IMA5 2018/2019 P43 - Historique des versions

Aunterei : /* VCA : Fonctionnement */

2019-02-10T14:25:47Z

‎VCA : Fonctionnement

Aunterei : /* Semaine 10/11 (Reprise 07/01/19) */

2019-02-10T13:37:16Z

‎Semaine 10/11 (Reprise 07/01/19)

Aunterei le 10 février 2019 à 13:29

2019-02-10T13:29:35Z

Aunterei : /* Documents Rendus */

2018-12-19T00:01:24Z

‎Documents Rendus

Aunterei : /* Documents Rendus */

2018-12-19T00:00:37Z

‎Documents Rendus

Aunterei : /* Documents Rendus */

2018-12-18T07:45:12Z

‎Documents Rendus

Aunterei : /* VCO : PCB */

2018-12-18T07:44:57Z

‎VCO : PCB

Aunterei : /* VCO : La source de courant */

2018-12-16T14:13:31Z

‎VCO : La source de courant

Aunterei : /* VCO : Cœur du VCO */

2018-12-16T14:03:22Z

‎VCO : Cœur du VCO

Aunterei : /* Analyse du premier circuit */

2018-12-16T13:52:39Z

‎Analyse du premier circuit

@@ Ligne 569 : / Ligne 569 : @@
 I est le courant à travers la source de courant. Le gain augmente proportionnellement à I. Ainsi, tout comme pour le VCO, nous pouvons établir un circuit de conversion Tension<->Courant afin de commander en tension le gain.
-[[Fichier:VCA_2.jpg|400px|center]]
+[[Fichier:VCA_2.png|400px|center]]
 <center>''fig 19. Simulation de l'amplificateur.''</center>
@@ Ligne 576 : / Ligne 575 : @@
 Voici une simulation des tensions de sortie en fonction de VIn. La symétrie du circuit est bien reflétée et la zone linéaire est d'un peu moins de 10 millivolts comme attendu, et le gain est d'environ 200.
 ===VCA : Final===

