Une note de musique est définie par sa fréquence, son amplitude et son timbre. Il y a longtemps, Pythagore a établi, en mesurant la longueur des cordes vibrantes, qu'il existe un rapport simple entre les fréquences des différents sons musicaux.
Par exemple, la note A (LA dans les pays germanophones), en particulier dans la troisième octave, vibre précisément à la fréquence de 440 Hz, à tel point qu'elle sert de référence aux diapasons ou... pour la tonalité entendu lorsque vous décrochez votre combiné téléphonique.
La gamme des fréquences audibles pour l'homme est variable et dépend de facteurs physiologiques ; un piano peut résonner avec ses 88 touches allant d'environ 27 Hz à 4000 Hz.
L'amplitude d'une note correspond, en quelque sorte, à son volume, c'est-à-dire à l'intensité sonore perçue par l'auditeur. Parfois, des termes italiens tels que 'forte', 'pianissimo', etc., sont utilisés pour préciser davantage la dynamique des partitions musicales.
De même, même si différents instruments devaient jouer exactement la même note, il est aisé de comprendre que le timbre du son émis est assez différent entre une flûte et un piano, un violon et un cor de chasse.
Nous ne prétendons pas vous offrir un moyen de rivaliser avec les magnifiques instruments électroniques disponibles sur le marché.
Cependant, il semble possible pour les amateurs intéressés de construire un petit générateur de notes qui imite parfaitement le son 'pincé' caractéristique d'une corde, comme une guitare, ou même la corde frappée d'un piano.
La particularité de ces notes réside dans leur combinaison d'une attaque aiguë et d'une décroissance graduelle : on parle alors d'oscillation amortie, semblable à une corde qui est pincée et qui vibre jusqu'à ce qu'elle s'arrête complètement.
Ne souhaitant pas mettre en place un dispositif de modulation comme ceux que l'on trouve dans les instruments électroniques (VCA), on se contentera de produire une onde sinusoïdale réglable qui s'estompe progressivement.
Un tel signal peut également être utilisé pour simuler les différents instruments de percussion (DRUMS) que l'on trouve par exemple dans la nomenclature MIDI normalisée des synthétiseurs : drums, snares, barrels, etc., à condition bien sûr qu'une amplification suffisante et un générateur de base pour chaque instrument à imiter sont disponibles.
Le schéma de circuit de base peut être facilement adapté avec quelques ajustements minutieux. Chaque générateur peut être déclenché par un bouton poussoir ou, mieux encore, un contact normalement fermé activé par un stick !
Description des circuits
Le schéma de circuit proposé est illustré dans la figure suivante.
Le cœur du circuit est un oscillateur classique à double T, nommé ainsi en raison de la disposition caractéristique de certains composants.
La première branche supérieure du T est formée des éléments P1 + R3, R4 + P2 et C4. La deuxième branche se compose de C5, C6 et R5 + P3.
L'oscillation se produit lorsque P1 + R3 est égal à P2 + R4, et pour une position spécifique du P3 réglable.
La forme d'onde résultante sera une onde sinusoïdale avec une amplitude importante et une fréquence de base déterminée par les condensateurs dans les branches du double-T.
La relation exprimant cette fréquence peut être approchée comme suit : f en hertz = 1 / 2π√(P1 + R3) * (R5 + P3) * Cb * C4.
La sortie de l'oscillateur est dirigée à travers le condensateur C7 vers le transistor T1, qui maintient une oscillation continue à travers l'inversion introduite et la connexion de rétroaction entre le collecteur de T1 et l'autre extrémité du double-T.
L'astuce consiste à régler l'étage de l'oscillateur pour qu'il n'oscille pas spontanément mais au travers d'une seule impulsion positive obtenue dans notre schéma à partir d'une simple bascule monostable.
Le circuit classique proposé utilise deux portes NOR et délivre un très bref signal positif sur le front montant de l'entrée, qui est également unique et exempt de rebonds indésirables.
La diode D1 applique cette impulsion sur une branche de l'oscillateur en double T, déclenchant une oscillation amortie qui doit être ajustée avant utilisation.
La durée et la fréquence du signal sont variables, et c'est précisément le principal avantage du circuit - il peut générer une large gamme de sons différents : graves, aigus, longs ou courts, similaires à un instrument à cordes.
Le réglage de cette étape est crucial et demande beaucoup de patience. Le signal variable utile est assez modeste et ne peut être entendu qu'après amplification.
La figure ci-dessous présente un étage d'amplification simple qui utilise un petit circuit intégré dans un boîtier DIL à 8 broches capable de fournir une puissance maximale de 2W sous une tension de 12V.
Nous résumons les caractéristiques essentielles de cet amplificateur audio économique dans un petit coffret technique.
Le P4 réglable sert de potentiomètre de volume, tandis que le condensateur C11 détermine la bande passante, limitée ici aux fréquences inférieures à 7 kHz. Le gain constant de notre amplificateur classe B dépend des composants associés R11 et C10.
Le signal amplifié est acheminé à travers le condensateur C13 vers le haut-parleur pour la sortie. Si cette solution rudimentaire permet d'apprécier le son produit, elle ne peut rivaliser avec la puissance d'un système Hi-Fi pour des résultats spectaculaires.
Construction
Le circuit imprimé (PCB) de ce circuit générateur de bruitage guitare piano est de dimensions modestes et sera reproduit selon la méthode de votre choix comme indiqué sur la figure ci-dessous, à l'échelle 1 comme d'habitude.
Après gravure, les composants seront montés selon le schéma représenté sur la figure ci-dessous, avec deux sangles horizontales qu'il ne faut pas oublier. De plus, nous vous recommandons d'utiliser une prise pour les circuits intégrés.
