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APPAREIL SYNTHETISEUR DE MUSIQUEo
La présente invention concerne la synthèse musicale et parti- culièrement des procédés et appareils pour produire tout son déterminée toute combinaison ou toute série de sons.
L'invention a pour buts de procurer : un procédé et un appareil perfectionnés pour produire de la musique synthétique ; un procédé et un appareil perfectionnés pour produire une sé- rie de sons synthétiques sous la commande d'un enregistrement codé conve- nable, comme un rouleau ou une bande de papier perforé; un procédé et un appareil pour sélectionner rapidement des sons d'une gamme musicale en fonction d'un enregistrement codé, et pour dé- terminer, en fonction d'un enregistrement codé, la courbe enveloppe et le spec- tre d'un son choisi., , tionner rapidement d tre d'un un procède et un appareil pour sélectionner rapidement des sons d'une gamme musicale en fonction d'un enregistrement codé et pour déterminer, en fonction d'un enregistrement codé, la montée, la durée et la chute du son choisi, ainsi que son amplitude et son spectre;
un procédé et un appareil pour sélectionner rapidement des sons d'une gamme musicale en fonction d'un enregistrement codé et pour changer une caractéristique d'un son sélectionné pendant qu'il est émis; un procédé et un appareil perfectionnés pour produire un enregistrement sur disque, sur bande, sur film ou autre, en produisant syn- thétiquement et enregistrant la musique voulue ; un procédé et un appareil perfectionnés permettant de faire fonctionner un producteur de musique synthétique dont le débit est exempt de déclics et autres bruits indésirables;
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un procédé et 'un appareil perfectionnés pour produire un eff et de vibrato dans la musique synthétique produite;
un procédé et un appareil perfectionnés pour produire un glis- sement de fréquence ou "portamento" dans la musique synthétique produite.
L'invention sera mieux comprise si l'on commence par signaler quelques unes des possibilités du présent synthétiseur de musique ou pro- ducteur de musique synthétique. Il permet de produire un enregistrement d'un solo de piano qui sonne comme si un bon musicien jouait sur un vrai piano. On peut, en outre, obtenir des effets qu'il est techniquement im- possible à un musicien d'obtenir en jouant du piano.
Le synthétiseur de musique peut être utilisé pour enregistrer de la musique d'orchestre synthétique. En écoutant l'enregistrement, on aura l'impression que celui-ci a été ;réalisé moyen d'un véritable,orches- tre.
Le synthétiseur de musique peut être utilisé pour enregistrer du violon solo, du trompette solo, etc. Il peut aussi être utilisé pour obtenir des effets impossibles à réaliser avec un vrai instrument de musi- que.
Brièvement, dit, ces résultats sont obtenus en partie, en met- tant en cascade dans un canal du synthétiseur plusieurs dispositifsde com- mande des caractéristiques d'un son choisi, et en réglant les divers dispo- sitifs suivant le code d'un enregistrement codé.
Propriétés physigues du son.
Avant de décrire l'invention en détail, il est utile de faire ressortir d'a- bord les propriétés physiques du son, qui sont la fréquence, l'intensité, la forme d'onde et la durée. Les caractéristiques psychologiques du son qui correspondent à ses propriétés physiques sont le ton, la puissance, le timbre, et la durée. Un son musical est une onde sonore capable de pro- duire une sensation auditive de degré ou ton déterminé. Les propriétés d'un son musical sont donc la fréquence, l'intensité, la forme d'onde et la durée. Il est plus facile de décrire les propriétés d'un son musical en termes physiques de fréquence, intensité, forme d'onde, accroissement, durée, affaiblissement et vibrato. Ces propriétés du son musical sont dé- crites ci-après.
A.- Fréquence -Ton.
La fréquence dune onde sonore est le nombre de périodes pro- duites par seconde.
Le ton d'une onde sonore est la correspondance psychologique de la fréquence. Le ton d'un son est la sensation auditive au moyen de' laquelle il est possible de classer les sons en une échelle allant de bas en haut, une gamme musicale par exemple. Le ton dépend principalement de la fréquence de l'excitation.sonore, mais il dépend aussi de la pression du son et de la forme d'onde de l'excitation.
B. Intensité - Puissance.
L'intensité sonore dans un champ sonore, dans une direction déterminée, en un point défini, est l'énergie sonore transmise par unité de temps dans une direction déterminée à travers une surface unité perpen- diculaire à cette direction, au point considéré.
La puissance d'un son est la correspondance psychologique de son intensité. La puissance est la sensation auditive d'intensité au moyen de laquelle il est possible de classer les sons en une échelle allant de faible à fort. La puissance dépend essentiellement de l'intensité de l'exci- tation, mais aussi de la fréquence et de la forme d'onde de cette excita- tion.
C.- Forme d'onde - Timbre.
Une onde sonore complexe est composée de la fréquence fonda-
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mentale et d'harmoniques ou sur-tons.
Une onde sonore complexe peut être analysée en un spectre sonore.
Le timbre dépend principalement du spectre sonore de l'exci- tation, mais aussi de l'intensité et des fréquences du spectre de l'exci- tation.
Au point de vue psychologique, le timbre est la sensation auditive au moyen de laquelle un auditeur est capable de décider que deux sons de même apparence et ayant la même puissance et le même ton, sont di- férents l'un de l'autre.
D.- Montée.
La montée d'un son est le temps nécessaire à un son pour at- teindre une certaine fraction de sa valeur maximum.
E. Durée.
La durée d'un son est le laps de temps pendant lequel ilper- siste.
F. - Chute.;
La chute d'un son est le temps nécessaire pour retomber.à une certaine fraction de son intensité initiale.
G- Vibrato.
Le vibrato consiste en une modulation complexe du son compre- nant soit de la modulation de fréquence, soit de la modulation d'amplitu- de, soit de la modulation de la forme d'onde, soit les trois réunis.
Au point de vue psychologique, le vibrato consiste en une va- riation périodique du ton, de la puissance, du timbre ou des trois réunis.
Description générale du synthétiseur.
Tout ton musical peut être produit synthétiquement si le syn- thétiseur a les possibilités suivantes : un moyen pour produire tout son ayant une fréquence fondamentale comprise dans la gamme des audio-fréquen- ces; un moyen pour produire un son ayant -n'importe quelle structure harmo- nique ; un moyen pour produire un son ayant n'importe quelle caractéristi- que de montée,, de durée ou de chute, un moyen pour changer la structure harmonique à tout moment ; moyen pour changer l'intensité d'un son à tout moment ; un moyen pour introduire un vibrato ; moyen pour produire un portamento ou aire glisser un son d'une fréquence à une autre ; moyen pour permettre de s'écarter de la régularité.
Suivant une forme d'exécution préférée de l'invention, les possibilités précitées sont prévues dans un système électronique capable de produire synthétiquement tout son pouvant être donné par un instrument de musique.
Dans le cas des instruments de musique ordinaires, le musicien est limité à l'emploi de ses dix doigts et de ses deux pieds pour les dif- férentes opérations à faire. Le synthétiseur de la présente invention n'im- pose pas cette limitation.
Suivant une forme d'exécution préférée de l'invention, chaque note individuelle est produite synthétiquement sous la commande d'un rou- leau de papier perforé ou d'un autre enregistrement codé convenable. Le produit du synthétiseur, sous la commande du rouleau de papier perforé pré- cité, peut consister, par exemple, en musique de violon ou de trompette.
Dans ce cas, que la sortie du synthétiseur soit entendue directement ou enregistrée, quoiqu'on puisse se contenter d'un seul canal de synthèse, on utilise, de préférence, deux canaux,de synthèse qui peuvent produire des notes alternativement ou se chevaucher, comme cela sera expliqué plus loin. Si la sortie directe (non enregistrée) du synthétiseur consiste en
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musique de piano ou d'orchestre, par exemple, le nombre de canaux de synthè- se est beaucoup plus grand.
Il semble probable que l'application principale du synthéti- seur électronique de la présenge invention, sera la production d'enregistre- ments de phonographe ; ce cas, un double canal de synthèse suffit.
On peut enregistrer, par exemple, la musique de tout un orchestre sur un disque de phonographe, en enregistrant successivement la musique des diffé- rents instruments produite par le synthétiseur et en réenregistrant ensuite.
De nême, on peut enregistrer de la musique de piano ou d'orgue, et ajouter, par enregistrements successifs, des notes, d'instruments à cordes par exem- ple, qui accompagnent l'instrument principal.
Le terme "enregistrement codé" utilisé ici est relatif à tout dispositif d'emmagasinage avec informations de commande. L'enregistrement codé peut consister en un ou plusieurs films photographiques ou en une ou plusieurs bandes magnétiques comportant des informations de commande. Les termes "contact et relais de commutation" comprennent tous les types de commutateurs connus, sans être limités aux types mécaniques.
D'autres buts, particularités et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description donnée ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est un schéma d'une forme d'exécution de l'inven- tion.
Les figures 2a et 2b sont des schémas de connexion qui, mis bout à bout, représentent plus en détail un des canaux de synthèse musicale de la figure 1.
La figure 3 est un schéma de circuit d'un diapason convenable pouvant être utilisé avec les appareils des figures 1 et 2a.
La figure 4 est un schéma de circuit d'un générateur de -bruit apériodique ou de souffle qui peut être compris dans l'appareil des figures 1 et 2a.
La figure 4a est un schéma d'un relais à tube à vide pouvart remplacer le dispositif à relais mécanique de la figure 2a.
La figure 4b est un schéma de circuit d'une modification qui peut être apportée au circuit de la figure 4a.
La figure 5 est un schéma de connexion des circuits à octaves des figures 1 et 2a..
La figure 6 est un schéma de circuit des dispositifs de forme d'enveloppe et de commande de canal représentés aux figures 1 et 2b.
La figure 6a donne un groupe de graphiques servant à l'expli- cation du fonctionnement du dispositif de forme d'enveloppe et de comman- de de canal représenté à la figure 5.
La figure 6b est un schéma de connexions donnant une variante pour une partie du circuit de forme d'enveloppe et de commande de canal.
La figure 7 est un schéma de circuit d'un maître-dispositif de commande de volume pouvant être utilisé dans l'appareil de la figure 1.