@@ Ligne 528 : / Ligne 528 : @@
 <u> L'ADSR </u>
-[[Fichier:ADSR.jpg|thumb| ADSR]]
+[[Fichier:ADSR.png|thumb| ADSR]]
 Le terme « ADSR » est l’acronyme pour '''Attack / Decay / Sustain / Release'''. Evoluant ensemble, ces 4 paramètres permettent de définir un son donné (note de piano, cri d'un loup etc..). Ils définissent la construction d'un son, que celui-ci soit artificiel ou naturel, percussif ou persistant.
 *<u>'''Attack :'''</u> Temps que met le son pour obtenir son amplitude maximale (puissance de crête) au moment où la touche de l'instrument est enfoncée. La tension, nulle au départ, est déclenchée par le trigger et croît rapidement pour atteindre son maximum.
@@ Ligne 539 : / Ligne 541 : @@
 *<u>'''Release :'''</u> Temps que met le son à s'éteindre après le relachement de la touche.
 Mais alors que faire de cette enveloppe générée ? C'est la que la caractéristique commandable de l'amplificateur intervient. La tension de sortie de l'ADSR est appliquée à l'entrée de commande du VCA. L'entrée qui reçoit le signal est raccordée à la sortie du module de filtrage (le VCF) dont le niveau peut être constant ou variable. Quand la tension de commande est nulle, aucun son ne peut sortir du VCA. Par contre, quand la tension du générateur d'enveloppe agit, le VCA transmet le signal avec une amplitude proportionnelle à la valeur du signal délivrée par le générateur d'enveloppe.
@@ Ligne 549 : / Ligne 552 : @@
 Le VCA que je vais utiliser se base sur un amplificateur différentiel (explication en détail [https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/chapter-12 ici]).
-[[Fichier:VCA_1.jpg|800px|center]]
+[[Fichier:VCA_1.jpg|400px|center]]
 L'amplificateur se base sur deux transistors identiques ayants leur émetteurs connectés ensemble, et leur collecteurs connectés à la source de tension positive via deux résistance identiques. Sur le principe de l'amplificateur différentiel on aura alors '''Vin = Vin2 - Vin1''' et '''Vout = Vout2 - Vout1'''.
@@ Ligne 564 : / Ligne 569 : @@
 I est le courant à travers la source de courant. Le gain augmente proportionnellement à I. Ainsi, tout comme pour le VCO, nous pouvons établir un circuit de conversion Tension<->Courant afin de commander en tension le gain.
-[[Fichier:VCA_2.jpg|800px|center]]
+[[Fichier:VCA_2.jpg|400px|center]]
-<center>''fig 19. Simulation de l'amplificateur.'</center>
+<center>''fig 19. Simulation de l'amplificateur.''</center>
 Voici une simulation des tensions de sortie en fonction de VIn. La symétrie du circuit est bien reflétée et la zone linéaire est d'un peu moins de 10 millivolts comme attendu, et le gain est d'environ 200.
 ===VCA : Final===
-[[Fichier:VCA_3.jpg|800px|center]]
+[[Fichier:VCA_3.jpg|600px|center]]
 L'équation est valide lorsque Vin est bien inférieur à 2VT. Pour des valeurs de tension plus élevées, l'amplificateur sature. Pour rester dans le régime linéaire, le signal d'entrée est divisé par un facteur 220 (valeur basée sur l'amplification d'un signal +/- 5V) sans distorsion.
@@ Ligne 587 : / Ligne 596 : @@
 Pour un meilleur résultat, il faut que les transistors '''Q1''' et '''Q2''' soient identiques. Nous reviendrons sur cela lors de la partie soudure.
 Après avoir simulé le circuit et validé son fonctionnement, j'ai pu passer à l'établissement du PCB et l'impression de la carte. Les soudures sont presque terminées, j'attends encore quelques composants qui devraient arriver bientôt.

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Ligne 514 :		Ligne 514 :


−	<center>''fig 15. PCB final''</center>	+	<center>''fig 16. PCB final''</center>

