Ampli Op, sommateurs et niveaux audio.

[invite74ec5595]

Bonjour à tous,

je suis certain que vous pardonnerez ma question de débutant mais comme on dit: c'est en bricolant qu'on devient forgeron (ou quelque chose comme ça...)

Voila, je fabrique une sorte de synthétiseur très simple, pour cela j'utilise des cartes qui génèrent différentes formes d'ondes (sinus, carré, triangle, etc...) sur plusieurs sorties analogiques. J'ai donc un total de 4 sorties générant chacune leur forme d'ondes sur une plage de 0 à 3,3Volts.

J'utilise ces sorties soit pour générer de l'audio (fréquence audibles 20Hz-8200Hz), soit pour piloter des instruments électroniques analogiques (commande en tension avec des fréquences <20Hz)) telles que des pédales d'effets ou des synthétiseurs analogiques. dans ce dernier cas on peut considérer mon appareil comme un séquenceur analogique (pour ceux qui connaissent).

Je suis donc en train de concevoir une matrice qui permet de diriger chacune de mes sorties de générateurs vers l'une ou l'autre de mes sorties (une seule à la fois)
1-sortie directe de mes générateurs (pour commander un appareil externe en 3,3V)
2-sortie audio mono générale.

Ma question concerne concerne donc la sommation des signaux que je dois faire pour cumuler mes sorties de générateur vers une sortie audio.

Pour cela je dois donc utiliser des ampli Op en montage sommateur (tel que celui-ci: http://www.elektronique.fr/cours/AOP...-sommateur.php) mais je dois avouer avoir du mal à appliquer la fameuse formule:

Vs= V1x (R3/R1)+ V2x(R3/R2)

Le niveau ligne d'un signal audio est 0,775V, ce qui correspond ici à Vs si j'ai bien tout compris mais à vrai dire je voudrais un niveau un peu plus élevé que du 0,775v car les préamplis de certains de mes appareils audio externe (pédale d'effet ) sont un peu faiblards.
Jusqu'a quelle tension puis-je monter sans mettre le feu (ou faire saturer) une table de mixage ? 1Volt , 1,5Volt ?

Disons donc que je choisis une valeur de 1Volt, la formule pourrait donc s'inscrire ainsi:

1Volts= 3,3 Volts x(R3/R1)+3,3 Volts x (R3/R2)

A vrai dire j' ai du mal à définir les résistances nécessaires, il me semble qu'on ne peut définir R1 et R2 qu' en fonction d'un choix arbitraire de R3. Est-ce le cas ?

Enfin, je voudrais avoir la possibilité de cumuler mes 4 sorties de générateurs sur ma sortie audio, dans ce cas il me semble que je dois utiliser 3 amplis op:

1 pour cumuler les générateur 1 et le 2
1 pour cumuler les générateurs 3 et 4
1 pour cumuler les deux signaux cumulés précédents (1+2)+(3+4)
Suis-je dans le vrai? ou il y a t'il une technique plus élégante pour cumuler tout ce petit monde?

Pour précision, je ne compte pas utiliser de potentiomètre de gain, je gère tout mes niveaux en interne dans la carte.

Voila, si vous avez des conseils ou éclaircissements sur ce sujet, je vous en remercie par avance.
Petites récapitulatifs de mes questions:
-quel niveau ligne maximum?
-quelles résistances utiliser dans mon cas?
-quel montage pour cumuler plus de deux signaux?

Cordialement.

Peter.
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[invitea3c675f3]

L’ampli inverseur a un gain en tension
Av/v = - R1 /R2 ou autrement dit : V0 = - R1 Vi / R2

Où R1 est la résistance de source et R2 celle de feedback (contre-réaction)

Avec toutefois les limitations que
• R1 doit être supérieurs à la résistance minimale de charge de l’étage précédent (si l’AOP qui précède ne peut fournir au max qu’à une charge de 600 Ω et que tu prends R1 = 100 Ω, tu vas écraser l’entrée.
• R2 // R0, (R0 est la résistance d’entrée de l’étage suivant) doit être supérieur à la charge min que peut fournir ton AOP.
• Que ton AOP ne sature pas, c.-à-d. que la tension crête-crête en sortie de chaque côté est 2V plus basse que les tensions d’alims

Le signe ‘-‘ indique que le signal de sortie est inversé par rapport au signal d’entrée ; Le montage se généralise, pour autant qu’on respecte ces limitation à autant d’entrées que tu veux ; il peut même s’adapter à des entrées de niveaux différents :

Par exemple :
V2 fait 1Vcac
V3 fait 1Vcac
V4 fait 5Vcac
V5 fait 0,1Vcac

Je veux les additionner de sorte que chacune soit de niveau équivalent (si V5 est seul, je veux l’entendre autant que V4 seul) de plus, je veux au total autour de 8V càc quand toutes les entrées sont branchées.

Je peux empiriquement choisit R1 = 47 kΩ
• Pour V2, je choisis un gain en tension de -2 (si le total fait 8V, chacun fournira 2V), ce qui donne R2 = 47k / 2 = 22k
• Pour V3 même combat : R3 = 22k
• Pour V4 gain de -2 / 5 donc R4 = 47k (5/2) = 120k
• Pour V5 gain de -20 donc R5 = 47k /20 = 2k2

Le seul risque est l’atténuation sur le signal V4, les AOPs n’aiment pas atténuer, et risquent de partir en oscillation ; je pourrais atténuer V4 par un pont diviseur 3k3 et 2k2 ce qui donnerait 2V ; là je prends simplement un inverseur de gain -1 avec R4 = 47k.