Les figures 7a et 7b. sont des schémas de connexion de deux formes d'exécution de particularités de l'invention, représentant chacun un circuit de forme d'enveloppe et de commande de canal et une commande de volume réunis en un seul dispositif.
La figure 7c donne des graphiques servant à expliquer le fonc- tionnement du circuit de la figure 7b.
La figure 8 donne le spectre d'une onde en dent de scie.
Les figures 9 et 10 sont des graphiques montrant l'effet, sur
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le spectre d'une onde en dent de scie, de filtres passe-haut et passe-bas . respectivement.
La figure 11 donne le circuit d'un filtre à résonnance, du - type pouvant être utilisé dans la commande de spectre des figures 1 et 2b.
La figure 12 donne des graphiques montrant les caractéristi- ques de réponse en fréquence d'un filtre résonnant pour différents régla- ges.
La figure 13 est un graphique montrant les effets, sur un spec- tre de dent de scie, d'une combinaison de filtres échantillons de la com- mande de spectre.
La figure 14 est le schéma d'un circuit de compensation pouvant être utilisé dans la commande de spectre.
La figure 15 donne des graphiques servant à expliquer le fonc- tionnement à canal double du synthétiseur de la figure .1.
La figure 16 est un schéma de connexion du dispositif de glis,- sement de fréquence ou de portamento représenté à la figure 1.
La figure 16a est un schéma de circuit du fréquence mètre re- présenté à la figure 16.
Les figures 16b et 16c sont des schémas de circuit de diffé- rents filtres pouvant être utilisés dans le dispositif de glissement de fréquence de la figure 16.
La figure 16d donne un groupe de graphiques servant à l'expli- cation du fonctionnement du dispositif de glissement de fréquence.
La figure 17 est un schéma du circuit du dispositif de vibrato représenté à la figure 1.
Les figures 17a et 17b sont des graphiques servant à l'expli- cation du fonctionnement du dispositif de vibrato.
La figure 17c est un schéma de circuit d'un aiguillage de re- lais, à relais de blocage, servant à réduire au minimum le nombre de perfo- rations de code nécessaires dans un rouleau de papier d'enregistrement.
La figure 17d est une vue d'une partie d'un rouleau de papier d'enregistrement, montrant la perforation des trous de code utilisés avec le circuit de la figure 17c.
La figure 18 est une vue en perspective du "mécanisme automa- tique" comprenant le tambour d'enroulement du rouleau de papier et les com- mutateurs à contacts, ainsi que le dispositif perforateur.
La figure 19 est une vue en plan du mécanisme automatique re- présenté à la figure 18.
La figure 20 montre l'extrémité de droite, vue suivant la fi- gure 19, du mécanisme automatique.
La figure 21 est une vue fragmentaire d'une partie du mécanis- me automatique de la figure 19.
La figure 21a est une vue de profil d'une forme préférée de balai de contact utilisé dans le mécanisme automatique.
La figure 21b est une vue d'une lame de balai.
La figure 21c donne les dimensions relatives du balai et des trous perforés dans le rouleau de papier.
La figure 22 montre un bout d'enregistrement sur rouleau de papier codé, utilisé pour actionner le prqducteur de musique synthétique représenté à la figure 1.
La figure 22a reproduit en écriture normale, la phrase musi-
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cale reproduite en code sur l'enregistrement de la fig. 22.
La figure 23 est une vue en perspective du système complet de la présente invention tel qu'utilisé pour produire des enregistrements de phonographe ; La figure 24 est une vue en perspective d'un ensemble de réenregistrement servant à la production d'un enregistrement de phonographe final, conformément à la présente invention.
Sur les différentes figures, les mêmes éléments portent les mêmes références.
Une forme d'exécution déterminée de l'invention sera décrite maintenant à titre d'exemple, en se référant surtout,aux figures 1, 2a et 2b. Les figures 2a et 2b représentent, plus en détail, un seul canalde synthèse de la figure 1.
Les sources de fréquences.
Sur les figures 1 et 2a,les sources de fréquence de signal, comme des diapasons, sont représentées par le rectangle 50. Sur la figu- re 2a, chaque source ou diapason est représentée par un rectangle qui por- te la fréquence approximative du diapason en cycles par seconde. Le rec- tangle 50 de la figure 2a comprend aussi une source de bruit apériodique ou de souffle, marquée "souffle" et utilisée pour la reproduction synthé- tique des sons comme ceux produits par un tambour à timbre, par exemple.
Le rectangle 50 comprend en outre un mélangeur pouvant être utilisé pour mélanger les sorties de tous les diapasons ou de tout nombre voulu de dia- pasons et obtenir des effets spéciaux. Tous les diapasons ou certains d'entre eux peuvent être connectés au mélangeur, pour obtenir certains ef- fets.
Les sorties des douze diapasons représentés à la figure 2a correspondent aux douze notes de la gamme tempérée. On peut utiliser, au lieu des diapasons, des roues toniques, des oscillatèurs, ou toute autre source de signaux convenable.
La figure 3 donne un exemple de diapason convenable servant à tenir une fréquence exacte. Il est possible de maintenir la fréquence fondamentale avec une précision meilleure que 1 dans 10-4. La source com- prend un diapason 51 avec un enroulement de commande 52 et un enroulement de captation 53. Ce dernier applique le signal du diapason à l'entrée d'un tube amplificateur 54. Ce signal est amplifié et appliqué au tube amplificateur 56 qui alimente, par une capacité 57, l'enroulement de com- mande 52 qui entretient les oscillations dù diapason.
De la contre-réaction est prévue, afin d'obtenir une onde sinusoïdale de forme plus parfaite. Le retour se fait de l'anode du tube 56, par le condensateur 57, la résistance 58 et le fil 59, à la cathode du tube 5±ce
La sortie du diapason est prélevée à l'anode du tube 56, en- voyée dans un filtre de nettoyage, accordée de façon précise sur la fré- quence voulue, 739 cycles par seconde par exemple, de manière à éliminer toute composante de fréquence indésirable introduite par l'imperfection du diapason et du circuit associé.
Un circuit convenable de production de bruit apériodique ou de souffle est représenté à la figure 4. Il peut comprendre un tube à gaz 63 et un amplificateur 64 pour amplifier le bruit produit dans le tube à gaz.
L'aiguillage à relais.
Comme le montrent les figures 1 et 2a, un dispositif de com- mutation binaire ou aiguillage à relais 71 est utilisé pour connecter tout diapason voulu à l'entrée d'un dispositif à octaves 72. En utilisant un dispositif de commutation binaire en combinaison avec un enregistrement
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codé comme un rouleau de papier perforé, on peut réduire considérablement le nombre de contacts requis dans l'enregistrement code. @
Comme les figures 1, 2a et 2b le montrent, un rouleau de papier perforé 73 passe entre les balais ou points de contact numérotés de 1 à 36 inclusivement et un rouleau métallique de contact et d'entrai- nement 74 muni à chaque extrémité de dents.
Quand un trou pratiqué dans le rouleau de papier se présente sous un balai, une bobine de relais re- liée à ce balai est excitée et attire les armatures de relais correspon- dantes.
Par exemple, à la figure 2a, les balais 1, 2 et 4 sont en con- tact avec le rouleau 74 et les bobines de relais associées la, 2a et 4a, ont attiré les armatures correspondantes. On remarquera que le fil de sor- tie 76 de l'aiguillage à relais 71, suite au codage du rouleau, de papier, est connecté au diapason de 1318 cycles par seconde.
On constatera que les bornes d'entrée de l'aiguillage à relis
71 sont marquées (o) à (15) inclusivement, en correspondance avec les trous de codage dans le rouleau de papier qui connectent une borne d'entrée dé- terminée au fil de sortie 76. Dans le système binaire, les balais 1, 2,3 et 4 qui commandent l'aiguillage à relais 71 correspondent respectivement aux nombres 1, 2, 4 et 8. Dans l'exemple représenté, le code détermine le nombre d'entrée (11), puisque 1 4 2 + 8 = 11. Avec un système de codage de ce genre, il est relativement simple de coder un rouleau de papier con- formément à un morceau de musique déterminé.
Il faut noter que les balais 1, 2,3 et 4 peuvent être connec- tés respectivement aux bobines de relais 4a, 3a, 2a et la, au lieu d'être connectés comme indiqué. Dans ce cas, les bornes d'entrée de relais ne seront pas numérotées (0) à (15) de haut en bas, Les deux dispositions conviennent.
La description ci-dessus montre qu'avec un code à quatre trous, il est possible de connecter n'importe' lequel des diapasons au dis- positif à octaves 72. La source de souffle peut aussi être connectée au dispositif à octaves 72, moyennant le codage voulu du rpuleau de papier.
Dans le présent exemple, ce codage correspond à la mise en contact avec le rouleau 74, des balais 2,3 et 4, puisque ceux-ci correspondent aux nom- bres binaires 2, 4 et 8 qui font 14. Il faut noter que le générateur de souffle est connecté à la borne d'entrée (14).
Avec le générateur de souffle placé dans le circuit comme la figure 2a le montre, le rouleau de papier sera ordinairement codé de façon à connecter le générateur de souffle au dispositif à octaves, chaque fois qu'un son ou qu'une note est joué. C'est à-dire qu'un sillon spécial d'en- registrement phonographique sera prévu pour le souffle seul.
Le dispositif à octaves a un effet particulier sur le débit de souffle qui sera exposé plus loin. Comme on le verra, il est parfois utile d'employer le générateur de souffle sans envoyer celui-ci à travers le dispositif à octaves, ce qui est peut être le moyen le plus indiqué d'utiliser le souffle. Un générateur de souffle connecté de la-manière voulue à cet effet est représenté à la figure 1, en 77.
Il va de soi qu'on peut utiliser d'autres arrangements de relais que celui représenté. Par exemple, l'aiguillage à relais symétrique peut être utilisé. Ou bien les relais binaires peuvent être remplacés par des relais tertiaires, et ainsi de suite.
De même -les relais mécaniques peuvent être remplacés par des relais à tubes à vide. Par exemple, la figure 4a représente un aiguillage de relais à tubes à vide.
