Quels systèmes sont capables d'osciller entre 27Hz et 4200Hz?

[invite7070fa42]

Bonjour à tous,

le principe de tout instrument de musique repose toujours sur un même impératif: générer une oscillation.

Dans ce cadre, de très nombreux principes physiques peuvent être mis en oeuvre pour générer une oscillation entretenue ou du moins continue:

- instrument électronique intégrant un oscillateur analogique. (synthétiseur...)
- instrument à anche où la pression de l'air entretient l'oscillation. (orgue, saxophone...)
- instrument à corde où le frottement d'un archet ( ou une roue ) entretient l'oscillation. (violon, vielle à roue...)
- instrument électro-mécanique comme l'orgue Hammond: on déplace des champs magnétiques autour de bobines pour générer un signal électrique.
- instrument opto-électrique comme l'Optigan: une lumière traverse un disque translucide en rotation. Sur le disque des formes d'ondes sont dessinées. La lumière ainsi modulée est transformée en signal électrique via une photodiode.

A noter qu'en musique la plage usuelle des notes correspond à celle d'un grand piano (88 notes). Ca correspond à une plage de fréquence allant de 27Hz à 4186Hz.

Il me semble qu'on peut trouver tout un tas de systèmes capables d'oscillations entretenues dans les différentes branches des sciences:

- en mécanique avec l'horloge (pendule et échappement)
- en physique des ondes (laser)
- en biologie/chimie? (rythmes biologiques)

Mais quels systèmes sont capables d'osciller entre 27Hz et 4186Hz?


Vous l'aurez sûrement compris, je m'amuse à réfléchir à des méthodes alternatives de synthèse sonore, si possible réalisables à la maison.

Par exemple j'avais fait des recherches sur la possibilité d'utiliser deux lasers à la longueur d'onde très proche: l'effet de battement créant une fréquence fantôme dans la gamme qui nous intéresse.
J'ai fini par trouver des vidéos qui attestent que le procédé est viable mais nécessite un appareillage de plusieurs dizaine de milliers d'euros.


Bref voici ma question formulée correctement:

Connaissez-vous des systèmes oscillants qu'il serait original d'utiliser dans un instrument de musique.

- Les fréquences requises vont de 27Hz à 4186Hz.
- toute les approches sont acceptées: mécanique, chimique, biologique..

Puisque c'est les vacances j'accepte toutes les propositions, même les plus loufoques si elles sont étayées scientifiquement.

Merci à vous tous!
-----

[bachir1994]

Bonjour,
Moi je vous propose de combiner un automate programmable, ou un sequenseur pneumatique ou electrique
avec un jeu de petit vérin a réponse très rapides comme actionneurs et pour produire les notes soit des petit tambour ou une flûte par exemple et un dispositif pour souffler dans la flûte.
A+

[Amator]

Bjr,
solution électronique:
un DDS http://www.analog.com/media/en/techn...ets/AD9833.pdf

[f6bes]

Bjr à toi , Un oscillateur variable devrait pouvoir faire cela.
Le probléme sera la RAPIDITE que l'on va vouloir désirer pour la variation entre deux ntes " accolées" !
Va falloir trouver des ciruits assez rapides et sans trop de latence.
Mais bon ça doit bien exister.
bonne journée

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite7070fa42]

Re,

F6bes, je n'ai pas été super clair mais l'oscillateur n'a pas besoin d'avoir forcément une fréquence variable. On peut utiliser un oscillateur pour chaque note comme dans les orgues.

Amator, l'IC que tu indiques n'est pas forcément utilisé en musique mais repose quand même sur des principes très habituels en électronique. Et les solutions électroniques pour créer un oscillateur sont nombreuses: circuits transistor, ampli Op, NE555 et autres IC logiques, etc... L'approche me semble donc assez classique en fait.

Bachir, tu proposes la fabrication d'automate mais ne présente pas de principe nouveau quand à la génération du son: flûte, tambour...

[invite7070fa42]

(suite)

Par exemple j'ai évoqué l'horloge avec son pendule et son échappement. Dans cette logique je me demande si il est possible d'atteindre les fréquences qui nous intéressent avec de la micro-mécanique ... mais ça me semble peu probable.

[jiherve]

Bonjour,

Par exemple j'avais fait des recherches sur la possibilité d'utiliser deux lasers à la longueur d'onde très proche: l'effet de battement créant une fréquence fantôme dans la gamme qui nous intéresse.

çà tu peux l'oublier avec les moyens d'un bricoleur!
En battements Theremine
Dans le temps il exista des circuits logiques pour faire çà, génération de la gamme classique + diviseurs pour changer d'octave donc capable de polyphonie en monophonique un DDS même du pauvre peut le faire pour avoir du sinus , au plus simple un simple timer(de µc) programmé correctement le fera mais en carré.
JR

[antek]

Pour l'originalité ça va être difficile.
Si la source de la fréquence peut être originale, cela finit toujours par une onde mécanique.

