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OSCILLATEUR POUR INSTRUMENT DE MUSIQUE ELECTRONIQUE ET INSTRUMENT EQUIPE
AVEC CET OSCILLATEUR.
Il est bien connu que l'on peut construire un instrument de musique électronique au moyen d'oscillateurs à lampes dont les oscillations électriques sont amplifiées par des amplificateurs et traduites en sons par un ou plusieurs haut-parleurs. Un instrument analogue à un orgue est constitué par exemple par un nombre d'oscillateurs égal à celui de toutes les notes d'une gamme musicale, chacun d'eux étant accordé de façon à engendrer un courant alternatif de fréquence identique à celle d'une de ces notes, et pouvant être mis en route au moment désiré par la fermeture d'un interrupteur commandé par une touche de clavier, puis par un ou plusieurs amplificateurs suivis d'un ou plusieurs haut-parleurs.
On sait d'autre part que l'on peut encore associer ensemble, de même que dans l'exemple ci-dessus, des oscillateurs électroniques de façon à constituer un instrument de musique, mais en choisissant un nombre d'oscillateurs plus petit que le nombre des notes de la gamme musicale couverte par cet instrument. Dans ce cas, chacun des oscillateurs considérés est associé avec plusieurs organes de commande en corrélation avec plusieurs touches d'un même clavier. La première de ces touches provoque la mise en route dudit oscillateur sur une fréquence déterminée, la seconde de ces touches provoque la mise en route du même oscillateur sur une fréquence déterminée et différente de la précédente , la troisième, provoque la mise en route sur une fréquence encore différente, etc...
En général, pour réaliser un instrument de musique conforme au dernier exemple cité, ou bien l'on fait usage d'oscillateurs électroniques du type dit à "relaxation" ou à des multivibrateurs et, dans ce cas, ces types d'oscillateurs présentent une certaine instabilité, ce qui est un grave défaut lorsque l'on envisage un instrument polyphonique, ou bien l'on fait appel à des oscillateurs à selfs et capacités dont la stabilité est satisfaisante, mais
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qu'il est nécessaire d'associer à des organes de commande multiples, pour mettre en route chacun d'eux, tantôt sur une fréquence, tantôt sur une autre.
Ainsi., dans ce dernier case une seule touche de clavier commande plusieurs interrupteurs dont l'un sert par exemple à relier la source de haute tension au circuit plaque de la lampe oscillatrice, un autre servant à brancher un condensateur d'accord au circuit oscillant, un autre enfin, éventuellement, faisant intervenir un dispositif éliminateur de bruits de contact, ce qui conduit à une construction compliquée.
L'oscillateur qui fait l'objet de la présente invention, est destiné plus spécialement à entrer dans la composition d'un instrument polyphonique, ou semi-polyphonique, très simplifié, dans lequel sont associés, avec un ou plusieurs amplificateurs et un ou plusieurs haut-parleurs, un certain nombre de ces oscillateurs égal à la moitié ou à une fraction plus petite que la moitié du nombre des notes de la gamme musicale couverte par 1-'instrument. Chacun des oscillateurs suivant l'invention ayant la particularité de pouvoir être mis en fonctionnement successivement sur deux, ou plus de deux fréquences différentes, sans qu'il y ait production de bruits de contact gênants dans le haut-parleur,
chaque mise en fonctionnement sur une fréquence déterminée ne nécessitant que la fermeture d'un simple interrupteur qui peut être commandé par une touche de clavier. D'autres particularités de l'oscillateur de l'invention seront mises en évidence dans la description ci-dessous.
L'oscillateur qui fait l'objet de l'invention est plus spécialement du type généralement connu sous le nom d'oscillateurs "Colpitts" et dans lequel le circuit oscillant est constitué par une inductance insérée entre la grille d'un tube thermoionique (comportant au moins une cathode, une grille et une plaque), et la masse, cette inductance étant accordée sur une fréquence d'oscillation déterminée, au moyen de deux condensateurs reliés en série entre les deux extrémités de l'enroulement de ladite inductance, alors que le point de jonction des deux condensateurs est connecté à la cathode et que la plaque est branchée au pôle positif de la source de haute tension dont le pôle négatif est à la masse; la cathode étant en outre reliée à la masse à travers une inductance de choc ou une résistance.
Les particularités essentielles de l'invention résident dans les points ci-après énoncés et(qui apportent une modification au schéma théorique de l'oscillateur tel qu'il est décrit ci-dessus.