Dans l'exemple représenté, l'aiguillage de relais à huit bor- nes d'entrée. Il comprend un premier groupe de quatre tubes relais 60, 60a, 60b et 60c. Ce groupe correspond à la bobine de relais 2a et-aux con-
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tacts correspondants, à la figure 2a. Il comprend un second groupe de re- lais 65 et 65a et un relais final 70. Tous ces relais sont semblables au relais 60 qui est représenté en détail.
Le relais 60 comprend deux tubes à vide Tl et T2 à circuit de sortie commun. Leurs grilles de commande sont reliées respectivement aux bornes d'entrée (0) et (1). Les fils d'entrée comprennent des conden- sateurs de couplage. En fonctionnement, il y a l'un ou l'autre tube qui laisse passer le signal. Les deux tubes à vide sont couplés en courant continu. Il va de soi que les batteries d'alimentation anodique et de po- larisation indiquées peuvent être remplacées par un diviseur de tension à prises.
La polarisation de la grille du tube Tl est appliquée par une batterie de polarisation à travers les résistances 75 et 75a. Une partie de la polarisation de grille du tube Tl est produite par une résistance de cathode. La polarisation de la grille du tube T2 est appliquée à tra- vers une résistance 80. Si le tube Tl est conducteur, la chute de tension dans la résistance 80,ajoutée à la polarisation dueà la résistance de cathode, suffit à mettre le tube T2 au cut-off et à l'empêcher de passer le signal- Si le tube Tl n'est pas conducteur, il n'y a pas de chute de tension aux bornes de la résistance 80, et le tube T2 laisse passer tout signal appliqué à la borne d'entrée (o).
Que le tube Tl conduise ou non, dépend du fait que le point de jonction des résistances 75 et 75a est mis à la terre ou non. Si ce point n'est pas à la terre, la polarisation appliquée par la batterie de polarisation est suffisante à mettre le tube Tl au cut-off, qui ne laisse pas passer de signal. Si le dit point est à la terre, la résistance de grille 75a est connectée à la cathode du tube Tl, et celui-ci devient con- ducteur, laissant passer tout signal appliqué à la borne d'entrée (1).
Le relais 60 peut être commuté de manière à passer l'une en- trée ou l'autre, en reliant le point de jonction des résistances 75 et 75a à un balai qui fera contact avec le rouleau 74(mis à la terre dans ce cas) quand un trou perforé dans le rouleau de papier 73 se présente sous le ' balai.
Comme la figure 4a, le montre, les relais 60, 60a, 60b et 60c ont des points de jonction correspondants, tous connectés au même balai.
Dans l'exemple représenté, tous ces points de jonction sont mis à la terre par un trou de codage et ce groupe de quatre relais est commuté de façon à laisser passer les signaux des bornes d'entrée (1), (3), (5) et (7).
Le fonctionnement des autres relais 65, 65a et 70 ressort clai- rement de la description précédente. Les relais 65 et 65a correspondent évidemment à la bobine de relais 3a et à ses contacts associés de la figure 2a. Le relais 70 correspond à la bobine de relais 4a et à ses contacts associés de la figure 2a.
L'aiguillage à relais de la figure 4a peut être réglé de ma- nière qu'il ait un gain unité ou de manière qu'ily ait amplification.
La figure 4b montre une partie d'un relais à tube, comme un relais 60, modifiée de manière à produire une commutation moins brutale d'un tube relais à l'autre, comme par exemple du tube T2 au tube Tl. Cette modification consiste en l'insertion d'un filtre ou circuit à résistance- capacité dans le circuit d'entrée du tube Tl. Il comprend une résistance 85 intercalée entre les résistances 75 et 75a et un condensateur 90 connecté entre le point de jonction des résistances 75 et 85 et la cathode du tube Tl.
Quand le conducteur relié au balai n'est pas à la terre, le condensateur 90 se charge à la tension de la batterie de polarisation et le tube Tl est au cut-off . Quand ce fil est à la terre, la charge du con- densateur 90 s'écoule à une vitesse qui dépend des valeurs de ce condensa- teur et de la résistance 85. La commutation du tube T2 au tube Tl peut
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donc se faire à vitesse contrôlée. De même, quand la terre est supprimée sur le conducteur du balai, le condensateur 90 se charge à une vitesse dé- terminée et le tube Tl n'est pas mis au cut-off brusquement. De préféren- ce, tous les tubes relais de l'aiguillage comportent un filtre à résistan- ce-capacité de ce genre.
Un filtre peut être inclus dans chaque relais individuellement, comme représenté, ou bien un seul filtre est placé dars le fil de balai commun à chaque groupe de relais, aux points X de la figure
4a. Les figures 4a et 4b donnent, à titre d'exemple, le type de tube, les tensions et les valeurs des éléments de circuit en microfarads, milliers d'ohms et mégohms.
Le dispositifà octaves.
Le dispositif à octaves 72 sert à produire une note choisie dans toute octave voulue dans la gamme du synthétiseur. Dans le circuit déterminé représenté à titre d'exemple, le dispositif à octaves comprend à la fois des circuits diviseurs et multiplicateurs. Le dispositif à octaves peut comprendre uniquement des diviseurs ou uniquement des multi- plicateurs, surtout si on sélectionne plusieurs sources de signaux de fré- quences différentes. L'invention n'est évidemment pas limitée aux circuits multiplicateurs ou diviseurs particuliers utilisés.
Il faut remarquer en premier lieu que chaque sortie d'un dis- positif à octaves est une ônde en dent de scie. Une onde en dent de scie convient très bien parce qu'elle est riche en tous harmoniques de la fré- quence fondamentale. Des sorties ayant d'autres formes d'onde peuvent ê- tre utilisées. Par exemple, pour la fabrication synthétiques des sons de certains-instruments, il peut être utile d'employer une forme d'onde à har- moniques impairs seulement, une onde rectangulaire par exemple, ou une for- me d'onde à harmoniques pairs seulement.
Comme les figures 2a et 5 le montrent spécialement, le fil 76 applique le signal choisi à un circuit d'écrêtage 78 du dispositif à octa- ves 72. L'écrêteur 78 peut consister en deux tubes à vide en cascade pola- risés de façon que l'un coupe le sommet et l'autre la base de l'onde appli- quée. On .écrête ainsi une onde sinusoïdale appliquée en une onde en sub- stance rectangulaire.
La sortie de l'écrêteur 78 est reliée à un canal diviseur de fréquence comprenant les diviseurs de fréquence 81, 82, 83, 84 et 86, qui divisent chacun par deux. Elle est aussi reliée à un canal de multiplica- tion de fréquence comprenant les multiplicateurs de fréquence 87 et 88, qui multiplient chacun par deux. La sortie de l'écrêteur 78 est aussi re- liée à un circuit de forme 89 qui lui donne une forme'codent'de' scie, sans division ni multiplication de fréquence,
Les sortïes des diviseurs sont envoyées à des circuits de for- me 91,92, 93, 94 et 96 pour produire des ondes en dent de scie ayant des fréquences de répétition ou fondamentales égales aux fréquences de sortie des diviseurs.
Les multiplicateurs de fréquence 87 et 88, après multiplication par deux, alimentent des circuits de forme compris dans les rectangles 87 et 88, pour produire des ondes en dent de scie ayant des fréquences de ré- pétition égales aux fréquences multipliées. Un circuit d'écrêtage 85 est inséré entre les deux multiplicateurs pour convertir l'onde en dent de scie en une onde rectangulaire.
On remarquera que le dispositif à octaves 72 à huit sorties en dent de scie, de sorte que toute note sélectionnée par l'aiguillage à relais 71 puisse être jouéedans l'une quelconque des huit octaves.
La sélection d'octave . est effectuée par un second aiguillage à relais 97 semblable à l'aiguillage 71 sauf que le seizième relais de con- tact et sa bobine associée, correspondant à la bobine la, sont omis, puis- qu'il ne faut que huit bornes d'entrée. L'aiguillage 97 est commandé par les balais 5,6 et 7 associés à un codage de trois trous de perforation
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dans le rouleau de papier;
Les sorties en dent de scie du dispositif à octaves sont en- voyées, comme représenté, à l'aiguillage à relais 97, l'onde en dent de scie de la fréquence la plus basse étant appliquée à la borne d'entrée (1), celle de la fréquence suivante à la borne d'entrée (2), et ainsi de suite jusqu'à la fréquence la plus proche de la fréquence la plus élevée inclu- sivement, reliée à la borne d'entrée (7). Dans l'exenple donné, l'onde en dent de scie de la fréquence la plus élevée est connectée à la borne d'entrée (0). Il va de soi que les sources de fréquences, de la plus basse à la plus élevée, ;peuvent être reliées dans cet ordre aux bornes (0) à (7) respectivement.
Comme la figure 5 le montre, les diviseurs de fréquence peu- vent être des multivibrateurs, comme indiqué au bloc 81, qui donnent une onde de sortie rectangulaire. Le multivibrateur ou circuit MV est classi- que et ne demande pas de description détaillée. On peut noter que le con- densateur de couplage 98 et la résistance anodique commune 99 différenciait l'onde rectangulaire appliquée en une impulsion étroite de déclenchement qui est appliquée au multivibrateur.
Pour obtenir une onde en dent de scie, plusieurs circuits générateurs d'ondes en dent de scie peuvent convenir. Le circuit de forme utilisé dans le dispositif à octaves décrit ici, est représenté en détail dans le rectangle 89. Il comprend un condensateur 101 qui se charge len- tement à travers une résistance anodique 102 et se décharge brusquement à travers un tube à vide 103.
Le tube 103 est mis au cut-off par une tension positive appli- quée à sa cathode. Le condensateur 101 se décharge sous l'influence des impulsions positives obtenues par différenciation des ondes rectangulaires du circuit d'écrêtage 78. Le condensateur 104 et la résistance 106 consti- tuent un circuit différentiateur.
Ce qui précède montre que chaque circuit de forme produit une onde en dent de scie ayant la même fréquence fondamentale que l'onde rec- tangulaire appliquée au circuit.
