[Analogique] Réalisation de mon design de synthétiseur analogique modulaire - Besoin de conseils
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Réalisation de mon design de synthétiseur analogique modulaire - Besoin de conseils



  1. #1
    vcnz

    Lightbulb Réalisation de mon design de synthétiseur analogique modulaire - Besoin de conseils


    ------

    Bonjour à tous,

    Je suis nouveau sur le forum, étudiant en prépa PT, et passionné de musique avec plusieurs années de piano derrière moi.
    Dans le cadre de mon TIPE, j'avais initialement prévu de concevoir un synthétiseur, mais en explorant le sujet, j’ai découvert un domaine fascinant qui a rapidement dépassé les exigences du TIPE et mon niveau théorique. J’ai donc commencé à apprendre en autodidacte, ce qui est un défi pour moi.
    Après plusieurs mois de travail, voici mon design : un synthétiseur aussi simple que possible, mais qui reste musicalement pertinent. Mon objectif est de rester entièrement analogique, sans utiliser une multitude de transistors que je ne maîtrise pas encore bien.
    Je joint des imaages et le fichier Kicad.
    https://drive.google.com/drive/folde...4c?usp=sharing

    Présentation des blocs
    1. Convertisseur exponentiel (Expo Converter)
    J’ai repris un modèle existant, car je ne suis pas encore à l’aise avec les transistors : https://forum.allaboutcircuits.com/a...es-pdf.176005/
    Je ne l’ai pas encore testé sur breadboard, mais il est bien documenté et largement utilisé, donc je ne pense pas rencontrer de gros problèmes. Je ne pense pas avoir besoin d'ajuster les valeurs pour la suite du synthétiseur ,n'es-ce pas ?

    2. VCO (Oscillateur contrôlé en tension)
    Le VCO doit générer trois formes d’ondes : carré, triangle et dent de scie.
    Il est basé sur cet oscillateur : https://electronicscoach.com/voltage...scillator.html
    Pour la dent de scie, j’utilise un montage suiveur qui bascule en inverseur via un transistor activé.
    La simulation sous LTspice fonctionne, mais sur KiCad, la dent de scie ne se génère pas correctement.
    J’ai tenté un montage sur breadboard, mais il n’oscille pas et je n’arrive pas à identifier l’erreur.

    3. VCF (Filtre contrôlé en tension)
    Je souhaite réaliser un filtre passe-bas 3 pôles en utilisant l’OTA LM13700, souvent critiqué mais que j’apprécie.
    Le circuit est issu de la datasheet du LM13700, avec une configuration en inverseur.
    J’ai compris le fonctionnement général du filtre, notamment le rôle de l’OTA comme résistance contrôlée en courant, mais j’ai encore quelques interrogations :
    -Quel est le rôle de R30 et du -15V ?
    -Pourquoi la rétroaction est appliquée après l’étage Darlington et non directement après l’OTA ?
    -Pourquoi R31 vaut 20k alors que R14 est à 10k pour le PDT ?
    J’ai également ajouté un sommateur tel que :
    Vout = -Vin - (Vbp + Vlp) afin d’obtenir une sortie passe-haut. Est-ce bien correct ?
    Je n’ai pas encore simulé cette partie.

    4. VCA (Amplificateur contrôlé en tension)
    J’utilise également un circuit issu de la datasheet du LM13700.

    5. MIDI to CV
    Je compte utiliser un ATtiny202 pour convertir le signal MIDI en PWM, puis le lisser.
    Je n’ai pas encore écrit le code, mais je pense que des solutions existent déjà.
    Je ne connais pas du tout le codage Arduino, donc cette partie est encore floue pour moi.

    Mes questions :
    -Ai-je fait des erreurs flagrantes de logique ou de conception ? Peut-être que certaines parties sont totalement incohérentes sans que je m’en rende compte.
    -Avez-vous des suggestions d’améliorations ?

    Si tout semble correct, je vais apprendre à concevoir le PCB pour ensuite le faire fabriquer et enfin m’amuser avec !

    Merci d’avance pour votre temps et vos conseils ! 😊

    -----
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  2. #2
    Pascal071

    Re : Réalisation de mon design de synthétiseur analogique modulaire - Besoin de conseils

    Bonsoir et bienvenu

    Personnellement féru de synthé analogique, quelques remarques:
    concernant le VCF, je ne saurait te conseiller car j'utilise un VCF à diodes (VCF Steiner)https://yusynth.net/Modular/FR/STEINERVCF/index-v2.html
    concernant le VCO, dans ton schéma, l'oscillateur ne fonctionnera pas:
    - le convertisseur exponentiel fournit un courant, il faut convertir en tension pour attaquer le VCO.
    - le coeur VCO ne doit pas être alimenté en -15v, et le transistor de basculement doit être raccordé au 0v.
    pour plus de linéarité, il vaut mieux utiliser un N-mos, qui n'a pas de tension de déchet D-S comme C-E du transistor.