Dans l'oscillateur suivant l'invention, l'entrée de l'inductance du circuit oscillant est reliée à la grille d'une lampe thermoionique par l'intermédiaire d'un condensateur la sortie de la même inductance étant reliée à la masse par l'intermédiaire d'un ou plusieurs condensateurs et d'une résistance, ces divers organes étant tous branchés en série. Le point de jonction entre la sortie de ladite inductance et le premier condensateur, est connecté à l'un des pôles d'un interrupteur dont l'autre pôle est à la masse. Chacun des points de jonction entre les condensateurs successifs, qui sont en série avec le condensateur ci-dessus,est également connecté à l'un des pôles d'un interrupteur, dont l'autre pôle est à la masse.
Le point de jonction entre l'entrée de l'inductance du circuit oscillant et une armature du condensateur, dont l'autre armature est reliée à la grille, est branché à la masse à travers un pont de deux condensateurs dont la connexion médiane est reliée à la cathode, cette dernière étant connectée à la masse à travers une résistance. En outre, la grille est reliée à la masse à travers deux résistances en série, dont la connexion médiane est branchée à la cathode à travers' une résistance de valeur élevée. Enfin la plaque est reliée d'une part, au pôle positif d'une source de haute tension, dont le pôle négatif est à la masse, d'autre part à un conden- sateur en série avec une résistance aboutissant à la masse.
Le point de jonc- tion entre le condensateur et la résistance nommée ci-dessus, est relié à 1' entrée d'un circuit récepteur, tel qu'un préamplificateur et au circuit contrô- leur de timbre,par l'intermédiaire d'une résistance.
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La ig. 1 jointe à la présente description, donne, sous for- me de schéma, un exemple d'oscillateur conforme à l'invention, tel qu'il est décrit ci-dessus.
Sur cette figure, L représente une lampe triode dont la grille est réunie à une armature d'un condensateur C1 qui est branché par son autre armature à l'entrée d'une inductance S. La sortie de l'inductance S est reliée à une série de condensateurs C4, 5' On' ce dernier étant mis à la masse par une résistance R5. Le point de jonction entre l'inductance et le condensateur C peut être connecté à la masse par un interrupteur Il. Ghaque point de jonc-4 tion entre les condensateurs en série à la suite du condensateur C4, peut également être connecté à la masse par un interrupteur, tel que I2, I3, etc...
Enfin, le point de jonction entre le dernier condensateur Cn et la résistance R peut aussi être mis à la masse par l'interrupteur In. D'autre part, entre 1 entrée de l'inductance S et la masse, sont disposés deux condensateurs en série C2 et C3, dont le point de jonction est réuni à la cathode qui est en- core reliée, d'une part à la masse par une résistance Rl, d'autre part, et par l'intermédiaire d'une résistance de forte valeur R2, au point de jonction en- tre deux résistances R4 et R3, disposées en série entre la grille et la masse.
Enfin, la plaque de la lampe L est réunie par une résistance R6 au pale positif d'une source de haute tension, dont le pôle négatif est à la masse, et cette plaque est branchée en outre, à un condensateur C6 en série avec une résistan- ce R8 aboutissant à la masse, le point de jonction entre le condensateur C6 et la résistance R8 étant connecté par l'intermédiaire d'une résistance R7 au point X figurant l'entrée d'un dispositif récepteur, tel que: préamplificateur, cir- cuit contrôleur de timbre etc...
Le filament de chauffage de la lampe L est branché à une sour- ce d'alimentation par les points fi et f2, les connexions n'étant pas figurées sur la fig. 1.
L'inductance S est plus spécialement constituée par un enroule- ment sur un circuit magnétique A, B, partiellement ouvert. La partie A, par ex- emple, est fixe, alors que la partie B est rendue mobile et peut être approchée ou éloignée de la partie A, de façon à permettre le réglage d'un entrefer et, par ce moyen, d'ajuster cette inductance à une valeur déterminée.
Le fonctionnement de l'oscillateur,conforme à l'invention et tel qu'il est décrit dans l'exemple ci-dessus est le suit:
Lorsque tous les interrupteurs Il, I2, I3...In sont ouverts et la résistance R5 ayant été choisie d'une valeur un peu supérieure à celle qui permettrait tout juste l'entretien des oscillations dans le circuit représenté sur la figure, aucune oscillation(ne se produit et l'on peut obtenir au point X aucune tension oscillante. Si l'on vient à fermer l'interrupteur Il. le circuit devient générateur d'oscillations dont la fréquence F1 est notamment dé- terminée par les valeurs données à l'inductance S et aux condensateurs C et C3.