L'onde en dent de scie apparaissant aux bornes du condensateur 101 du circuit de forme 89, est envoyée vers un fil de sortie, à travers un circuit à large bande laissant passer pratiquement toutes les fréquences constituant l'onde en dent de scie. Ce circuit comprend un tube à cathode asservie 107 dont l'entrée est reliée, en continu, à l'armature côté plaque du condensateur 101. Les tubes 103 et 107 sont classiquement couplés entre eux de manière à maintenir les réponses haute et basse fréquences.
Un multiplicateur et un circuit,de forme déterminés sont re- présentés dans le rectangle 87 de la figure 5, simplement dans le but de donner un exemple de circuits convenables.
Le multiplicateur de fréquences comprend les tubes à vide 108 et 109 avec une résistance anodique commune 111. Les cathodes des tubes 108 et 109 sont assez polarisées positivement pour ne laisser passer que des impulsions positives.
Les impulsions d'entrée appliquées aux grilles des tubes 108 et 109 sont les impulsions obtenues par différenciation de l'onde rectangu- laire sortant de l'écrêteur 78. Cette onde rectangulaire est différentiée par le condensateur 112 et la résistance 113 dans le circuit d'entrée d'un tube amplificateur 114. Des impulsions de différenciation de polarité op- posée sont appliquées par l'anode du tube 114 à la grille du tube 108.
Des impulsions de différenciation sans changement de polarité sont appli- quées par la cathode du tube 114 à la grille du tube 109. Un signal de fréquence double apparaît donc dans la sortie commune des tubes 108 et 109.
Les tubes 108 et 109 remplissent un double rôle, puisqu'ils servent aussi de circuit de décharge a un condensateur 116 aux bornes du-
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quel une onde en dent de scie apparaît. Le condensateur 116 est chargé relativement lentement à travers la résistance d'anode 111 et se déchar . rapidement à travers les tubes 108 et 109 alternativement, produisant ain- si des dents de scie. La cadence de répétition de la dent de scie est dou= ble de celle de l'onde rectangulaire 78 et de l'onde en dent de scie du circuit de forme 89.
L'onde en dent de scie du condensateur 116 est appliquée à un tube à cathode asservie 117 par un circuit de couplage en courant con- tinu qui peut être le même que celui utilisé dans le circuit de forme 89.
La sortie du tube 117 est appliquée à un fil de sortie 118.
La sortie en dent de scie du.tube 117 est aussi envoyée au circuit écrêteur 85 de manière à obtenir une onde rectangulaire appliquée au circuit multiplicateur et de forme 88. Ce circuit 88 multiplie par 2 et peut être le même que le circuit 87 multiplicateur et de forme.
Les fréquences de dent de scie fondamentales qui peuvent être obtenues à la borne de sortie du dispositif à octaves sont présentées ci- après dans un tableau., avec le code de diapason et le code d'octave corres- pondants. Ce tableau donne aussi la note correspondante,. et, en termes de musique d'orgue, l'octave basée sur la longueur du tuyau d'orgue, ainsi que les touches correspondantes du clavier du piano.
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Dispositif de forme d'enveloppe et de commande de canal.
Le dispositif de forme d'enveloppe et de commande de canal représenté en 121 règle la montée, la durée, et la chute de la note-ou du signal passant dans le canal de synthèse. Il remplit un double rôle : donne sa forme à l'enveloppe du signal et il ouvre et ferme le canal de synthèse.
La sortie de l'aiguillage d'octave 97 peut être envoyée au dispositif de forme d'enveloppe et de commande de canal, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un dispositif de glissement de fréquence ou por- tamento 122, à l'aide d'un inverseur double 123 qui intercale ce dernier dispositif, quand il est mis en position "haut" (voir fig. 1). Le dispcs i- tif de portamento et son utilisation seront'décrits plus loin. Quand l'in- verseur 123 se trouve en position "bas", l'aiguillage d'octave est direc- tement relié au dispositif de forme d'enveloppe et de commande de canal.
C'est le cas représenté aux figures 2a et 2b.
Il faut remarquer qu'on peut ouvrir l'interrupteur 123 et fer- ' mer l'interrupteur 124 de manière à envoyer la sortie du générateur de souf- fle 77, au lieu de la sortie du dispositif à octaves, au dispositif de for- me d'enveloppe et de commande de canal 121.
Le dispositif 121 sera décrit maintenant en se référant aux figures 1, 2b et 6. Comme les figures 1 et 2b le montrent, le dispositif de forme d'enveloppe et de commande de canal 121 est commandé par un aiguil-
EMI14.1
lage à relais 126 semblable à l'aiguillage 7 2ànèxèmprèprésent '.i.il$aé. l6Sest'càmmandé,arl'ss3r3.ai-s W2 13 ti'14,. as'sociés a.un co- dage à trois trous de perforation dans le rouleau de papier.
Le dispositif de forme d'enveloppe et de commande de canal 121 comprend un amplificateur 127 avec des circuits de polarisation ou de déblocage associés commandés par le rouleau de papier codé. Ces circuits de polarisation sont représentés simplifiés à la figure 2b et plus en détail à la figure 6.
L'amplificateur 127 est normalement bloqué en étant polarisé au-delà du cut-off, de sorte qu'aucun signal ne passe dans le canal de synthèse, aussi longtemps que l'amplificateur ne reçoit pas de signal de déblocage. La forme du signal de déblocage est déterminée par le circuit de polarisation déterminé choisi par l'aiguillage 126. En outre, la forme de l'enveloppe du signal est déterminée par la forme du signal de débloca- ge.
Il est utile de signaler ici que, dans la forme d'exécution préférée du synthétiseur, le rouleau de papier est codé de façon que tous les éléments du canal de synthèse soient prêts avant le déblocage de l'an- plificateur 127. On évite ainsi la présence de déclics et autres bruits dans la sortie finale. Ceci sera étudié plus en détail lors de la descrip- tion du fonctionnement à double canal de synthèse.
La figure 2b représente un circuit de déblocage simplifié à quatre circuits de forme commandés par le rouleau de papier codé. Le cir- cuit de déblocage comprend un condensateur 128 avec, à ses bornes, une bat- terie 129 et une résistance'131 en série. Le condensateur 128 se charge donc à la tension de la batterie 129. Le côté négatif du condensateur 128 est connecté aux grilles de commande de l'amplificateur (fig. 6). La tension négative aux bornes du condensateur 128 suffit à bloquer l'ampli- ficateur, aussi longtemps que le condensateur est chargé à la tension plei- ne de la batterie.
L'amplificateur 127 est débloqué suivant le codage du rouleau de papier, en connectant un circuit de décharge choisi aux bornes du con- densateur 128. La figure 2b représente les quatre circuits de décharge suivants : un circuit allant de la borne supérieure du condensateur 128, par une partie importante de la résistance 131, un fil 132, l'aiguillage 126 et un fil 133 à la borne inférieure du condensateur 128; un circuit
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allant du condensateur 128 par une plus petite partie de'la résistance 131, un fil 134, l'aiguillage 126 et le fil 133 au condensateur 128'; un circuit allant du condensateur 128 par une partie encore plus petite de la résis- tance 131, un fil 136, l'aiguillage 126 et le fil 133 au condensateur 128;
et un circuit allant du condensateur 128, par un circuit résistance-capaci- té 137, un fil 138, l'aiguillage 126 et le fil 133 au condensateur 128.
Il faut remarquer que la borne d'entrée (0) de l'aiguillage à relais 126 n'est connectée à aucun circuit de décharge de condensateur.
C'est pourquoi, lorsqu'aucun trou ne se présente sous les balais 12,13 et 14, le condensateur 128 est pleinement chargé et l'amplificateur 127 est bloqué.
A la figure 2b (et à la figure 6) les fils 132,134, etc. sont connectés ou représentés connectés à certaines bornes d'entrée de re- lais déterminées. Ces connexions sont étudiées plus loin dans le chapitre "Ordre de marche des relais du circuit de forme et de commande de canal".
La figure 2b représente le cas où le code détermine le nombre d'entrée de relais (3). On remarquera que le premier et le second contacts de commande (balais 12 et 13) font court-circuit à travers des trous de code dans le papier..Le compte binaire donne 1 + 2 = 3, et la borne d'en- trée (3) est connectée à la sortie du relais, comme représenté. Dans l'exem- ple représenté, comme le fil 134 est connecté à la borne d'entrée (3), les deux parties de droite de la résistance 131 (voir fig. 2b) sont mises aux bornes du condensateur,128. Le condensateur se décharge donc à une vitesse intermédiaire. Il se décharge plus lentement, si le code détermine la bor- ne d'entrée (1) et plus rapidement s'il détermine la borne d'entrée 5.
Ce qui précède montre que le canal de synthèse est bloqué par le blocage de l'amplificateur 127, jusqu'au moment où des trous de code se présentent sous les balais 12,13 ou 14. Quand des trous de code se présentent sous un ou plusieurs de ces balais, un circuit de décharge déterminé est mis aux bornes-du condensateur 128 qui commence à se déchar- ger. Quand il se décharge, la polarisation des grilles de l'amplificateur 127 (fig. 6) devient moins négative, l'amplificateur 127 se débloque et son gain augmente jusqu'à valeur maximum, valeur atteinte quand le conden- sateur 128 est entièrement déchargé.
Qàand les trous quittent les balais 12, 13 et 14, la borne d'entrée (0) est mise en circuit et il n'y a plus de circuit de décharge aux bornes du condensateur 128. Celui-ci commence à se charger et continue jusqu'à atteindre la pleine tension de la batterie 129. A un certain mo- ment avant la pleine charge, l'amplificateur 127 est ramené au cut-off et bloqué.
Le circuit à décharge 137 peut être utilisé pour la reproduc- tion synthétique de musique d'un instrument à percussion comme le piano.
Ceci sera expliqué dans la description suivante de la figure 6.
La figure 6 donne, à titre d'exemple, un circuit convenant pour l'amplificateur 127. Il comprend une paire de tubes à vide 141 et 142, qui peuvent être deux pentodes montées en push-pull. Le signal d'en- trée de l'amplificateur est appliqué, à travers un tube inverseur de pola- rité 143, à la troisième grille du tube 141. Le signal d'entrée est aussi appliqué ; par un fil 144, à la troisième grille du tube 142,
Le gain des tubes 141 et 142 est réglé par application de la tension négative de polarisation du condensateur 128 aux premières grilles des dits tubes, à l'aide d'un fil 146. Les pentodes 141 et 142 se caracté- risent par un gain varient suivantle logarithme de la polarisation appli- quée à leurs premières grilles.