    Pour le convertisseur exponentiel, il faut à tout prix réguler la température du couple de transistors, de préférence appairés ou dans le même boitier..
    j'utilise une résistance et circuit de thermostat pour "chauffer" Q3a-Q3b
    sans cela, la conversion à 15°C et 30°C est très différente, donc gamme faussée.
    c'était le plaisir des synthés analogiques...
    Un bon site: https://yusynth.net/Modular/modulaire.html

    schéma de mon couple VCO - LFO.
    le VCO couvre 5 octaves (le réglage est très pointu).
    Petite erreur dans le schéma, en sortie de U1-D (PWM) c'est +-8v et pas +8, 0
    et R20 fait 47k au lieu de 22k


    Nom : VCO-LFO-Pascal.jpg
Affichages : 150
Taille : 384,6 Ko
    Dernière modification par Pascal071 ; 07/03/2025 à 20h14.

  3. #3
    Gyrocompas

    Re : Réalisation de mon design de synthétiseur analogique modulaire - Besoin de conseils

    Bonjour,
    Dans la famille des fabricants de synthétiseur, il y a l'ancêtre Moog qui, il y a des décennies, a introduit ce que vous envisagez de faire, c'était une usine à gaz à l'époque.
    Egalement la modernisation d'une idée russe, le Teremin (c'est de la HF !!) : https://www.youtube.com/watch?v=dS8cig0esk4

  4. #4
    Pascal071

    Re : Réalisation de mon design de synthétiseur analogique modulaire - Besoin de conseils

    Bonjour
    -Quel est le rôle de R30 et du -15V ?
    R30 et R39 polarisent les sorties émetteur suiveur (darlington du 13700)
    -Pourquoi la rétroaction est appliquée après l’étage Darlington et non directement après l’OTA ?
    les OTA fonctionnent comme une résistance variable, constituant un filtre RC passe bas, la sortie est donc haute impédance, c'est pour cela qu'on met le darligton interne pour sortir sous faible impédance. la réaction peut alors être prise à cet endroit.
    -Pourquoi R31 vaut 20k alors que R14 est à 10k pour le PDT ?
    certainement pour ajuster le gain à la valeur souhaitée..
    A noter: R25 règle le gain "Q" du filtre, il serait bon de la remplacer par un potentiomètre "résonance"
    https://www.skullandcircuits.com/vcf-3/?v=910955a907e7

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Pascal071

    Re : Réalisation de mon design de synthétiseur analogique modulaire - Besoin de conseils

    Pour ce projet, compte tu tout câbler sur une seule carte ou assembler en différents modules ?
    Synthé modulaire = modules
    pour un synthé complet minimal, il te faudra un LFO pour moduler,
    et un générateur d'enveloppe ADSR déclenché par le clavier pour moduler le filtre et générer l'enveloppe du VCA.

    Le convertisseur exponentiel est le talon d'achille du système, pointu et instable en température.
    si tu convertis le MIDI en CV, tu peux te passer du convertisseur et attaquer directement le VCO en exponentiel, une commande en mV/Hz au lieu de 1v/oct
    Yamaha et Korg utilisaient mV/Hz
    10mV=10Hz, 20mV=20Hz, 100mV=100Hz, 1v=1000Hz

    Moog, Roland, EMS utilisaient 1v/oct, plus pratique pour relier des modules entre eux.
    0,1v=10Hz, 1,1v=20Hz, 2,1v=40Hz, 3,1v=80Hz, 4,1v=160Hz etc.

  7. #6
    Pascal071

    Re : Réalisation de mon design de synthétiseur analogique modulaire - Besoin de conseils

    Bonjour

    reprise du schéma VCO pour fonctionnement ( 20 - 5000Hz possible )

    à tous:
    Kicad sur fond blanc, connexions et composants noirs, c'est plus propre...
    et moins le B*!? à modifier avec Paint


    Nom : VCO-2.png
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Taille : 57,3 Ko

  8. #7
    Pascal071

    Re : Réalisation de mon design de synthétiseur analogique modulaire - Besoin de conseils

    Bonjour
    je pense qu'il faut une diode sur la Gate de Q2 pour annuler la partie positive.
    et une résistance de rappel au 0v.
    Dernière modification par Pascal071 ; 10/03/2025 à 14h25.

  9. #8
    Pascal071

    Re : Réalisation de mon design de synthétiseur analogique modulaire - Besoin de conseils

    vcnz n'a fait que passer.. dommage.

  10. #9
    GBo

    Re : Réalisation de mon design de synthétiseur analogique modulaire - Besoin de conseils

    Citation Envoyé par Pascal071 Voir le message
    vcnz n'a fait que passer.. dommage.
    Oui il était tombé sur vrai connaisseur en plus j'ai l'impression... moi je ne suis que pratiquant (de synthés de toutes sortes).
    Faut se méfier avec ceux qui ont "1" message au compteur, ne pas trop investir du temps tant qu'ils ne sont pas revenus répondre à la 1ere question.
    Dernière modification par GBo ; 13/03/2025 à 17h26.

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