Si, après avoir ouvert l'interrupteur Il,, on ferme l'interrupteur 1--;,2 le circuit oscille sur une fréquence F2, différente de F1, et qui est determinée par les valeurs données à l'inductance S et aux condensateurs C2, C3, et C4. Si l'on ferme ensuite l'interrupteur I3 en laissant ouverts les autres interrupteurs Il. I2 etc..., le circuit oscille sur une nouvelle fréquence F3 qui est déterminée par les valeurs données à l'inductance S et aux condensateurs C, C3, C4 et C5, et ainsi de suite.
Chaque fois qu'on fait osciller le circuit par la fermeture d'un interrup- teur Il., I2, I3...In, on peut obtenir au point X, une tension oscillante de fréquence respectivement égale à Fil F, F3... Fn et grâce au choix judicieux des potentiomètres et des résistances variables, telles que R3, R , R5, on arrive à éliminer les claquements et autres bruits indésirables qui se pro- duisent lors de la fermeture des interrupteurs et l'on peut régler convenable-
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ment les transitoires ainsi que la loi d'attaque du son, ces résultats étant obtenus au moyen d'un contact unique commandé par la touche correspondant à la note musicale que l'on désire émettre.
En effet, d'une part, le réglage du potentiomètre R3, R4, fixe le potentiel de la grille de la lampe L et d'autre part, la resistance variable R5 règle le degré d'amortissement du circuit oscillant, de telle sorte que l'oscillation ne se produisant pas lorsque les interrupteurs Il, I2, I3... In sont ouverts, la fermeture de l'un d@esx pre- voque le fonctionnement de l'oscillateur sans bruits de contacts gênants et avec les caractéristiques d'attaque et d'évanouissement préalablement fixées.
Plus spécialement, on peut, dans l'exemple présent, donner à l'inductance S et aux condensateurs C2, C3, des valeurs-telles que la fré- quence F1, de l'oscillation, déclenchée au moment de la fermeture de l'interrup- teur I1, soit celle d'une note de musique déterminée, par exemple UT3 et don- ner aux condensateurs C4, C5...Cn, des valeurs telles que : lafermeture de I2 déclencha l'oscillation du circuit à la fréquence d'une note de musique placée un demi-ton au dessus de la précédente, soit UT3, la fermeture de I déclenche l'oscillation du circuit à la fréquence d'une note d'un demi-ton3 plus haute que cette dernière, soit RE3, etc...
Toute autre combinaison que celle donnée dans l'exemple ci-dessus peut être choisie, afin de répondre aux exigences d'un instrument de musique déterminé, comportant un ou plu- sieurs oscillateurs conformes à l'invention.
Dans le cas général, chaque interrupteur tel que I1, I2, I3...In, est commandé par une touche de clavier. D'autre part encore, le circuit constitué par les résistances R2, R3, et R4, a pour fonction principale d'assurer non seulement les avantages énumérés ci-dessus pour la mise en marche de l'oscillateur, mais encore de permettre, pour un ajustage con- venable des valeurs de ces résistances, le réglage de certaines caractéris- tiques de l'oscillateur, de façon à ce que les oscillations engendrées soi- ent plus ou moins riches, en harmoniques.
En donnant par'exemple à la résis- tance R4 une valeur très grande par rapport à celle de la résistance R3, alors que la résistance R2 a une valeur du même ordre que celle de R4, le déclenchement de l'oscillation, par la fermeture d'un interrupteur tel que Il., se produit avec un retard assez important, et l'oscillation engendrée comprend un faible pourcentage d'harmoniqueo Inversement, si la valeur de la résistance R3 est plus grande que celle de la résistance R4, le déclen- chement de l'oscillation est rapide et cette oscillation comporte un pour- centage élevé d'harmoniques.
Grâce à la disposition du circuit, en- question, il est pos- sible de provoquer l'émission successive de plusieurs notes de musique, de telle sorte que chacune de ces notes soit émise dans des conditions semblables en ce qui concerne le timbre, l'attaque des sons, la puissance, etc... ce qui est d'une grande importance au point de vue musicale Il est, en effet, indispensable, dans un instrument de musique de pouvoir jouer tou- tes les notes d'une gamme sans qu'il se produise aucune différence de carac- tère notable entre ces notes.
Un autre avantage de ce circuit, c'est que, lorsqu'on a ré- glé d'une façon exacte les valeurs des condensateurs tels que C4,C5, etc... les intervalles entre les notes musicales correspondant à des condensa- teurs restent constants, il suffit donc de régler la position de l'armatu- re B de l'inductance A du circuit oscillant pour accorder l'instrumento Dès qu'une note quelconque est accordée, toutes les autres le sont également.