Il va de soi qu'on peut utiliser d'autres connexions de signal d'entrée et de polarisation que celles représentées. Par exemple, le signal d'entrée peut être appliqué.à la première grille de chaque pentode et la tension de polarisation peut être appliquée à la troisième grille de chaque
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pentode. Ou bien, la grille de suppression peut être connectée à la cathode et jouer le rôle de suppresseur, le signal d'entrée et la polarisation étant appliqués tous deux à la grille de commande,
On peut préférer aux pentodes, un tube convertisseur pentagrille comme la 6BE6. Dans ce cas, la tension de polarisation peut être appliquée à la première grille et le signal d'entrée à la troisième.
Ces remarques concernant pentodes et convertisseuses pentagrilles s'appliquent aussi aux circuits des figures 7, 7a, 7b et 17.
Le circuit de co m mande de polarisation comprenant le condensa- teur 128 est fondamentalement le même que celui de la figure 2b. La diffé= rence principale entre les deux circuits consiste en deux diodes 147 et 148 pour rendre la montée et la descente de la tension de polarisation plus li- néaires. Avant de décrire ceci, certains détails du circuit seront donnés.
Pour simplifier la description, des tensions déterminées sont présentées à titre d'exemple.
Sur la figure 6, il n'y a pas de batterie 129; il y a une sour- ce convenable de courant continu indiquée par + 250 volts et-105 volts aux extrémités opposées d'un potentiomètre composé des résistances 151, 152, 153, 154 et 156 en série. Le point de jonction des résistances 152 et 153 est mis à la terre.
La borne inférieure du condensateur 128 est reliée par un cur- seur à un point sur la résistance 154 qui se trouve à + 20 volts. La borre supérieure du condensateur 128 est connectée par une résistance 131 et une résistance variable 157 à l'extrémité-105 volts du potentiomètre. Le conden- sateur 128 se charge donc de façon à bloquer l'amplificateur 127. La vites- se de charge peut être variée en réglant la résistance 157.
Les circuits de décharge sont ceux décrits précédemment. Ce- pendant deux circuits de décharge supplémentaires sont représentés, l'un connecté par un fil 158 à la borne d'entrée (7) de l'aiguillage à relais - 126 et l'autre comprenant un circuit résistance- capacité 159, semblable au circuit 137 mais avec d'autres valeurs, qui est connecté à la borne d'entrée (6) .
Des condensateurs supplémentaires 161 et 162 peuvent être com- mutés en 163 et 164. On peut ainsi mettre l'un ou l'autre ou les deux conden- sateurs supplémentaires en parallèle avec le condensateur 128. Ceci pernet de commander la vitesse de montée ou d'accroissement de l'impulsion de déblo- cage de l'amplificateur. Ceci permet aussi de commander la vitesse de chute ou de décroissance de l'impulsion de déblocage, en plus de la commande due au réglage de la résistance 157.
La fonction des diodes 147 et 148 sera décrite maintenant.
On remarquera que la cathode de la diode 148 est mise à la terre et que son anode est connectée à la borne supérieure du condensateur 128. La borne inférieure du condensateur 128 se trouve à + 20 volts par rapport à la terre.
On suppose que le condensateur 128 a sa .charge maximum de 50 volts (déterminée par la diode 147 comme expliqué plus tard) et qu'un cir- cuit de décharge est fermé ; parexemple le rouleau de papier codé fait que l'aiguillage de relais 126 connecte le fil 132 au fil de sortie 133. Le condensateur 128 commence à se décharger, sa borne supérieure devenant moins négative et l'anode de la diode 148 devenant aussi moins négative.
La charge maximum initiale du condensateur 128 était de 50 volts, comme il a été dit, la borne inférieure du condensateur étant à 20 volts au- dessus de la terre (+ 20) et sa borne supérieure étabt à 30 volts sous la terre (-30).
Quand le condensateur 128 se décharge de manière à avoir 20 volts à ses bornes, sa borne supérieure atteint le potentiel de terre et l'anode de la diode 148 n'est plus négative par rapport à la cathode, mais se trouve au potentiel de cathode. La diode 148 commence à conduire en sub-
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stance à ce moement du cycle de décharge, en admettant que l'anode de la dio- de doit être légèrement positive par rapport à la cathode, de manière à vain- cre la chute de tension dans le tube.
On voit donc qu'à la fermeture du circuit de décharge, le con- densateur 128 se décharge jusqu'à ce que sa borne supérieure se trouve,à la terre. Ceci est la condition normale de travail à gain maximum des tubes amplificateurs 141 et 142. Ces tubes sont évidemment les polarisations de cathode voulues.
La tension de polarisation ou impulsion de déblocage arrivant au fil 146 est représentée par le graphique 166. On peut remarquer qu'à la fermeture d'un circuit de décharge, la montée de la tension est linéaire, puisque la diode 148 bloque la montée avant que celle-ci ne diminue, comme ce serait le cas si la charge pouvait suivre la ligne en pointillé.
Il s'en suit que la montée de la courbe enveloppe d'un son mu- sical ou autre à la sortie de l'amplificateur est logarithmique, puisque le gain de l'amplificateur est logarithmique. La montée de la courbe enveloppe de sortie est donc linéaire en décibels. Des études ont montré que ceci est désirable sans être essentiel évidemment.
Un autre motif de vouloir une montée ou croissance linéaire du signal de déblocage 166 est qu'une analyse montre qu'un changement d'un niveau d'amplitude à un autre introduit le moins de trouble ou bruit, si ce changement est linéaire.
La cathode de la diode 147 qui limite la charge maximum du con- densateur 128, est connectée par:- un curseur à un point d'une résistance 152 qui est à -30 volts par rapport à la terre.
Si on suppose que l'amplificateur 127, qui a été débloqué pen- dant un certain temps pour laisser passer une note ou un son, doit être blo- qué pour terminer la note ou son, ce blocage est commandé par la fin de pas- sage des trous de code sous les balais 12,13 et 14 (fig. 2b), ce qui ouvre tout circuit de décharge connecté.
Le condensateur 128 commence donc à se charger à travers les résistances 131 et 157. Il faut remarquer que la vitesse de charge peut ê- tre réglée en variant la résistance 157. Quand le condensateur 128 se char- ge, sa borne supérieure devient plus négative et assez négative pour bloquer l'amplificateur 127.
La diode 147 limite la charge maximum, parce que dès que la borne supérieure du condensateur 128 atteint- 30 volts par rapport à la terre (c'est-à-dire quand il y a 50 volts aux bornes du condensateur 128), la ca- thode de la diode 147 n'est plus positive par rapport à son anode et la dio- de 147 commence à conduire, empêchant toute charge supplémentaire du conden- sateur. Il va de soi que la cathode doit être légèrement négative par rap- port.à son anode, de manière à vaincre la chute de tension dans la diode,avant que la diode conduise. La tension sur le fil 146 revient ainsi à 30 volts sous le potentiel de terre.
Comne la partie descendante du graphique 166 l'indique, ce chan- gement de tension est de nouveau sensiblement linéaire à cause de l'action de la diode. En fait, le condensateur 128 est empêché de continuer à se char- ger, lorsque la courbe de charge devient non linéaire.
Les avantages d'une chute ou décroissance linéaire du signal de déblocage 166 sont les mêmes que pour la montée ou croissance du même si- gnal.
La description ci-dessms montre que la'fermeture et l'ouverture des circuits de décharge connectés aux bornes d'entrée des relais (1), (3), (5) et (7) produisent une impulsion de forme d'enveloppe et de commande de canal semblable au graphique. 166. La vitesse de montée ou d'accroissement de l'impulsion 166 est déterminée par le circuit de décharge sélectionné.
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Deux autres circuits de décharge ont été représentés. L'un comprend le réseau 137 connecté par une résistance variable 167 et le fil 138 à la borne d'entrée (6) de l'aiguillage à relais 126. L'autre circuit de décharge comprend le réseau 159 connecté par une résistance variable 168 et un fil 169 à la borne d'entrée de relais (4).
Le fonctionnement du circuit de décharge comprenant le réseau 137 sera décrit maintenant à titre d'exemple. Quand ce circuit de décharge se ferme, le-condensateur 128 se décharge brusquement dans le condensateur du réseau 137, de manière à produire une impulsion à front raide comme repré- sentée par le graphique 171 de la figure 6a. La charge produite ainsi sur le condensateur du réseau 137 s'écoule par la résistance de shunt. En variant la résistance 167, on peut varier la pente et la forme de la pente, de l'im- pulsion, comme le montre, par exemple, le graphique 172 de la figure 6a.
Dans l'exemple donné, la résistance 167 est réglée de manière à produire l'im- pulsion représentée par le graphique 171.
L'impulsion de commande représentée par le graphique 171 est obtenue en réglant la résistance 167 en substance à zéro. L'application d'une telle impulsion de commande à l'amplificateur 127 sert à obtenir un son comme celui obtenu en frappant une pièce en bois, comme le cas du xylophone.
L'impulsion de commande représentée par le graphique 172 est obtenue en introduisant une partie importante de la résistance 167 dans le circuit de décharge. On obtient ainsi un son comme celui du piano, par exem- ple: Cette impulsion peut monter à sa valeur maximum en un temps de 10 à 20 millisecondes, par exemple, avec peut être de six à douze cycles de dent de scie pendant cette montée.
Il peut être désirable de coder le rouleau de papier de maniè- re à sélectionner le circuit de décharge 159 avec sa grosse valeur de capa- cité, surtout si un ou les deux condensateurs 161 et 162 ont été mis en pa- rallèle avec le condensateur 128. Dans l'exemple représenté, la résistance 168 en série avec le réseau 159 est réglée de façon que l'impulsion de déblo- cage produite par ce circuit soit semblable à l'impulsion représentée par le graphique 172.
Sur la figure 6, les valeurs de certains éléments de circuit sont données en milliers d'ohms, mégohms et microfarads, à titre d'exemple simplement.