		+
		+
		+	==Semaine 10/11 (Reprise 07/01/19)==
		+
		+	Pendant les vacances, l'attention a été portée sur les parties numériques et un problème sur la commande m'a empêché d'avancer sur la partie hardware.
		+
		+	===VCA : Principe et utilité===
		+
		+	Le VCA est un amplificateur commandé en tension (''Voltage controlled amplifier''). Cela signifie que le gain de cet amplificateur dépendra d'une tension appliquée en entrée. Pourquoi avons nous besoin de cela ?
		+
		+	<u> L'ADSR </u>
		+
		+	[[Fichier:ADSR.jpg\|thumb\| ADSR]]
		+
		+	Le terme « ADSR » est l’acronyme pour '''Attack / Decay / Sustain / Release'''. Evoluant ensemble, ces 4 paramètres permettent de définir un son donné (note de piano, cri d'un loup etc..). Ils définissent la construction d'un son, que celui-ci soit artificiel ou naturel, percussif ou persistant.
		+
		+	*<u>'''Attack :'''</u> Temps que met le son pour obtenir son amplitude maximale (puissance de crête) au moment où la touche de l'instrument est enfoncée. La tension, nulle au départ, est déclenchée par le trigger et croît rapidement pour atteindre son maximum.
		+
		+	*<u>'''Decay :'''</u> Temps de la chute du volume sonore entre le niveau de crête (l’attack) et le maintien (sustain).
		+
		+	*<u>'''Sustain :'''</u> Niveau sonore conservé tant que la touche de l’instrument est enfoncée.
		+
		+	*<u>'''Release :'''</u> Temps que met le son à s'éteindre après le relachement de la touche.
		+
		+	Mais alors que faire de cette enveloppe générée ? C'est la que la caractéristique commandable de l'amplificateur intervient. La tension de sortie de l'ADSR est appliquée à l'entrée de commande du VCA. L'entrée qui reçoit le signal est raccordée à la sortie du module de filtrage (le VCF) dont le niveau peut être constant ou variable. Quand la tension de commande est nulle, aucun son ne peut sortir du VCA. Par contre, quand la tension du générateur d'enveloppe agit, le VCA transmet le signal avec une amplitude proportionnelle à la valeur du signal délivrée par le générateur d'enveloppe.
		+
		+	Le codage de l'ADSR sera vu un peu plus loin.
		+
		+
		+	===VCA : Fonctionnement===
		+
		+	Le VCA que je vais utiliser se base sur un amplificateur différentiel (explication en détail [https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/chapter-12 ici]).
		+
		+	[[Fichier:VCA_1.jpg\|800px\|center]]
		+
		+
		+	<center>''fig 17. L'amplificateur différentiel.'</center>
		+
		+	L'amplificateur se base sur deux transistors identiques ayants leur émetteurs connectés ensemble, et leur collecteurs connectés à la source de tension positive via deux résistance identiques. Sur le principe de l'amplificateur différentiel on aura alors '''Vin = Vin2 - Vin1''' et '''Vout = Vout2 - Vout1'''.
		+
		+	Supposons dans un premier temps que '''Vin=0V'''. On a donc Vin1 = Vin2, le circuit est symétrique et donc la moitié du courant passe à travers Q1, l'autre à travers Q2. Le courant à travers des deux résistances et donc Vout est nul.
		+
		+	Si on augmente Vin2, Q1 est légèrement plus passant et donc le courant y circule plus facilement. Ainsi, il y a plus de courant à travers R1, donc Vout1 diminue et Vout2 augmente. La sortie est négative et l'amplificateur est '''inverseur'''.
		+
		+	En se référent à l'article d' ''Analog Devices'' on trouve que pour un petit signal : <math>Vout = \frac{IR}{2VT}</math>
		+
		+	I est le courant à travers la source de courant. Le gain augmente proportionnellement à I. Ainsi, tout comme pour le VCO, nous pouvons établir un circuit de conversion Tension<->Courant afin de commander en tension le gain.
		+
		+	[[Fichier:VCA_2.jpg\|800px\|center]]
		+
		+
		+	<center>''fig 19. Simulation de l'amplificateur.'</center>
		+
		+
		+	Voici une simulation des tensions de sortie en fonction de VIn. La symétrie du circuit est bien reflétée et la zone linéaire est d'un peu moins de 10 millivolts comme attendu, et le gain est d'environ 200.
		+
		+	===VCA : Final===
		+
		+	[[Fichier:VCA_3.jpg\|800px\|center]]
		+
		+
		+	<center>''fig 19. Le VCA.'</center>
		+
		+	L'équation est valide lorsque Vin est bien inférieur à 2VT. Pour des valeurs de tension plus élevées, l'amplificateur sature. Pour rester dans le régime linéaire, le signal d'entrée est divisé par un facteur 220 (valeur basée sur l'amplification d'un signal +/- 5V) sans distorsion.
		+
		+	Les sorties Vout1 et Vout2 passent à travers un amplificateur opérationnel qui permet d'avoir la sortie Vout, et ayant un gain permettant de restaurer le signal à son niveau original.
		+
		+	Afin de contrôler le gain, une simple résistance ('''R10''') sert de source de courant. Le courant est établie par la tension imposée à entremetteur de '''Q3'''. Le trimmer '''R18''' permet de régler afin que le son soit complètement éteint lorsque le gain est à 0.
		+
		+	Pour un meilleur résultat, il faut que les transistors '''Q1''' et '''Q2''' soient identiques. Nous reviendrons sur cela lors de la partie soudure.
		+
		+	[[Fichier:VCA4_.jpg\|thumb\| Les 2 standards]]
		+	Après avoir simulé le circuit et validé son fonctionnement, j'ai pu passer à l'établissement du PCB et l'impression de la carte. Les soudures sont presque terminées, j'attends encore quelques composants qui devraient arriver bientôt.

