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L F O  AM-FM

Le LFO AM-FM est un oscillateur basse fréquence (« Low Frequency Occilator ») numérique. Il possède toutes les fonctions que l’on trouve ordinairement sur cette catégorie de module auxquelles s’ajoutent quelques particularités détaillées plus bas.

Le module est construit autour d'une plateforme Teensy basée sur un microcontrôleur 32 bits ARM Cortex-M4. Les Teensy  3.1 & 3.2 utilisent les instructions du Cortex-M4 qui fournissent beaucoup de puissance et permettent ainsi un traitement numérique du signal (DSP).

Ce LFO dispose de deux réglages de fréquence et de deux autres réglages qui, selon le mode choisi, sont affectés à une gestion du niveau de sortie ou bien à une gestion de la durée du temps.

Trois mode de fonctionnement sont prévus :

Mode AM-FM

Dans ce mode, la tension présente sur l’entrée CV du module comprise entre 0 et 10 volts détermine la fréquence de sortie du module.

CV=0 volt -> Fréquence de sortie = Fréquence A

CV=n volts -> Fréquence de sortie = (Fréquence A+Fréquence B)*(n/10)

CV=10 volts -> Fréquence de sortie = Fréquence B

De la même manière, les deux autres potentiomètres règlent le niveau d’amplitude du signal de sortie.

CV=n volts -> Amplitude de sortie = (Amplitude A+ Amplitude B)*(n/10)

Exemple au hazard de type de signaux: Ce mode permet d'avoir des effets ressort, ping-pong, et autres résonances grace à sa plage très large allant de 10mHz à plus de 2000 Hertz.

Mode DELAY

                Dans ce mode, un trig (élévation de la tension sur l’entrée CV) déclenche un chronomètre réglé avec le potentiomètre ‘Delay’. Lorsque le temps (entre 0 et 15 secondes en standard) est écoulé, la fréquence de sortie évolue avec la vitesse d’attaque réglée avec le potentiomètre ‘A/R’, puis décroit avec la même vitesse. La durée de croissance / décroissance est calquée sur la durée du trig/gate en entrée CV.

                Les trigs multiples sont autorisés.

                Dans ce mode, l’amplitude est toujours entre +/-5volts dans ce mode.

Mode AR

                Dans ce mode, un trig (élévation de la tension sur l’entrée CV) déclenche l’augmentation de la fréquence de sortie en fonction de la vitesse d’attaque réglée avec le potentiomètre ‘Attack’, puis décroit avec la vitesse réglée avec un potentiomètre ‘Release’. La durée de croissance / décroissance est calquée sur la durée du trig/gate en entrée CV.

                Dans ce mode, l’amplitude est toujours entre +/-5volts dans ce mode.

Les formes d’ondes

Les six premières forme d’ondes sont classiques : Carrée, sinus, dent de scie, etc.

La dernière est en fait un « sample and hold » qui génère des tensions aléatoirement entre -5V et +5V. Selon la fréquence réglée, ce S&H peut se transformer en générateur de bruit.

Sortie CLOCK

Cette sortie un signal type clock entre 0 et 5 volts.

Elle est a 0 volts lorsque la forme d’onde est entre -5 et 0 volts et elle est à 5 volts lorsque la forme d’onde est entre 0 et +5 volts.

Dans le cas du « sample and hold », cette sortie clock est calée sur la fréquence du signal de sortie.

Documents 

Schéma
La nomenclature
Le PCB 1 (principal)
PCB 2 et 3 au format 5U
PCB 2 et 3 au format 3U (Eurorack)
L'implantation tout format
La face avant 1U format 5U (négatif)
La face avant 1U format 5U (positif)
La face avant 14hp format 3U
Dernière mise à jour documentaire : 26 Février 2017

Description Face Avant

FREQ A - FREQ B: Potentiomètre de réglage de la fréquence "A" ou "B"

Inverseur HIGH / LOW / LOWER. Détermine la plage de réglage des fréquences de chaque plage. A noter que la position 'HIGH' sort largement du cadre d'un LFO et déborde dans de l'audio. Cette particularité permet des effets particuliers à ce module.

Position Position mini (*) Position Maxi (*)
HIGH 32 Hertz > 2000 Hertz
LOW 1 Hertz    65 Hertz
LOWER 10 mHertz (100 secondes)   1,5 Hertz

Inverseur FREE / B=A : Dans le mode AM-FM, cet inverseur permet le blocage ou la recopie de la fréquence "B" sur la fréquence "A" en laissant libre les variations de niveau.

MODE : Trois modes sont possibles : les modes Attack/release, DELAY et AM-FM.

Potentiomètre ATTACK / DELAY / LEVEL :

                Level règle l'amplitude entre 0 et 100%

                Delay règle le retard entre 0 et 15 secondes (*)

                Attack réglage entre 0 et 15 secondes  (*)

                Release réglage entre 0 et 15 secondes  (*)

OUT : Signal de sortie proportionnel entre -5 et +5 volts

SQR_OUT : Signal de sortie tout ou rien entre 0 et +5 volts

CV-IN : Tension d'entrée entre 0 et 10 volts. Dans le cas ou votre système ne génère pas du 10 volts, vous pouvez indiquer la valeur maxi dans le logiciel. (voir plus bas).