[invite74ec5595]

Merci louloute pour cette réponse détaillée!

Cela semble être une très bonne solution. Comment définit-on "empiriquement" la résistance R1 ? Pourquoi 47KΩ? En fait j'appliquerai le même gain à toutes les entrées.

Comme les sorties de ma carte fournissent une tension de 0 a 3,3V et non pas -3,3 a +3,3V, j'utilise un transformateur audio afin d'isoler tout ça avant d'envoyer vers la sortie line out. Par contre ça limite la tension possible sur cette sortie sous peine de faire saturer le transformateur. Je pense qu' avec l'inverseur ça ne devrait poser aucun problème mais peut être y -a t'il une solution plus élégante que l'utilisation du transformateur ?

Peter.

[invitea3c675f3]

Toutes les sorties peuvent attaquer une charge de quelques kOhms; comme je savais que j’aurais à atténuer, de 2 à 3 et amplifier jusqu’à 20 fois, j’ai pris pour R1 une valeur qui donnera une résistance de source de quelques k au minimum et moins de 200k au max, le résultat ne m’a pas donnée tort, les résistances de source vont de 2k2 à 120k. Mais rien n’empêche de revenir sur cette valeur de 47k.

Pour ta sortie 0-3V3, le mieux est un condo en série avec la résistance de source. Positif du condo côté sortie 0-3V3 et valeur :
C ≥ 1 / (120 R2)
Qui donnera une fréquence de coupure autour de 20Hz

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite74ec5595]

Re-bonjour et encore merci louloute, me voici de retour après avoir médité mon projet.

Bon, alors si j'ai tout compris correctement. Les sorties de ma carte fournissent un niveau de 0 à +3,3V, je veux limiter ça à 1,5V pour chaque sortie.

J'utilise donc un ampli inverseur où:
R1=47K
R2=22K
R3=22K
R4=22K
R5=22K

Le montage d'ampli inverseur fournira alors un signal de 0 à -1,5V si une une seule sortie de ma carte est active. ou de 0 à -6V si mes 4 sorties sont actives.

Etant donné que je veux brancher la sortie de mon ampli inverseur sur des appareils audios (entrée de tables de mixages), il y a deux choses que je dois prendre en compte:

1-Ne pas envoyer 6V dans mes appareils. C'est facile à gérer puisque je gère informatiquement les sorties de mes cartes, j'ai juste à faire gaffe que ça ne sature pas. Donc pas de soucis de ce côté là.

2-Dans mon cas, l'ampli inverseur fournit une tension de -6Volt à 0V ce qui ne semble pas être très catholique pour de l'audio. Si j'utilise juste un transformateur (transformateur audio de marque neutrik) il me semble que cela remettra le signal d'applomb puisque rendant les niveaux de sortie relatifs.
Si je me débrouille pour avoir une sortie 1,5V en sortie d'ampli inverseur je pense que grâce au transformateur cela passera facilement pour du -0,775 à +0,775 aux yeux des autres appareils.

Voila j'ai de gros doute sur le bien fondé de ma logique... j'ai bon ? ou je suis complètement à côté de la plaque?


Merci.

Peter.

[invite74ec5595]

Pardon il fallait lire:

Si je me débrouille pour avoir une tension de -1,5V en sortie d'ampli inverseur je pense que grâce au transformateur cela passera facilement pour du -0,775 à +0,775 aux yeux des autres appareils.

[invitea3c675f3]

Bon comme d’hab, ça commence par une question simple et ça finit compliqué. Fast rewind et reprenons au début. Peux-tu expliquer ton projet pour qu’on en ait une vue d’ensemble.

Mais pour ce qui est de sortir vers une table de mixage (c’est quoi l’intérêt de mélanger avant dans ce cas?) soit tu utilises un transfo, soit. Comme ça se fait de plus en plus (hélas) tu passe par deux AOPs qui donnent deux signaux déphasés de 180 degrés.

[invite74ec5595]

Bien, alors pour résumer rien ne vaut un petit dessin, j'ai donc fais un schéma.

J'ai donc deux cartes reliées au même processeur, elles possèdent chacune deux sorties analogiques.

Je veux pouvoir connecter des effets audio (controlés en tension telle que des pédale de filtre) sur la sortie directe de mes cartes (ça correspond aux 4 "Direct Out" du schéma).


OU

Utiliser les cartes comme des synthétiseurs qui génèrent des fréquences audibles. Dans ce cas je veux avoir la possibiliter de mélanger 2,3 ou 4 signaux en interne et sortir tout ce petit monde sur une Line Out mono.

Oui évidemment, je pourrais utiliser une table de mixage, voire intégrer une mixette mais quelque part je pense que "Less is more" et si je peux remplacer tout cet attirail audio par 8 composants je ne vais pas m'en priver.
Accessoirement si cela me permet de souder mon premier ampli OP , ce sera un grand pas dans ma vie.

Les résistances sont donc celles-ci:
R1=47K
R2=22K
R3=22K
R4=22K
R5=22K


Voila, merci!

Peter.