Comme indiqué par le pointillé du graphique 166, il peut être bon, dans certains cas, d'avoir une impulsion de commande à montée ou descen- te non linéaire, ou les deux. Ce résultat peut être obtenu en omettant une ou les deux diodes (147.et 148), ou en réajustant les tensions qui leur sont appliquées.
La description précédente montre que le signal que l'amplifi- cateur 127 laisse passer peut avoir toute forme d'enveloppe voulue donnant tout effet de son voulu. Il va de soi que le circuit de forme d'enveloppe et de commande de canal peut être réalisé de différentes manières. Par exem- ple, la figure 6b représente un circuit de forme et de commande dont l'ampli- ficateur 127 estdébloqué en réponse à la charge d'un condensateur C. Les interrupteurs Sl, S2, S3 et S4 représentent les connexions pouvant se faire par l'aiguillage à relais 126.
Le condensateur C est mis aux bornes des résistances Rl, R2,R3 et R4 en série. La borne négative de la batterie 129 est connectée par une ré- sistance R7 à une borne du condensateur C. La borne positive de la batterie est mise à la terre et peut être reliée à l'aitre borne du condensateur C par un des interrupteurs SI, S2, S3, et S4 choisi par le rouleau de papier codé.
En fonctionnement, si l'interrupteur SI est fermé, le conden- sateur C se charge par un circuit comprenant les résistances R2, R3 et R4.
L'impulsion de déblocage apparaissant dans le fil 146 monte relativement len- tement dans le sens positif. Si l'interrupteur S3 est fermé au contraire,
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les résistances R2 et R3 sont exclues du circuit de charge et le temps de montée de l'impulsion de déblocage est plus court. En tous cas, quand.un interrupteur comme Sl est ouvert pour achever l'émission d'un son, le con- densateur C se décharge dans les résistances Rl, R2, R3 et R4 et revient à sa condition initiale.
Un effet de son piano ou autre percussion peut être obtenu en fermant le circuit d'aiguillage de relais représenté par l'interrupteur S4.
Ceci ferme un circuit de charge comprenant, en parallèle, un' condensateur
Cl et une résistance R6, reliés en série, avec une résistance R5. Le fonc- tionnement est comme suit :
Quand on ferme d'abord l'interrupteur S4, la résistance R7, le condensateur C, la résistance R5 et le condensateur Cl sont les éléments effectivement aux bornes de la batterie 129. Ils constituent un diviseur de tension, le fil 146 étant connecté à un point intermédiaire de ce diviseur.
Dans;l'exemple donné, les condensateurs C et Cl sont supposés avoir la même valeur.
Quand les condensateurs C et Cl sont pleinement chargés, les éléments effectifs du diviseur de tension sont les résistances R7, Rl, R2,R3
R4, R5 et R6. Dans l'exemple donné, la somme des résistances Rl, R2, R3 et
R4 est supérieure à la résistance R6. La tension appliquée au fil 146 est donc plus faible que lorsqu'on fermait l'interrupteur S4. On voit donc qu'on obtient, avec cette impulsion, l'effet de percussion demandé.
Maître-dispositif de commande de volume.
Comme le montrent les figures 1 et 2b, la sortie du dispositif de forme d'enveloppe et de commande de canal 121, c'est-à-dire la sortie de l'amplificateur 127, est envoyée à un maftre-dispositif de commande de volu- me 173 commandé par un aiguillage à relais 174. Celui-ci est semblable à l'aiguillage 71 et est commandé par des points de contact ou balais 15, 16, 17 et 18 associés au rouleau de papier codé.
Dans l'exemple donné, la commande de volume 173 comprend une résistance de commande de gain 176 à prises connectées aux diverses bornes d'entrée (0) à (15) comme indiquées, des relais.
Dans l'exemple donné, le quatrième point de contact du groupe 15,16, 17 et 18 surplombe un trou de code dans le rouleau de papier de ma- nière à déterminer la connexion de la borne d'entrée (8) au fil de sortie de relais 177. Chaque note jouée par le synthétiseur peut être jouée à tout volume compris dans les limites du synthétiseur, en codant convenablement la partie du rouleau de papier passant sous les contacts 15 à 18.
La figure 7 montre un maître-dispositif de commande de volume comprenant un amplificateur 178 qui peut remplacer les éléments 173 et 174 de la figure 2b. L'amplificateur 178 peut consister en un amplificateur push- pull classique comprenant des pentodes 179,et 181. Le signal venant du dis- positif de forme d'enveloppe et de commande de canal va, à travers l'ampli- ficateur 178, à la commande de spectre.
Le gain de l'amplificateur est réglé en variant le tension de polarisation des premières grilles des tubes à.vide 179 et 181. La ten- sion de polarisation est appliquée d'une résistance potentiométrique 182 par un aiguillage à relais 183 et une résistance variable 184 à ces premières grilles. L'aiguillage à relais 183 est semblable à l'aiguillage 71.
Si le codage du rouleau de papier est celui représenté à la fi- gure 2b, la borne d'entrée (8) est connectée à la borne de sortie et à la résistance 184. Le gain de l'amplificateur à ainsi une certaine valeur in- termédiaire.
, Il faut remarquer qu'un réglage de gain général peut être ef- fectué;par une résistance variable 186 en série avec la batterie ou autre source de courant continu 187. Cette dernière produit la chute de tension voulue aux bornes de la résistance potentiométrique 182.-
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Une particularité importante du circuit de la figure 7 consis- te en un condensateur 188 connecté entre le côté grille de la résistance 184 et la terre. A cause de la constante de temps du circuit constitué par le con- densateur 188 et la résistance 184, la variation de gain de l'amplificateur 178 est toujours progressive quand le code d'enregistrement fait connecter l'aiguillage à relais.183 à une autre prise du potentiomètre 182. La constan- te de temps peut être variée en réglant la résistance 184.
Sur la figure 7, les valeurs de certains éléments sont données, à titre d'exemple, en ohms, mégohms et microfarads. Il faut noter que la valeur de la résistance 184 est beaucoup plus élevée que celle de¯la résistan- ce 182, de sorte que la constante de temps n'est pas sérieusement modifiée en passant d'une prise à l'autre du potentiomètre 182.
L'emploi du circuit de commande de volume de la figure 7 sup- prime les transiens et ambiguïtés de commutation de l'aiguillage à relais 183 pendant le cycle de fonctionnement. Ceci présente l'avantage de pouvoir changer le volume d'un son pendant qu'il est émis.
Il faut remarquer que le circuit de commande de volume princi- pal de la figure 2b est habituellement satisfaisant concernant les transients et ambiguïtés de commutation des relais parce que, comme expliqué lors de la description du fonctionnement à double canal, le circuit de commande de volume est mis au point par le codage avant déblocage de l'amplificateur de forme d'enveloppe et de commande de canal pour laisser passer un signal.
L'aiguillage de relais a donc un court temps de répit pour aménager les con- nexions voulues de manière à éviter les ambiguïtés momentanées.
Commande de spectre et égaliseur de volume.
Comme le montrent les figures 1 et 2b la sortie de l'aiguilla- ge à relais 174 du maître-dispositif de commande de volume passe dans une commande de spectre de signal 191 servant surtout à déterminer les harmoniques du son émis. C'est cet étage qui détermine en grande partie si un son émis ressemble à celui d'un violon ou d'une trompette, par exemple.
La figure 1 montre un étage de vibrato 192 qui peut être mis en cascade avec la commande de spectre 191 au moyen d'un double inverseur 193. Cet étage 192 sera normalement introduit pour de la musique de violon, par exemple. L'étage de vibrato 192 sera étudié plus loin. La figure 2b suppose que l'inverseur 193 se trouve en position "bas", l'étage de vibrato étant exclus du canal.
La commande de spectre 191 comprend des filtres et circuits de types divers pouvant être introduits électivement dans le canal de synthè- se par des moyens appropriés comme des commutateurs ou des cordons de connexion.
Co mne représenté à la figure 2b, le dispositif 191 comprend, à titre d'exemple, des filtres passe-haut et passe-bas, des filtres résonnants et des circuits de compensation. Dans l'exemple représenté, un filtre passe- haut, deux filtres résonnants et un circuit de compensation sont tous reliés en série par des cordons de connexion. La sortie du maître-dispositif de commande de volume est envoyée à travers cette combinaison série à la borne d'entrée (0) d'un égaliseur de volume 194). Cette sortie est aussi connectée par des cordons et un égaliseur à la borne d'entrée (1) de l'égaliseur 194.
L'égaliseur de volume 194 comprend, de préférence, un tube à vide par borne d'entrée, comme indiqué schématiquement. Chaque circuit am- plificateur de sortie est relié à une borne d'entrée d'un aiguillage à relais 196 qui est le même que l'aiguillage 71.
Le volume de sortie de chaque amplificateur de l'égaliseur 194 est réglable individuellement. De cette manière, tout changement de volume dû à l'insertion d'un filtre ou circuit différent dans la commande de spectre peut être compensé. Dans l'exemple donné, les volumes des signaux aux entrées (0) et (1) de l'égaliseur sont inégaux à cause de la différence entre les circuits intercalés. Les signaux d'entrée appliqués aux grilles des tubes amplificateurs de l'étage 194 sont réglés de façon que le volume des deux
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signaux soit le même aux bornes d'entrée (0) et (1) de l'aiguillage à relais
196. Ce réglage se fait .évidemment en maintenant le maître-dispositifde commande de volume sur un certain réglage de volume déterminé.
Ce procédé d'égalisation de volume n'est pas essentiel mais très utile en pratique, parce qu'il,simplifie beaucoup le codage du maîtredispositif de commande de volume. Les volumes étant égalisés comme décrits, le volume de sortie du canal de synthèse (sortie de l'aiguillage à relais
196) est une fonction définie du code de perforation actionnant le maître- dispositif de commande de volume.
