties délivrent la tension de commande ADSR (pour ATTACK / attaque, DECAY / chute, SUSTAIN / tenu ou maintien et RELEASE / extinction ou relachement). Quatre paramètres peuvent êtres réglés à l'aide de potentiomètres :

  • la durée d'attaque : 1ms à 10s
  • la durée de chute : 1ms à 10s
  • le niveau de maintien : 0 à 10V
  • la durée d'extinction : 1ms à 10s

Deux sorties sont disponibles : la première délivre le signal ADSR dans une plage 0 à 10V et la seconde en inversé dans une plage 0 à -10V.

Un bouton poussoir permet de générer manuellement un signal d'enveloppe. Un voyant lumineux (LED) permet de visualiser l'évolution du signal.

La consommation en courant est 10mA pour le +15V et 3,5mA pour le -15V.

Le coeur de ce circuit est basé sur u schéma proposé par Jonathan Jacky (1980, voir les références en fin de page)

Schéma

Le schéma de ce module est relativement simple. La base du schéma repose sur une idée originale de Jonathan Jacky  parue dans Electronics ("Two-chip generator shapes synthesizerís sounds" dans Electronics n°11, septembre 1980 : 137-138). Ce coeur a servi de base à d'autres modules ADSR développés par quelques DIYers (Tom G.-EFM, René Schmitz  ).

Les trois transistors Q1 à Q3 (BC547C) servent à mettre en forme les signaux de PORTE/GATE. Les diodes D1 protègent l'entrée contre les tensions négatives. Les diodes D2 à D4 servent à canaliser les courants de charge et de décharge du condensateur de temporisation C4 (10µF/35V tantale). Le circuit 7555 est connecté en mode temporisateur monostable. Les deux AOPs du circuit TL072 (U2) servent respectivement de tampon de sortie (suiveur de tension) et d'inverseur du signal de sortie. Enfin, le transistor Q4 sert à piloter la LED témoin.

Principe de fonctionnement
  • Au repos (Porte/Gate : 0 V et Déclenchement/Trigger : 0V)

La base de Q1 est au niveau 0V et Q1 ne conduit pas. La base de Q2 se trouve à un potentiel Valim/2 et Q2 est donc conducteur. La broche 4 du 7555 se trouve à 0V et maintient le temporisateur à l'état de repos. Le condensateur C4 est déchargé et le niveau de sortie est de 0V. 
  • Touche enfoncée (Porte/Gate : > 3V)

Quand le signal de Porte est présent Q1 devient conducteur, la base de Q2 est pratiquement au niveau de la masse et TR2 ne conduit plus. Il en résulte que la broche 4 (reset) du 7555 est portée à +Valim (15V), en même temps une brève impulsion positive est créée par C3 à la base de Q3 celui devient conducteur durant quelques centièmes de seconde amenant la broche 2 (trigger) du 7555 au potentiel 0V pendant quelques centièmes de seconde. Ces évènements déclenchent la bascule du temporisateur (7555). La broche 3 (out) du 7555 est portée à +Valim et la charge du condensateur C4 va s'effectuer au travers du potentiomètre P1 contrôlant la durée d'attaque et la diode D3.
La tension aux bornes de C4 est mesurée par la broche 6 (threshold) du 7555. Lorsque cette tension atteint 2/3 de Valim soit 10V, le 7555 bascule, la broche 3 est à 0V, la charge de C4 cesse. A partir de là, le condensateur C4 se décharge au travers de D4, R12 et P2 qui règle la vitesse de chute (DECAY), jusqu'à atteindre la valeur de potentiel fixée par le diviseur de tension P4-R14. Ce diviseur est tel que la tension de maintien (SUSTAIN) peut être réglée entre 0V et 2/3 de Valim soit 10V. Cette valeur sera maintenue tant que la touche reste enfoncée. 
  • Touche relachée  (Porte/Gate : 0 V)

La base de Q1 se retourne au niveau 0V et Q1 ne conduit plus. La base de Q2 se retrouve à un potentiel Valim/2 et Q2 est donc conducteur et provoque la décharge du condensateur C4 au travers de D2, R13 et P3. La valeur de P3 détermine la durée de la décharge c'est-à-dire la durée de la phase d'extinction (RELEASE). La broche 4 du 7555 est également portée à 0V et place le temporisateur 7555 à l'état de repos si celui-ci était encore dans sa phase active de charge de  C4. Autrement dit, on force l'arrêt de la phase d'attaque si celle-ci n'était pas déja achevée.

Circuit imprimé et disposition des composants
Dessin C.I.


Implantation des  composants

Télécharger le schéma sous la forme d'un fichier PDF
Télécharger le C.I. sous la forme d'un fichier PDF

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
 quantité
U1
 7555 (version CMOS du NE555)
 1
U2
 TL072
 1
Q1, Q2, Q3, Q4
 BC547C ou similaire (attention au brochage!)
 4
D1,D2,D3,D4
 1N4148
 4
R1,R2
 10 ohms
 2
R11,R12,R13
 100 ohms
 3
R16,R20
 1K
 2
R18
 2.2K (à ajuster pour optimiser la brillance de LD1 / à la consommation)
 1
R14**
 4.7K (valeur à ajuster en cas de "Glitch")
 1
R17,R21
 10K
 2
R6,R7,R8,R9,R10
 22K
 5
R4,R15,R19
 100K
 3
R5
 1M
 1
P1,P2,P3
 1M log
 3
P4
 10k lin
 1
C3,C5
 10n
 1
C6,C7,C8
 100nF ceramic or polyester
 3
C1,C2
 22µF 35V polarisé 2
C4
 10µF 35V tantale
 1
LD1
 LED, faible courant
 1
JK1,JK2,JK3
 socle jack femelle
 3
SW1
 bouton poussoir (hors contact au repos)
 1

** :  le Glitch est le décalage qui peut exister entre le niveau maximal de l'ATTACK et celui du SUSTAIN,
la résistance est donc à sélectionner dans un lot de résistance 4.7K 5% de façon à minimiser ce décalage

Notez qu'il n'y a pas de R3 !
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
Ce montage ne requiert pas de réglage particulier. La seule chose à faire consiste à sélectionner R14 pour réduire le "Glitch".

Références
  • Randall Kirschman, Electronics, Jul.1980,
  • Jonathan Jacky, Electronics, Sept.1980,
  • Örley Gàbor, Electronic Design, Aug. 1980,
La galerie des constructeurs
Voici des photographies des modules yusynth ADSR fabriqués par d'autres bricoleurs de par le monde.

   
Nom : Czaba ZVEKAN
Projet modulaire :
Lieu: Basel, Suisse
Site web :  		Nom : Etaoin
Modular project : Casia MS01
Lieu : Utrecht, Pays Bas
Site web  : www.casia.org/modular
Nom : Vins&Steph
Modular project : Xarolium
Lieu : France
Site web  :www.myspace.com/xarolium
Nom : Jordi
Projet modulaire :
Lieu:
Site web :
Nom : Sebo
Projet modulaire :
Lieu: Argentine
Site web :http://www.cosaquitosenglobo.com.ar 		Nom : Doug Slocum
Projet modulaire : SteamPunk
Lieu: USA
Site web www.dougslocum.com
Nom : Zarko
Projet modulaire :
Lieu: Gardanne, France
Site web : 		Nom : Tudy
Projet modulaire : yusynth 17U
Lieu: Brno, République Tchèque
Site web :www.insania.freemusic.cz 		Nom : Torsten
Pseudo : fogman
Projet modulaire : schranzknecht
 Lieu : Germany
Site web : www.vulkanware.de/diy 

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