	=Documents Rendus=		=Documents Rendus=

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Ligne 520 :		Ligne 520 :

	* Rapport intermédiaire de PFE : [[Media:Rapport_AU.pdf\|Rapport de mi-projet]]		* Rapport intermédiaire de PFE : [[Media:Rapport_AU.pdf\|Rapport de mi-projet]]
−	* Slides intermédiaires : [[Media:Slides de mi-projet.pdf\|~~Rapport~~ de mi-projet]]	+	* Slides intermédiaires : [[Media:Slides de mi-projet.pdf\|Slides de mi-projet]]

← Version précédente		Version du 19 décembre 2018 à 00:00
Ligne 520 :		Ligne 520 :

	* Rapport intermédiaire de PFE : [[Media:Rapport_AU.pdf\|Rapport de mi-projet]]		* Rapport intermédiaire de PFE : [[Media:Rapport_AU.pdf\|Rapport de mi-projet]]
		+	* Slides intermédiaires : [[Media:Slides de mi-projet.pdf\|Rapport de mi-projet]]

← Version précédente		Version du 18 décembre 2018 à 07:45
Ligne 519 :		Ligne 519 :
	=Documents Rendus=		=Documents Rendus=

−	* Rapport intermédiaire de PFE : [[Media:~~Rapport intermediaire de PFE~~.pdf\|Rapport de mi-projet]]	+	* Rapport intermédiaire de PFE : [[Media:Rapport_AU.pdf\|Rapport de mi-projet]]

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Ligne 515 :		Ligne 515 :

	<center>''fig 15. PCB final''</center>		<center>''fig 15. PCB final''</center>
		+
		+
		+	=Documents Rendus=
		+
		+	* Rapport intermédiaire de PFE : [[Media:Rapport intermediaire de PFE.pdf\|Rapport de mi-projet]]

@@ Ligne 419 : / Ligne 419 : @@
 Le CV alimente Vb1 et Vb2 est connecté à la masse, valant alors 0V. Lorsque l'on calcule l'inverse de la fonction on peut voir que lorsque Vb1 diminue de 17.8 mV, le courant Ic double. Nous avons un circuit à -17.8mV/octave. Ainsi, pour atteindre les 1V/octave il nous faut, à l'aide du sous-circuit A, un diviseur de tension et un inverseur (non présent dans le schéma, voir schéma global).
-Il reste cependant la dépendance en température de VT qui s'exprime par <math>V_T = \frac{k_B T}{q}} </math>. Pour contrer ceci, on utilise une thermistance CTN (Coefficient de Température Négatif) dont la résistance diminue de façon uniforme quand la température. Plus de détails sur cette partie sur le site de René Schmitz.
+Il reste cependant la dépendance en température de VT qui s'exprime par <math> V_T = \frac{k_B T}{q} </math>. Pour contrer ceci, on utilise une thermistance CTN (Coefficient de Température Négatif) dont la résistance diminue de façon uniforme quand la température. Plus de détails sur cette partie sur le site de René Schmitz.
 <u> '''Remarque sur la paire de transistors :''' </u> Lorsque nous réalisons un amplificateur différentiel avec les deux transistors en configuration miroir, il faut que ceux ci soit assortis. Pour assurer la linéarité de l'amplificateur, il faut que les transistors aient la même caractéristique tension vers courant et approximativement le même Is. Des circuits de tests se trouvent en faisant quelques recherches. Je détaillerais cette partie lorsque j’effectuerai les tests. En attendant, plus de détails sont accessibles [http://www.dragonflyalley.com/synth/images/TransistorMatching/ianFritz-transmat0011_144.pdf ici].
 === VCO : Génération de la rampe ===