L'aiguillage à relais 196 est commandé par les points,de con- 'tact ou balais 8, 9, 10 et 11 associés au rouleau de papier codé. En faisant passer les trous de code voulus sous les balais 8, 9, 10 et 11, toute combi- naison de commande de spectre qui a été préparée peut être sélectionnée et mise en cascade avec le reste du canal de synthèse. Dans l'exemple donné, il n'y a pas de trous sous les balais 8, 9, 10 et 11, et c'est la borne d'en- trée (0) de l'aiguillage à relais 196 qui est connectée 4 la borne de sortie de relais.
La sortie de l'aiguillage à relais 196 peut être reliée par une résistance d'isolement 197 à un circuit égaliseur d'enregistrement dans le cas d'enregistrement, ou à un amplificateur basse fréquence 198 et un haut- parleur 199 dans le cas de la reproduction directe de la musique synthétique.-
Il faut remarquer que, dans le synthétiseur de l'invention, le spectre d'une note peut être changé pendant son émission. Ceci est impor- tant pour la synthèse de certains sons. S'il faut changer le spectre de la note pendant son émission, il peut être préférable d'utiliser un aiguillage
196 à relais du type tube à vide, plutôt' que des relais mécaniques. Ces . derniers peuvent être utilisés, mais le passage d'un spectre à l'autre est brusque et peut introduire un déclic ou détonation.
Si on utilise des tubes à vide dans l'aiguillage à relais 196, celui-ci peut être arrangé de façon à assurer un passage plus progressif d'un spectre à l'autre, par une sélec- tion convenable des éléments du filtre comprenant le condensateur 90 (fig.4b).
Détails de la commande de spectre.
Les filtres et circuits de la commande de spectre et les effets des-divers filtres seront décrits maintenant plus en détail.
Les filtres passe-haut et passes-bas sont de préférence régla- bles an ce qui concerne leurs fréquences de coupure. Les effets de ces fil- tres sont montrés aux figures 8, 9 et 10. La figure 8 donne le spectre de fréquence d'une onde en dent de scie ayant une fréquence fondamentale de 440 cycles par seconde. La figure 9 montre ce qui se passe, quand on fait tra- verser un filtre passe-haut ayant une certaine fréquence de coupure inférieu- re par la dent de scie. Dans ce cas, la fréquence fondamentale est présente, mais fortement atténuée. La figure 10 montre le résultat du passage de la même onde en dent de scie dans un filtre passe-bas ayant une certaine fréquen- ce de coupure supérieure. Dans ce cas les harmoniques les plus élevés sont éliminés.
Les filtres résonnants sont réalisés, de préférence, comme la figure 11 le montre, quoiqu'ils puissent avoir la forme représentée à la fi- gure 2b. Chaque filtre résonnant est accordé sur une fréquence différente, de façon que des filtres différents affectent des harmoniques différents de l'onde en dent de scie. Il peut y avoir, par exemple, huit filtres résonnants utilisés, individuellement, ou en cascade en partie ou entièrement, ou en toute combinaison voulue. Quand ils sont mis en cascade, 'les résonateurs à fréquence élevée précéderont, de préférence , les résonateurs à fréquence plus basse, afin d'éviter d'accentuer la distorsion harmonique.
Ces huit' filtres résonnants peuvent être prévus pour résonner respectivement sur les fréquences suivantes en cycles- par seconde : 2.637, 1.760, 1174,6, 783,9, 523,2, 349,2, 233,08 et 155,5.
Le filtre résonnant de la figure 11 comprend un circuit à ré-.
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sonnance parallèle comprenant une self 201 et un condensateur'202. ¯Ce circuit est accordé sur une des fréquences précitées, comme 2.637 cycles par seconde.
Le signal est appliqué au circuit résonnant 201,202, à travers un amplificateur-à deux étages comprenant les tubes à vide 203 et 204. Tl faut remarquer que le circuit résonnant 201,202 est connecté entre l'anode' du tube 204 et la terre ou potentiel de référence. L'extrémité supérieure - du circuit 201, 202 est reliée à l'anode par une résistance 206 et un conden- sateur de couplage 207. L'extrémité inférieure du circuit 201, 202 est mise à la terre par une résistance 208.
De la contre-réaction est prévue dans l'amplificateur à deux étages de manière que la tension de sortie du second tube soit pratiquemert indépendante de l'impédance de la charge. Le feedback est amené'par un fil 211 et une résistance 209 qui relient la sortie à la cathode du tube 203.
Le fil de sortie 212 du filtre résonnant est connecté à des doigts de contact 213 qui peuvent être amenés vers le haut dans trois autres positions. Les quatre positions de contact sont définies par Pl, P2, P3 et P4.
Quand le commutateur 213 se trouve en Pl, le circuit résonnant 201, 202 est court-circuité et le dispositif-agit comme un amplificateur à courbe plate dans toute la gamme des fréquences.
Avec le commutateur en P2, le fil de sortie 212 est relié au point de jonction de deux résistances 214 et 216 qui sont ainsi en série aux bornes du circuit résonnant 201,202. Avec le commutateur en B3, le fil de sortie 212 est relié au point de jonction de la résistance 214 et d'une résis-
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tance 217,steµ'deun résistaneeslant''mIsi3B en ,- sé:bi's caux sborne'S';.t11iS ci!! C1l:Í t . !t'é- sornân :Ol 2O2eC.¯,. .SOt2.....;, ,i '-, ...,.
@ Avec le commutateur en P4, le fil de sortie 212 est connecté à l'extrémité supérieure du circuit résonnant 201,202. Dans ce cas, le cir- cuit résonnant a son Q maximum puisqu'il n'y a,pas de résistances à ses bor- nes.
Sur la figure 11, des valeurs de certaines résistances sont données en ohms, simplement à titre d'exemple.
L'ensemble de commutateur et résistances de la figure 11 donne, pour les différentes positions du commutateur, une famille de courbes de ré- sonnance comme celle représentée à la figure 12. On peut remarquer qu'avec le commutateur en P4, la courbe de résonnance a une.amplitude et une acuité maxima. Avec le commutateur en P3, la courbe est élargie par abaissement du Q du circuit et son amplitude est moindre à cause de la diminution du Q et à cause de l'effet réducteur des résistances d'amortissement 214 et 217.
Il faut remarquer que la courbe de position P3 doit être intérieure . la courbe de position P4 et doit suivre celle-ci.
Avec le commutateur en P2, la courbe de résonnance est encore plus large et moins haute à cause de l'effet shunt d'une combinaison de ré- sistances plus faibles sur le circuit résonnant et à cause de l'effet réduc- teur plus prononcé de cette combinaison. On remarquera de nouveau que cette courbe se trouve à l'intérieur des autres et qu'elle suit leurs contours.
Il est supposé qu'une combinaison de ce genre, d'augmentation du Q du circuit résonnant et de réduction potentiométrique donnant les courbes de la figure 12, convient spécialement bien dans une commande de spectre. Elle donne de bonnes caractéristiques de filtrage pour la modification du spectre de fré- quence d'une onde en dent de scie. Elle réduit aussi le nombre de commuta- teurs nécessaire, comparativement ) un dispositif qui introduit différentes résistances pour varier le Q avec des commutateurs séparés pour la 'réduction potentiométrique en différents points des résistances.
La figure 13 montre l'effet d'une combinaison simple de filtres sur le spectre de fréquence d'une dent de scie ayant une fréquence fondamen- tale de 440 cycles par seconde. Dans ce cas, un filtre passe-bas et un seul
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filtre résonnant sont mis en cascade dans-la ,commandé de spectre. Le filtre passe-bas coupe à environ 1800 cycles, comme le pointillé l'indique- en 218.
La caractéristique de fréquence du filtre résonnant est donnée par la'eourbe en pointillé 219. Ce filtre résonne sur 1174,6 cycles. La ligne en pointllé
221 donne l'amplitude des diverses fréquences composantes de l'onde en dent de scie, en l'absence de tout filtrage.
* En étudiant la figure 13, on voit que cette combinaison de fil- tres a,pour effet d'augmenter l'amplitude des harmoniques dans la région de la fréquence de résonnance du filtre résonnant, d'atténuer certaines des fréquences plus élevées, et d'éliminer entièrement les fréquences encore plus élevées. Il est évident que le spectre de fréquence de la dent de scie peut être renforcé en amplitudes en plusieurs points du spectre si on le désire:
Les circuits de compensation sont prévus pour atténuer des fréquences composantes hautes ou basses, ou les deux. Ceux-ci peuvent être des circuits simples comme à la figure 2b. De préférence, ils ¯sont compris dans le circuit d'entrée d'un tùbe à cathode asservie.
La figure 14 donne un exemple de circuit de compensation ser- vant a'éliminer des fréquences composantes élevées. Le type de tube, les tensions et les valeurs des éléments du circuit sont donnés à titre d'exem- ple. La résistance est en ohms et la capacité en microfarads. Un circuit à cathode asservie est représenté. Comme la cathode est positive par rapport à la terre, une tension positive de valeur voulue est appliquée à la grille pour lui donner la tension de polarisation voulue, négative par rapport à la cathode.
Un commutateur 222 peut sélectionner un quelconque de quatre condensateurs pour atténuer les aigus de façons choisies différentes.
Un circuit de compensation pour supprimer des basses peut com- prendre un tube à cathode asservie avec un circuit différenciateur à l'entrée pour appliquer le signal à la grille du tube.
La commande de spectre peut comprendre, par exemple, six cir- cuits de compensation, ou plus, du type précité, chacun désigné à donner un degré ou un genre différent d'atténuation, de discrimination ou d'accen- tuation du spectre du signal.
Double canal de synthèse et ordre de marche.
Comme il a été expliqué, il est intéressant d'utiliser deux canaux de synthèse de façon que l'enregistrement du rouleau de papier puisse séparer un canal pendant que l'autre est en fonctionnement et émet un son et aussi afin qu'un canal puisse commencer à émettre un son avant que l'autre arrête d'émettre.
La figure 1 représente un second canal qui est une réplique de celui déjà décrit. Tout est en double, sauf les sources de fréquences du rectangle 50. Comme la figure 3 le montre, chaque sortie de diapason est connectée à une borne d'entrée de l'aiguillage à relais 71 du premier canal et à la borne d'entrée correspondante d'un aiguillage à relais 71A du second canal.