GATE-IN : Tension montante ou descendante.

(*) : toutes ces valeurs sont ajustables dans le logiciel.

Schéma

Le module est articulé autour d'un micro-contrôleur Teensy 3.1 ou Teensy 3.2.

L'entrée CV-In est constitué d'un pont diviseur suivi d'un ampli-opérationnel (AOP) monté en suiveur. Le second AOP permet de bloquer les valeurs inférieures à zéro volt. La diode zener limite les tensions supérieures. Le transistor permet de gérer les GATEs des modes DELAY et AR.

Les sorties CV-OUT sont réalisées à l'aide du convertisseur numérique / analogique intégré au Teensy. Un couple d'AOP permet d'amplifier le signal à une valeur proche de +/-5Volts. Un réglage du zéro est conservé pour affiner le fonctionnement du module avec une amplitude nulle. La Led bi-couleurs est connectée en esclave de la sortie audio.

Les autres entrées ou sorties (led, sélecteurs) sont raccordés directement au micro-contrôleur.

Le micro-contrôleur est alimenté en +5 volts par un régulateur dédié. Les accessoires (potentiomètres, inverseurs de rates) sont alimentés en 3,3 volts prélevé directement sur la plateforme Teensy. 

Ce module est conçu pour être alimenté en +/-15 volts. Sans changement ou adaptation de composant, il est possible d'alimenter ce module avec une alimentation symétrique de +/-12 volts.

Composants, Montage, câblage et installation

Parlons tout d'abord des options:

  • Le PCB1 est obligatoire. Il est compatible de toutes les options et de tous les choix.
  • Vous pouvez vous contenter du PCB1 et câbler directement un face avant de votre choix.
  • Vous pouvez choisir de prendre les PCB2 et PCB3 pour monter un module au format 5U ou au format 3U
  • Vous devez choisir votre connecteur d'alimentation : MOTM (4 broches), Eurorack (10 broches), Dotcomm (6 broches) ou Yusunth (5 broches).

Il n'y a pas de difficulté particulière de montage. Faites attention aux soudures parfois un peu proche les unes des autres, faites attention aux straps et pour le circuit double face, si vous n'avez pas mis de trous métallisés n'oubliez pas de mettre les nombreux ponts entres les 2 faces.

Le PCB1 supporte toutes l'électronique nécessaire. Le PCB3 supporte tous les éléments de façade et le PCB2 fait le lien entre le PCB1 et le PCB3.

Pas de câblage pour la version 3U et il reste 4 fils à mettre en place pour la version 5U.

Installation du logiciel / Licence.

Pour utiliser les micro-contrôleurs Teensy, vous devez au préalable installer:

  • Le logiciel Arduino : Un résumé de ce qui est nécessaire est fait sur cette page.
  • Le logiciel Teensyduino en suivant les instructions faites sur cette page.

Ensuite, téléchargez le logiciel 'LFO AM-FM' dans la section téléchargement du site, et décompressez les fichiers dans un répertoire.

Avec le Teensy hors module, connecter le Teensy par le port USB et installez les fichiers puis déconnecter le Teensy.

Vous devez ensuite couper la connexion entre VIN et VUSB

Note :

Une fois cette opération réalisée, vous pourrez toujours programmer le teensy lorsque celui-ci sera installé dans le module sous tension. Si vous ne réalisez pas cette étape, vous ne devrez pas connecter le module complet sur un port USB.

Lorsque votre Teensy est bien chargé et installé surle module, l'ensemble des leds de forme d'onde s'illumine successivement (chenillard) deux fois. Votre LFO est pleinement fonctionnel. 

Réglage

  • Mettre le module sous tension,
  • Mettre le commutateur de la plage de fréquence A sur "Low",
  • Mettre le potentiomètre de fréquence A au maximum,
  • Mettre une forme d'onde autre que Sample and Hold,
  • Mettre le commutateur de mode sur 'LEVEL',
  • Mettre le potentiomètre de LEVEL A au maximum : la led bi-couleur doit être orange,
  • Mettre le potentiomètre de LEVEL A au minimum : la led bi-couleur doit s'éteindre,
  • Connectez un voltmètre 4000 points sur la sortie 'OUT',
  • Réglez l'ajustable jusqu'a lire 0.000 volt,
  • Le module est prêt.

Astuces, Personnalisations, adaptation logiciel

Je rapporte ici des possibilités de personnalisation

  • ...

Évolution

Version 1.0 :  Février 2017      Version Initiale

Version 1.1 : Mai 2017

  • Optimisation de code
  • Suppression de la licence.

Photos en vrac

Projet Réalisation Format 5U Réalisation Eurorack (vue de trois quart)

Date de création : 25/02/2017 @ 14:13
Dernière modification : 23/07/2017 @ 11:55
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