@@ Ligne 359 : / Ligne 359 : @@
 Bien que je n'ai pas utilisé ce circuit, son étude m'a beaucoup aidé. En effet, les oscillateurs se basant sur une génération de signal rampe sont très présents dans le monde des synthétiseurs. A force de recherches, je me suis rendu compte que les techniques utilisées étaient généralement les même. Ainsi, j'ai pu combiner des idées, en modifier certaines afin de constituer le VCO de mon synthétiseur.
-<u>* Fonctionnement :</u>
+*<u>Fonctionnement :</u>
 Pour l'ensemble des tests et des simulations j'ai utilisé ''Multisim'' sur les ordinateurs de la C205. Le but était dans un premier temps de générer un signal rampe dont la fréquence dépendait d'une source de courant, tout comme le circuit ci-dessus. Dans un premier temps, pour les test préliminaires j'ai utilisé une source de courant modélisée par Multisim. Le circuit ressemblait donc à ceci :
@@ Ligne 373 : / Ligne 373 : @@
 Le composant U1 est un comparateur, comparant alors la tension en B avec celle de l'autre borne, qui est égale à 0V. Quand A descend en dessous de 0, le comparateur active brièvement U3. U3 est un transistor JFet, qui lorsqu'il est activé permet à la capacité de se décharger, jusqu'à que la tension en a est à nouveau égale à 5V. Ainsi, ce principe se répète de manière cyclique et créé le signal rampe.
-<u>* Simulation et problèmes :</u>
+*<u>Simulation et problèmes :</u>
 J'ai donc simulé ce circuit. Lors que j'ai lancé la simulation avec un oscilloscope au point B, je n'avais rien. J'ai alors perdu une journée entière à débugger le circuit. Après quelques temps et de nombreux essai je me suis rendu compte que Multisim définit par défaut au lancement de la simulation ses propres conditions initiales basées sur un calcul que je n'ai pas vraiment compris.
@@ Ligne 398 : / Ligne 398 : @@
 ''Remarque: On rajoute C2 et R3 afin de garder le comparateur à l'état haut un peu plus longtemps pour que C1 ait bien le temps de se décharger.''
 === VCO : La source de courant===

@@ Ligne 319 : / Ligne 319 : @@
-Les trois dernières semaines ont été consacrées à l'étude, à la simulation du VCO et à la mise en place d'un PCB. J'ai finalement choisi de changer de modèle. En effet, mon ancien tuteur de stage était pris et n'a pu eu le temps de m'aider suffisamment pour que j'ai une compréhension complète du circuit. De plus certains composants nécessaires à la réalisation de ce VCO sont obsolètes et donc difficiles et onéreux à trouver. J'ai donc décider de me tourner vers une version plus moderne. Je vais tout de même rendre compte ici de mon analyse du circuit dans la mesure où elle m'a permis de comprendre un certain nombre d'éléments :
+Les quatres dernières semaines ont été consacrées à l'étude, à la simulation du VCO et à la mise en place d'un PCB. J'ai finalement choisi de changer de modèle. En effet, mon ancien tuteur de stage était pris et n'a pu eu le temps de m'aider suffisamment pour que j'ai une compréhension complète du circuit. De plus certains composants nécessaires à la réalisation de ce VCO sont obsolètes et donc difficiles et onéreux à trouver. J'ai donc décider de me tourner vers une version plus moderne. Je vais tout de même rendre compte ici de mon analyse du circuit dans la mesure où elle m'a permis de comprendre un certain nombre d'éléments :
 [[Fichier:Miss_10_explanation.jpg|600px|center]]
@@ Ligne 352 : / Ligne 352 : @@
 Dans la partie 5, on a IC6 qui agit comme un simple comparateur. En comparant le signal rampe à une certaine valeur (donnée par l'entrée PWM) on obtient le signal carré.
 === VCO : Cœur du VCO ===