[f6bes]

Re,

F6bes, je n'ai pas été super clair mais l'oscillateur n'a pas besoin d'avoir forcément une fréquence variable. On peut utiliser un oscillateur pour chaque note comme dans les orgues.

.

Remoi,
Ben si tu as un oscillateur INDEPENADANT ne serais ce que TOUS les 10 Hzerts....va en falloir qq 'uns t out de meme !


Bon WE

[invite7070fa42]

Remoi,
Ben si tu as un oscillateur INDEPENADANT ne serais ce que TOUS les 10 Hzerts....va en falloir qq 'uns t out de meme !


Bon WE

Oui et non. Si on veut un clavier de 88 touches il faudrait 88 oscillateurs mais nombre de clavier ne comporte que 24 ou 36 touches. Quant aux harmonicas ils ne peuvent jouer en général que 20 notes, c'est suffisant pour interpréter un air.

A noter qu'il existe sur le marché actuel des synthétiseurs intégrants 32 oscillateurs analogiques: tout ça pour dire que la multiplication des oscillateurs ( ou cordes, résonateurs, etc..) est courante dans les instruments.

En fait la répartition des notes dans la gamme tempérée est exponentielle et non linéaire: l'octave est divisée en 12 notes. le rapport de fréquence entre deux notes consécutives est de 1,05946..


Mais je suis un peu étonné que vous ne proposiez que des réponses en rapport avec l'électronique alors que les systèmes oscillants s'étendent à bien d'autres domaines scientifiques.

[invite6dffde4c]

...Mais je suis un peu étonné que vous ne proposiez que des réponses en rapport avec l'électronique alors que les systèmes oscillants s'étendent à bien d'autres domaines scientifiques.

Bonjour.
Actuellement, la solution n’est pas électronique, mais informatique.
Qui voudrait se compliquer la vie avec des moyens chers et encombrants, alors que l’on peut le faire avec des processeurs numériques ?

D’un autre côté, presque toutes les autres solutions ont déjà été testées et plus ou moins utilisées Voir par exemple ici :
http://focus.levif.be/culture/musiqu...mal-12419.html

Il est fort peu probable que vous trouviez une idée vraiment originale.
Au revoir.

[invite7070fa42]

Bonjour.
Actuellement, la solution n’est pas électronique, mais informatique.
Qui voudrait se compliquer la vie avec des moyens chers et encombrants, alors que l’on peut le faire avec des processeurs numériques ?

Moi! Et tout ceux qui fabriquent des harpes, des accordéons, des trompettes .... le numérique c'est bien mais heureusement notre monde ne se limite pas à ça.

[invite6dffde4c]

Moi! Et tout ceux qui fabriquent des harpes, des accordéons, des trompettes .... le numérique c'est bien mais heureusement notre monde ne se limite pas à ça.

Re.
Personnellement, je préfère les instruments classiques.
C’est vous qui voulez que l’on vous invente des nouveaux.
A+

[Amator]

La contrainte "originale" m'avait échappé, emporté par le "toutes les approches acceptées" et surtout le caractère variable de la fréquence.
Dans le même principe que le battement de laser, on peut faire le battement d'ondes radio F1-F2 ou d'ultra sons, ce qui demande 2 oscillateurs électroniques par note....de préférence des DDS pour maîtriser la stabilité en fréquence et donc la différence entre les 2 ondes qui crée la note.

-le battement de deux ondes mécaniques dans l'ultra son. on peut imaginer des lames résonant chacune dans l'ultrason, ou sifflets et la différence des 2 notes génère le son désiré.
Je n'ai aucune idée mais le son résultant risque d'être de faible niveau sonore.

Sans trop m'avancer presque tout a du être essayé. En son original il y a le lithophone, l'harmonica de verre où vous pouvez utiliser le principe de battement F1-F2 de fréquences ultra sonores également.

et puis une solution qui reste électronico-informatique :la transposition de sons naturels originaux.
abaissement de fréquence de sons samplés inaudibles pour l'être humain: la chauve souris ou tout animal émettant des l'ultra son.
idem pour l'infra son, rehausser en fréquence comme les sons d'éléphants, tremblement de terre etc..

[Amator]

Je viens de voir que tout a été dit et fait
battement radio avec Theremine, vraiment difficile d'être original.

[invite7070fa42]

La contrainte "originale" m'avait échappé, emporté par le "toutes les approches acceptées" et surtout le caractère variable de la fréquence.
Dans le même principe que le battement de laser, on peut faire le battement d'ondes radio F1-F2 ou d'ultra sons, ce qui demande 2 oscillateurs électroniques par note....de préférence des DDS pour maîtriser la stabilité en fréquence et donc la différence entre les 2 ondes qui crée la note.

