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Générateur audio 012b
Dernière mise à jour : 04/02/2024Présentation
Ce générateur BF délivre un signal audio sinusoïdal de fréquence fixe (environ 1 kHz) avec une amplitude de quelques mV, et s'alimente via un +48 V Phantom. Il convient pour tester rapidement l'entrée micro d'une console ou d'un enregistreur portable sans sortir un micro.
Il se connecte directement sur une XLR d'entrée microphone dont l'alim phantom devra être activée, et fournit son signal audio de façon totalement autonome. Comparé au générateur audio 012, le générateur 012b inclue la XLR sur le PCB et l'usage sur pile a été supprimé.
Schéma
Le coeur du montage est un oscillateur à pont de Wien, comme celui décrit en page générateur audio 010.
Oscillateur BF
Le circuit repose sur l'emploi d'un AOP monté en amplificateur, et où le signal de sortie est réinjecté dans l'entrée en passant par un filtre passe-bande (R1/C1 et R2/C2). La fréquence d'oscillation correspond à la fréquence centrale du filtre, qui est privilégiée par rapport aux autres. Tout repose sur l'AOP U1:A et ses composants périphériques R1 à R6, C1, C2, D1 et D2. Les deux diodes D1 et D2 permettent de stabiliser l'amplitude du signal de sortie que l'on récupère sur la broche 1 du circuit intégré. Ce signal arrive sur un second AOP (U1:B) monté en suiveur de tension, dont le seul but est d'isoler l'oscillateur de l'entrée micro à tester. Son gain en tension est de 1 (0 dB). La sortie de ce second AOP correspond au signal "point chaud" du générateur, on ne sera donc pas trop surpris de la voir raccordée à la broche 2 de la prise de sortie XLR (J1), via une résistance (R10) et un condensateur de liaison (C3). La résistance R10 permet d'atténuer sérieusement l'amplitude du signal délivré par l'oscillateur, elle forme un pont diviseur avec la résistance (l'impédance) d'entrée micro à tester. Le condensateur C3 quant à lui bloque la composante continue superposée au signal BF qui aimerait bien sortir avec lui, et en même temps il bloque la tension de l'alim phantom qui elle aimerait bien rentrer dans le montage par une porte détournée. Pour le signal "point froid", on utilise un troisième AOP (U1:C) pour inverser la polarité du signal délivré par le générateur et les composants R1 et C4 copie leur fonction sur celle de R10 et C3. Pour que l'oscillation sur l'AOP U1:A ait lieu et se maintienne, il faut que l'amplificateur ait un gain de 3. S'il est inférieur, on obtient à la mise sous tension un bref signal amorti, et s'il est trop élevé, l'amplitude augmente rapidement jusqu'à saturation. Le potentiomètre RV1 permet de régler le taux d'amplification une bonne fois pour toute.Alimentation de l'oscillateur
L'alimentation de l'oscillateur est prélevée sur la XLR qui sert de sortie, au travers des résistances R12 et R13 de 22 kO et de R14 de 56 ohms, suivies d'une régulation de tension par les deux diodes zener D3 et D4 de 4,7 V et d'un filtrage simple mais suffisant composé de C5 et C6. Pourquoi utiliser deux diodes zener et non pas une seule, ce qui aurait suffit ? Pour changer un peu. L'AOP est alimenté par une tension simple (non symétrique) et il lui faut ici un point de référence central de valeur Valim / 2 pour fonctionner. Ce point central est celui des deux diodes zener D3 et D4, il correspond au repère Vb indiqué sur le schéma. C'est sur ce point que sont polarisées les entrées des AOP U1:A (via R2 et R3) et U1:C (via R9). Oui, vous pouvez appeler cela une masse virtuelle. Si vous posez la pointe de touche noire de votre multimètre sur la ligne Vb, et qu'ensuite vous posez la pointe de touche rouge (du même multimètre de préférence) sur les broches 4 et 11 du circuit intégré, vous trouverez respectivement des tensions de +4,7 V et -4,7 V. Mince alors, on a une alimentation symétrique !
Prototype
Prototype réalisé en double face, conformément au dessin de circuit imprimé (PCB) proposé plus loin.
J'ai ressorti quelques résistances de précision 1/4 W, histoire de ne pas perdre la main avec le code des couleurs sur 5 anneaux. N'ayant plus de diodes OA90, j'ai mis des OA95 codées avec deux anneaux de couleur verte (pourquoi pas). Je n'ai pas essayé avec d'autres diodes, mais je pense que des diodes Schottky (par exemple BAT42 ou BAT46) peuvent aussi faire l'affaire. Potentiomètre RV1 réglé à mi-course, le circuit a démarré dès l'activation du 48V phantom. Après tests réalisés avec un (court) câble audio XLR, j'ai poursuivi avec deux adaptateurs XLR-M et XLR-F mis bout à bout. Et là...
... ça ne fonctionne pas ! Quel que soit le réglage de RV1, pas moyen de faire démarrer le générateur avec cette combinaison d'adaptateurs. Liaison de masse coupée sur l'un des deux adaptateurs ? Non, tout est OK de ce côté-là. Je sors d'autres adaptateurs XLR et là...
... ça fonctionne !
Nom de Zeus ! comme aurait dit Doc (Emmett Brown).
La seule différence visuelle que je constate entre l'adaptateur qui pose problème et celui qui n'en pose pas est la rotation entre les deux extrémités, on voit la différence d'angle sur les photos. Je ne pense pas que cela puisse être lié à un problème de capacité parasite, puisque cela fonctionne avec un câble court et un câble long. Je n'ai pas d'explication...
Circuit imprimé (PCB)
Réalisé en double face.
Circuit imprimé (PCB) au format PDF
Historique
04/02/2024
- Ajout photos prototype.
10/12/2023
- Première mise à disposition.