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Générateur audio 008
Dernière mise à jour : 26/07/2026Présentation
Ce générateur est capable de délivrer un signal carré (rapport cyclique de 50%) dans la plage de fréquence des signaux audio, à savoir entre 20 Hz et 20 kHz, avec une fréquence ajustable au hertz près (résolution de 1 Hz).
Voir aussi le générateur audio 008b qui s'appuie sur la même base et offre en complément une résolution de 0,01 Hz et une sortie sinus.
Avertissements
- Le projet présenté ici s'appuie sur les travaux de Bob Ammerman et Roman Black publiés sur le site de RomanBlack, précisément dans la section High resolution frequency. La précision de la fréquence "moyennée dans le temps" de ce générateur est très bonne, mais l'instabilité de phase (jitter) augmente au fur et à mesure qu'on monte dans les hautes fréquences.
- La fréquence réelle du signal délivré par le PIC dépend étroitement de la précision du quartz utilisé pour l'horloge du PIC. Si la fréquence réelle d'oscillation du quartz est de 15,999900 MHz au lieu de 16,000000 MHz, alors une fréquence programmée à 1000,00 Hz donnera en réalité un signal de fréquence égale à 999,99 Hz. Détails supplémentaires exposés dans l'article Générateur audio 008b.
Schéma
Le montage est construit autour d'un PIC dont le nombre élevé de broches peut questionner (mais tout s'explique).
Il est vrai que j'aurais pu utiliser un PIC moins encombrant (avec moins de broches) pour ce générateur. La réalité est que j'ai débuté l'étude du générateur audio 008b et que cette version simplifiée 008 est venue après. Pour faciliter mes tests, j'ai tenu à garder le même brochage pour les deux versions.
Principe de fonctionnement
Quand on veut faire délivrer par un microcontrôleur un signal de fréquence donnée, il existe différentes façons de procéder :- avec un module PWM (Pulse Width Modulation)
- avec un module NCO (Numerically Controlled Oscillator) basé sur le principe du DDS (Direct Digital Synthesis)
- avec un Timer simple (sans rien d'autre)
- avec un Timer associé à un accumulateur
Un module NCO est assez pratique et peut-être plus facile à utiliser, mais malheureusement une grande précision de la fréquence de sortie n'est pas aussi facile à obtenir (elle est souvent un peu moindre ou un peu plus élevée que la valeur attendue). C'est pourquoi la dernière solution a été adoptée ici, avec le Timer2 du PIC. Si elle peut sembler un peu plus compliquée à mettre en oeuvre, elle permet en revanche d'obtenir une fréquence plus proche de celle désirée.
Réglage de la fréquence
Il s'effectue de façon très simple, avec plusieurs boutons-poussoirs :- SW5 = incrément unités (+1 Hz)
- SW6 = décrément unités (-1 Hz)
- SW7 = incrément milliers (+1000 Hz)
- SW8 = décrément milliers (-1000 Hz)
- SW9 = incrément centaines (+100 Hz)
- SW10 = décrément centaines (-100 Hz)
- SW11 = incrément dizaines (+10 Hz)
- SW12 = décrément dizaines (-10 Hz)
Commandes "grisée" ?
Actuellement, les boutons SW1 à SW4 n'ont aucune action. Il s'agit de lignes d'entrées de commandes prévues pour un usage futur, par exemple pour des presets.Sortie rectangulaire
La sortie LFout (LF = Low Frequency) délivre un signal périodique carré de rapport cyclique 50%. Aucun étage de sortie n'est proposé ici, mais je vous suggère fortement d'ajouter au moins un buffer logique (par exemple SN7404) ne serait-ce que pour protéger la sortie du PIC contre toute fausse manoeuvre qui pourrait lui être fatale (remplacer un 7404 grillé engendre moins de risques de dépression que remplacer un PIC programmé avec efforts). Et tant qu'à ajouter un étage de sortie, pourquoi ne pas prévoir en même temps un réglage de niveau par commutateur multi-positions ou par un simple potentiomètre ? Je dis cela comme ça, mais injecter un signal carré d'amplitude 5 V dans l'entrée ligne d'un préamplificateur ou d'un amplificateur risque de faire mal (aussi bien aux oreilles qu'à certains matériels)...
Logiciel du PIC
Le logiciel est disponible en libre serviceGenerateur audio 008 18F46K22 - Version V1.0 du 25/07/2026
Si vous souhaitez recevoir par la poste un PIC préprogrammé et prêt à utiliser, merci de consulter la page PIC - Sources.
Historique
26/07/2026- Première mise à disposition.