Le coup des ultra sons est amusant et intéressant! Les ultrasons sont très directifs et grâce à eux on peut fabriquer des enceintes très spéciales, les canons à son: il faut absolument être dans l'axe pour entendre quelque chose.
http://www.soundlazer.com/what-is-a-parametric-speaker/
Utiliser cet effet de directivité dans un instrument peut être intéressant en effet! Il y a un truc à creuser.


Pour en revenir au principe d'oscillateur, je pensais aussi à l'utilisation du "larsen", phénomène electro-acoustique qui est souvent considéré comme un désagrément et qui n'est pas beaucoup utilisé de manière créative.

"Le larsen se produit lorsque l'émetteur amplifié (exemple : haut-parleur) et le récepteur (exemple : microphone) d'un système audio sont placés à proximité l'un de l'autre. Le son émis par l'émetteur est capté par le récepteur qui le retransmet amplifié à l'émetteur. Cette boucle produit un signal ondulatoire qui augmente progressivement en intensité jusqu'à atteindre les limites du matériel utilisé, avec le risque de l'endommager ou même de le détruire."
(source wiki)

Voici donc une ébauche d'idée:


La célérité du son dans l'air: c = 340m.s

Cet oscillateur serait accordé sur le LA 440Hz avec "d" = 77,2 cm

Ainsi un tel instrument pourrait avoir la tessiture d'un piccolo (petite flute) avec une fréquence comprise entre 554Hz et 4435Hz.
- pour 554Hz "d" = 61,3cm
- pour 4435Hz "d" = 7,6cm

Ici le haut-parleur fait d'une pierre deux coups: il fait partie intégrante de l'oscillateur tout assurant la sonorisation de l'instrument.
L'ensemble peut être placé dans un tube coulissant.

[scientico]

salut
utiltser FL studio logiciel

[Amator]

http://www.soundlazer.com/what-is-a-parametric-speaker/
Utiliser cet effet de directivité dans un instrument peut être intéressant en effet! Il y a un truc à creuser.

Interessant aussi , je ne connaissais pas et n'ai pas compris comment ils transmettent du son audible à partir d'ultra-son ?

Pour en revenir au principe d'oscillateur, je pensais aussi à l'utilisation du "larsen", phénomène electro-acoustique qui est souvent considéré comme un désagrément et qui n'est pas beaucoup utilisé de manière créative.

Ah vous aviez déjà une idée donc !?
Ça me semble une bonne idée. le niveau sonore sera constant dans votre configuration (trigger) et la sonorité sera proche d'un générateur de signal carré dont on fait varier la fréquence.
Je ne sais pas si se sera intéressant musicalement.
Sinon un amplificateur à contrôle de gain automatique (CAG) au lieu du trigger et du filtre passe haut, pourrait éviter le click pas forcement agréable à l'oreille.
hypothèse: Des effets de pompage sur le niveau pourraient se produire lors des changement de note ce qui ajouterai un caractère à l'instrument (?)

[invite7070fa42]

Interessant aussi , je ne connaissais pas et n'ai pas compris comment ils transmettent du son audible à partir d'ultra-son ?

Je ne sais pas non plus. Je me demande si les émetteurs ne marchent pas par paire en utilisant des effets de battement justement.

Ah vous aviez déjà une idée donc !?
Ça me semble une bonne idée. le niveau sonore sera constant dans votre configuration (trigger) et la sonorité sera proche d'un générateur de signal carré dont on fait varier la fréquence.
Je ne sais pas si se sera intéressant musicalement.
Sinon un amplificateur à contrôle de gain automatique (CAG) au lieu du trigger et du filtre passe haut, pourrait éviter le click pas forcement agréable à l'oreille.
hypothèse: Des effets de pompage sur le niveau pourraient se produire lors des changement de note ce qui ajouterai un caractère à l'instrument (?)

J'ai pensé à ce procédé seulement hier soir.
Et vous avez raison pour le CAG, j'étais justement en train de faire des essais avec un compresseur/limiteur et le niveau de larsen est bien maîtrisé.

En soi c'est vrai qu'un signal du genre carré n'est pas très intéressant. Mais je viens de remarquer qu'on peut filtrer le signal pour obtenir des effets de timbre.

L'installation n'est pas parfaite parce que j'utilise des outils informatiques: ça induit une latence à chaque période et abaisse la fréquence de l'oscillation. Bref c'est à expérimenter en analogique!

[invite7070fa42]

Pour aller plus loin ou pourrait même faire varier la pression dans le tube afin de moduler la vitesse du son entre la haut-parleur et le micro...