Avec des condensateurs stables en eux mêmes, l'ensemble est d'une grande stabilité.
Dans l'exemple de la figure, le couplage de l'oscillateur à un circuit récepteur, amplificateur ou autre, est obtenu par le moyen d'un ensemble de résistances R8 et R et du condensateur C6, de façon à ce
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que les tensions oscillantes soient obtenues au point X. Ainsi, pour consti- tuer un instrument de musique donné, comprenant un certain nombre d'oscilla- teurs semblables à celui qui est décrit dans les paragraphes précédents, on peut réunir ensemble tous les points X de tous les oscillateurs, à l'entrée d'un même amplificateur suivi d'un haut-parleur.
Cette disposition a été jugée particulièrement favorable, car en ajustant convenablement les valeurs des résistances telles que R7 et Rg de la figure, il est possible d'une part, d'éviter des couplages gênants entre les oscillateurs et la production d'in- terférences et d'intermodulations indésirables, d'autre part, de régler l'am- plitude des oscillations de chacun des oscillateurs, par rapport aux autres.
Le condensateur C6 de découplage qui devrait être normalement relié directe- ment à la masse dans les oscillateurs classiques de ce type, est ici relié à ladite masse par une résistance R assez faible pour ne pas atténuer nota- blement l'effet du découplage, cette résistance R8 pouvant avoir une valeur sensiblement égale au dixième de R7 qui,par contre,doit être assez forte.
Cependant, sans sortir du cadre de l'invention, on peut utiliser d'autres pro- cédés de couplage entre l'oscillateur et le circuit récepteur, en prélevant les tensions oscillantes dans le circuit de cathode ou dans le circuit de grille.
Cet instrument peut être complété par un dispositif permettant d' obtenir un vibrato réglable, par exemple, au moyen d'une résistance R9, périodiquement variable, disposée à la suite des interrupteurs Il. I2, I3...In, et shuntée par un condensateur. Cette résistance pourra varier entre une valeur voisine de 0 et une autre valeur, qui sera d'autant plus élevée qu'on désire- ra obtenir un vibrato plus marqué. La commande de vibrato sera assurée par tous les moyens appropriés: curseur se déplaçant sur ladite résistance au moyen d'un bouton manoeuvré à la main, ou par une pédale, moteur électrique entrai- nant un frotteur qui glisse sur des plots reliés à des éléments de résistan- ce, etc.
Enfin, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, employer toute lampe à électrodes multiples, telles qu'une lampe à plusieurs grilles, une lampe à écran, ou autre, à la place de la lampe triode qui figure dans l'exemple décrit dans les paragraphes précédents. Dans le cas ou des lampes à plus de trois électrodes sont utilisées, les électrodes supplémentaires sont alimentées conformément aux dispositifs classiques employés dans les montages radio-électriques.
L'oscillateur ainsi réalisé permet de constituer facilement un instrument de musique, tel que celui qui est représenté à titre d'exem- ple non limitatif sur la fig. 2 et qui est limité, sur cette figure, aux qua- tre premières notes de la gamme, do, do, ré, ré#, étant bien entendu qu'en groupant un nombre suffisant de ces oscillateurs,on arrive à créer un ins- trument répondant aux exigences habituelles des musiciens.
Sur cette figure, la lampe L1 peut fournir, avec son circuit oscillant, les notes do et do#, par exemple, tandis que la lampe L2 fournit les notes ré et ré#. Ces nòtes sont émises au moyen des touches Tl, T2, T3, T4 qui ferment les contacts Il, I2, 13, 14 et sont rappelées par les ressorts r1, r2, r3, r4. Les résistances Ra5., Ra7, Rage Rb5, Rb-, Rb9 jouent respectivement le meme rôle que les résistances R5, R7, R9, de la fig. 1. De même, les condensateurs ca4, Cb , Cp Cp correspondent respectivement aux condensateurs respectivement aux condensateurs C4, Op de cette figure. Le système amplificateur haut-parleur est branché entre le point X, commun aux résis- tances Ra7 et Rb7, et la masse.
En ce qui concerne le vibrato décrit plus haut, il est bien entendu que ce dispositif peut être commun à tous les oscillateurs qui en- trent dans un instrument, ou si on le préfère , à un groupe déterminé d'os- cillateurs. On pourra donc prévoir plusieurs types de vibrato pour un même instrument, par exemple, un vibrato pour le grave, un autre pour le médium,
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etc... tous ces dispositifs pouvant être mis en service indépendamment ou au contraire simultanément, par une commande unique.