Présentation
VCO = Voltage Controlled Oscillateur, Oscillateur commandé en tension.
Voici décrit ici un VCO simple qui permet de produire un signal rectangulaire dont la fréquence est directement proportionnelle à la valeur d'une tension continue. Sa plage de fonctionnement est comprise entre 20 Hz et 20 KHz.
Dans le montage qui suit, la tension continue de commande (1 V à 9 V comme expliqué plus loin dans le texte) provient d'un potentiomètre monté en diviseur de tension, mais elle peut bien sûr venir de l'extérieur (imaginez simplement la mise en place d'un condensateur de forte valeur qui se charge ou se décharge et dont on récupère la tension à ses bornes : vous obtenez avec cette tension de commande un joli son dont la fréquence varie tranquillement au rythme que vous décidez).
Schéma
Aucun composant exotique, hormis le CD4046. Et encore...
La tension continue de commande qui détermine la fréquence d'ocillation du VCO intégré au CD4046 (U1), est appliqué sur sa broche 9 (VCOin). Il semble donc pratique de câbler directement un potentiomètre monté en diviseur de tension, pouvant fournir sur son curseur, une tension variable de 0 V à 12 V. En câblant les extrêmités du potentiomètre RV1 directement entre la masse et le +12 V, c'est à dire sans les résistances talon R2 et R3, la plage de fréquence obtenue avec ma maquette s'étalait de 12 Hz (pour 0 V) à environ 30 kHz (pour +12 V). Pour ramener la plage de fonctionnement de 20 Hz à 20 kHz, j'ai limité la plage de tension de commande grâce aux résistances R2 et R3. Avec ces deux résistances, la tension de commande min est de 1 V environ, et la tension de commande max est de 9 V environ. Vous n'êtes pas obligé de câbler ces deux résistances, mais elles permettent tout de même un peu plus de souplesse dans la plage utile. Le signal rectangulaire produit par le VCO sort sur la broche 4. Il est acheminé vers le potentiomètre de volume RV2, au travers du condensateur de liaison C2, pour finalement aboutir sur un connecteur BF de sortie telle qu'une prise cinch (RCA) ou jack.
Alimentation
Elle est de 12 V. Le CD4046 peut fonctionner avec une tension plus réduite (ça fonctionne encore sous 5 V), mais la plage de fréquence est alors réduite. Côté "haut", ne dépassez pas 18 V, et dans la mesure du possible restez en dessous de 15 V.
Prototype
Réalisé sur plaque sans soudure et testé avec pile 9 V et avec alim secteur 12 V régulée. Dans les deux cas, C1 = 100 pF et R1 = 1 MO (valeurs du schéma).
Tests auditifs via petit haut-parleur de 8 ohms mis en série avec une résistance de 100 ohms, le tout entre sortie VCO (broche 4) et masse. Mesure fréquence avec mon multimètre qui permet les mesures de fréquence jusqu'à 25 kHz environ (il est spécifié pour un max de 20 kHz mais ce coquin va un peu plus loin). Essais réalisés avec quatre échantillons de 4046 : deux MC14046BCP, un CD4046BE et un CD4046AE.
Fonctionnement impossible avec mon exemplaire de CD4046AE, je suspecte le circuit d'être HS (pas de surconsommation de courant, rien en sortie broche 4). Sur mon proto avec CD4046BE et alimentation de 12 V, la plus basse fréquence obtenue est de 16 Hz et la plus haute est de presque 21 kHz. En abaissant la tension d'alim à 9 V (pile neuve), la plage de fréquence glisse vers le bas, de 6 Hz à 18,8 kHz. Toujours sous 9 V mais cette fois avec un MC14046BCP, on passe à une plage de 1 Hz à 18,5 kHz (en rapport max / min c'est plus étendu). En conclusion et pour une alim de 9 V, il faudrait pour compenser ce décalage vers le bas de la plage de fréquence, diminuer la valeur de la résistance R1. Sans doute serait-il aussi tout amusant de voir ce que rend la suppression de la résistance talon R2...
Circuit imprimé
Réalisé en simple face.
Typon aux formats EPS, PDF et Bitmap 600 dpi
Historique
30/10/2011
- Correction inversion libellés J1 / J2 entre circuit imprimé et schéma. Le connecteur J1 correspond bien au connecteur d'alimentation +12 V et le connecteur J2 correspond bien à la sortie audio. Merci à Sébastien O. qui a pris le temps de m'écrire pour me signaler cette coquille.
- Nouveaux tests avec plusieurs types de PLL 4046.
03/07/2007
- Première mise à disposition