[Amator]

Avec une simulation informatique , je pense qu'il n'y a pas de source de bruit dans le logiciel (bruit ambiant, bruit Electronique) par conséquent je comprends l’intérêt du click pour démarrer l'oscillation.

En pratique vous pouvez ajouter un peu de bruit blanc dans la boucle pour que le larsen démarre bien.

Le changement de note par coulissement du tube, pourrait être couplé à une détection de changement de position qui agirait sur la CAG en créant une baisse ou coupure du son à chaque changement de note. ça générerait une attaque sur la note suivante, la durée de la note pourrait également être paramétrable.
en fait se serait un trombone a coulisse synthétiseur analogique monophonique.

-----
Le filtrage du carré, pour le timbre demandera un filtre a fréquence de coupure variable mais s'il est fixe ça peut être intéressant aussi :changement de timbre suivant la hauteur de note.

[Amator]

Pour aller plus loin ou pourrait même faire varier la pression dans le tube afin de moduler la vitesse du son entre la haut-parleur et le micro...

Oui ça ferait un effet intéressant de modulation.
Prendre garde à l'excursion de la membrane du haut parleur.

[invite7070fa42]

Avec une simulation informatique , je pense qu'il n'y a pas de source de bruit dans le logiciel (bruit ambiant, bruit Electronique) par conséquent je comprends l’intérêt du click pour démarrer l'oscillation.

Je me suis mal exprimé: j'utilisais des plugs audio pour la compression et filtrage, ce qui induit la latence (carte d'acquisition audio, traitement). Mais le micros et le haut parleur sont bien réels.

Là je viens de faire le test avec un compresseur analogique et il n'y a plus de latence.
En théorie on devrait obtenir des fréquences pures mais ce n'est pas le cas, l'oscillation n'est pas beaucoup maîtrisable, ça part un peu dans tout les sens et ça produit souvent des fréquences au dessus de celles que je devrais observer... les conditions expérimentales ne sont pas idéales pour le moment: acoustique, etc...

J'ai l'impression qu'un système à base de trigger/click permettrait d'obtenir une fréquence plus stable, mieux maîtrisée.

Oui ça ferait un effet intéressant de modulation.
Prendre garde à l'excursion de la membrane du haut parleur.

Exact pour la membrane!

Mais j'ai peut-être dit une bêtise pour la pression: et d'après ce que je viens de lire ici et là sur le web, la pression n'influencerait pas la vitesse du son... :/

[Amator]

Je me suis mal exprimé: j'utilisais des plugs audio pour la compression et filtrage, ce qui induit la latence (carte d'acquisition audio, traitement). Mais le micros et le haut parleur sont bien réels.

Ah OK !

ça part un peu dans tout les sens ..

En fréquence ou en niveau sonore ?

Mais j'ai peut-être dit une bêtise pour la pression: et d'après ce que je viens de lire ici et là sur le web, la pression n'influencerait pas la vitesse du son... :/

Je ne sais pas pour la vitesse du son et la pression mais un HP excité par une très basse fréquence devrait moduler le son de manière intéressante.
Ça peut d'ailleurs être le même Haut parleur qui est attaqué par un signal BF, superposé au larsen.

[invite7070fa42]

En fréquence ou en niveau sonore ?

En fréquence!

Je ne sais pas pour la vitesse du son et la pression mais un HP excité par une très basse fréquence devrait moduler le son de manière intéressante.
Ça peut d'ailleurs être le même Haut parleur qui est attaqué par un signal BF, superposé au larsen.

bah non
Si tu ajoutes une simple basse fréquence il ne se passera rien de concret à l'écoute. Ton oreille ne perçoit que la fréquence dans la plage audible.

Une basse fréquence est intéressante quand elle module le volume (effet tremolo) ou la fréquence de l'oscillateur (effet vibrato). Elle peut aussi être utilisée dans un synthétiseurs pour moduler plein de choses comme la fréquence de coupure d'un filtre.

http://www.freesoundeditor.com/image...olovibrato.gif

[invite7070fa42]

Allez je propose une nouvelle idée!

Utiliser un moucheron Forcipomyia comme oscillateur! Ces insectes détiennent le record du battement d'aile à la seconde: 1046Hz!
On pourrait capter la fréquence des ailes grâce à un système photoélectrique (led/photodiode).

.......

Plus sérieusement et pour l'anecdote: en 1960 Jean Jacques Perrey à enregistré une version du "vol du bourdon" ( Rimsky-Korsakov) qui est interprété par des abeilles!

Précurseur des méthodes de sampling, il recomposait la mélodie en découpant et recollant des morceaux de bandes magnétiques.
"72 heures de travail pour une minute de musique"...

Aujourd'hui c'est habituel tout ça.