Le second canal de synthèse comprend les sources de fréquences
50 communes aux deux canaux, l'aiguillage 71A, un dispositif à octaves 72A, un aiguillage à relais 97A, un dispositif de forme d'enveloppe et de comman- de de canal 121 A, un maftre dispositif de commande de volume 173A, un aiguil- lage à relais 174 A, une commande de spectre 191A, un égaliseur de volumes 194 A et un aiguillage à relais 196 A. La sortie du second canal est appli- ,guée par une résistance de séparation 223, à la borne de sortie. Les sorties dès deux canaux peuvent donc être envoyées ensemble ou successivement soit à un stylet'enregistreur soit à un haut-parleur.
Il peut être préférable, au lieu d'utiliser les résistances de séparation 197 et 223, d'avpir un am- plificateur mélangeur (deux tubes avec une sortie commune) auquel on applique les sorties des deux canaux.
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Les aiguillages à relais du second canal sont commandés par des points de contact ou balais 19 à 36 inclusivement associés au rouleau de papier codé. Le second canal est commandé par les balais 19 à 36 de la même manière que le premier canal est commandé par les balais 1 à 18. '
La figure 1 montre qu'une moitié du rouleau de papier, la moi- tié de gauche, porte le codage pour le premier canal, tandis que l'autre moi- tié du rouleau porte le codage pour le-second canal.
Afin de simplifier le dessin, les dispositifs de portamento - et de vibrato du second canal ne sont pas représentés. Il va de 'soi que si" le premier canal comprend ces éléments, le second comprendra normaiement des éléments correspondants. De même, si le générateur de souffle 77 est inséré dans le premier canal, un générateur semblable est inséré dans le second canal.
La figure 15 montre une façon de faire fonctionner les deux canaux de la figure 1. On se référera aussi à la figure 22 qui montre un échantillon de rouleau de papier. Le codage du côté gauche du rouleau de papier prépare tous les éléments du canal numéro un pour produire la note désirée. Suit alors le cordage pour l'amplificateur de forme et de commande de canal, l'amplificateur se débloque (en utilisant un circuit de décharge choisi), et la note apparaît à la borne de sortie du canal. Pendant que cet- te note est émise, le codage du coté droit du rouleau de papier glisse sous les balais correspondants et les éléments du second canal sont préparés à émettre la note voulue.
Un moment après, le codage de commande de forme et de canal passe sous les balais correspondants et la note est émise, c'est-à- dire l'amplificateur de forme et de commande de canal est débloqué. De cette manière, chaque canal joue une note alternativement.
Dans l'exemple de la figure 15, la note du second canal est jouée pendant que la note du premier canal est toujours émise. Ceci est souvent utile, comme dans le cas du piano, mais on peut aussi vouloir exé- cuter une note après la fin de l'émission de la précédente.
Il est clair que deux canaux sont nécessaires si on veut jouer une note avant la fin de là précédente. L'emploi de deux canaux est cepen- dant important pour un autre motif.
En utilisant deux canaux, on dispose toujours du temps suffi- sant pour préparer les différents aiguillages à relais d'un canal avant l'é- mission du son de ce canal. Ceci est important, surtout si les aiguillages sont à relais mécaniques. On ne peut en effet compter sur un déclenchement simultané de deux relais. L'un fonctionne presque toujours un rien avant l'autre, à cause des caractéristiques des relais eux-mêmes et de légères im- précisions dans le codage. Il en résulte donc qu'en faisant fonctionner un aiguillage à relais il peut y avoir un instant où la borne de sortie de l'ai- guillage est connectée à une borne d'entrée erronée. Ceci est dénommé incer- titude d'aiguillage. Un peu plus tard, au contraire, l'aiguillage s'est pla- cé dans la bonne position.
Il est donc évident que, si possible, on donnera à tous les aiguillages à relais d'un canal le temps de se mettre dans la position vou- lue pour établir la connexion démandée par le code, avant l'émission d'un son.
Un autre motif pour donner à des relais mécaniques d'aiguillage le temps d'établir la nouvelle connexion avant l'émission d'un-son, est que, même si les relais fonctionnent parfaitement, des déclics ou bruit de relais apparaîtraient dans la sortie du canal, si celui-ci était ouvert (débloqué) pendant le fonctionnement des relais.
Le procédé de mise en place préparatoire des relais avant le déblocage d'un canal ne peut évidemment pas s'appliquer au dispositif de for- me d'enveloppe et de commande de canal, puisque c'est l'aiguillage de ce dis- positif lui-même qui débloque le canal. A cet endroit, le problème doit ê- tre résolu d'une autre manière. @
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Ordre de marche des relais d'enveloppe et de commande.
Le dispositif de forme d'enveloppe et de commande -de 'canal ne présente pas de difficultés au point. de vue déclics, .puisque les 'contacts des relais de cet aiguillage sont nécessairement fermés avant le 'déblocage' de l'amplificateur. A cet endroit les 'difficultés dues à l'incertitude d'ai- guillage sont évitées, en partie parce que certaines formes', d'enveloppe ont ; une pente ascendante ou croissante marquée.. La figure 6a montre, dans le graphique 166, une impulsion de déblocage qui produit une forme d'enveloppe de ce genre.
L'impulsion du graphique 166 doit atteindre' certain niveau de potentiel avant que l'amplificateur 127 (figures 6 et 2b) débloque. Dans , le cas de cette impulsion de déblocage, l'àiguillage 126 du dispositif de for- me et de commande dispose d'un certain temps avant le déblocage de l'ampli- ficateur 127, pour faire la commutation demandée par le code.
On voit donc qu'il est sans importance que des circuits de dé- charge produisant des impulsions de déblocage à montée graduelle soient con- nectés à des bornes d'entrée qui peuvent être reliées erronément et momenta- nément (à cause d'incertitude d'aiguillage) à la borne de sortie de l'aiguil- %age. Aucune erreur ne se matérialisera, parce que l'amplificateur 127 n'a pas le temps de débloquer avant que l'aiguillage s'est mis dans la position correcte.
En ce qui concerne les circuits à décharge comme les circuits 137 et 159 (figs. 6 et 2b), la situation est différente. Ces circuits pro- duisent des impulsions à front raide comme celles représentées par les gra- phiques 171 et 172 de la figure 6a. Ces circuits ne peuvent pas intervenir avant le moment exact voulu par le codage.Autrement l'amplificateur 127 s'ouvrirait momentanément pour produire un son indésirable, comme un déclic ou une détonation.
Ce qui précède montre que le vrai problème consisté à éviter que toute impulsion de déblocage à front raide soit appliquée à l'amplifica- teur 127, quand le code ne le demande pas. Dans le circuit rpprésenté aux figures 2b et 6, ce problème est largement résolu en connectant tous les cir- cuits à décharge lente aux bornes d'entrée impaires de l'aiguillage 126 et tous les circuits à décharge rapide aux bornes d'entrée paires de cet aiguil- lage. ,
Soit le cas où le premier, le second et le troisième relais de l'aiguillage 126 sont actionnés respectivement par les bobines d'excita- tion Bl, B2 et B4.
Si le code poinçonné dans le papier désigne un des cir- cuits à décharge lente (pour produire une impulsion à front incliné), le pre- mier trou de code qui doit passer sous le balai 12 est perforé un rien en avant des trous de code (s'il y en a) qui passent sous les balais 13 et 14.
Il faut remarquer qu'en l'absence de trous sous les balais 12, 13 et 14, les trois relais de l'aiguillage 126 sont placés en position "haut" et la borne de sortie est reliée à la borne d'entrée (o) qui n'est pas con- nectée. .
Quand le code de former et de commande ,passe sous les balais 12, 13 et 14, la bobine Bl est excitée avant les bobines B2 et B4. Pour at- teindre ce résultat, le trou de code numéro un (pour le balai 12) peut être perforé, par exemple, un quart de diamètre de trou de code en avant de l'au- tre ou des deux autres trous de code, suivant le cas, Si l'a bobiné Bl est excitée avant les bobines B2 et B4, les armatures du premier relais sont at tirées vers le bas et;connectées aux bornes d'entrée impaires, quand le se- cond et le troisième relais se trouvent toujours en position "haut". L'ai- guillage ne peut donc pas connecter erronément et momentanément une borne d'entrée paire (et donc un circuit à.décharge rapide) à la borne de sortie de l'aiguillage.
En ce qui concerne la perforation préliminaire du-premier-d'un groupe de trous de code en vue d'actionner-le premier relais (par le balai 12),
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il est préférable de répéter ce trou.dans sa position normale ou régulière, ce qui donne un premier trou légèrement allongé. Dans l'exemple donné, le premier trou de code a une. longueur égale à 5/4 de diamètre d'un trou de code. Les trous suivants sont perforés à leur place normale.. Comme il a été expliqué, dans le code représenté, une rangée de trous associée à un balai assez large que pour couvrir l'espacement des trous, donne le même résultat qu'une fente dans le papier ayant la longueur de la rangée¯de, trou@.
Par conséquent, le codage avec un trou de code en avance décrit ci-dessus équivaut à une fente qu'on perfore un peu avant sa position normale.
Dans le cas où le code désigne un circuit à décharge rapide connecté à une borne d'entrée paire, il est inutile de recourir au perforage préliminaire. Dans ce cas, il n'y a pas de trou sous le balai 12 et le pre- mier relais reste en position "haut" avec ses armatures reliées aux bornes. d'entrée paires. Il ne peut donc pas y avoir une connexion momentanée d'un circuit à décharge lente, connexion qui ne serait d'ailleurs pas nuisible.
On a expliqué comment on évite les incertitudes entre bornes d'entrée paires et impaires.
En ce qui concerne les incertitudes entre différentes bornes d'entrée paires, on peut entièrement éviter celles-ci en connectant les cir- cuits à décharge moins rapide aux bornes d'entrée qui sont reliées à la borne de sortie par le plus petit nombre de relais. Par exemple, les figures 2b et 6 montrent que, parmi les circuits à décharge rapide connectés aux bornes paires, le circuit à la décharge la plus lente est connecté à la borne den- trée (1), le circuit suivant le moins rapide à la borne d'entrée (3) et ain- si de suite. Dans l'exemple dôme, le circuit à la décharge le moins rapide est relié à la borne d'entrée au plus petit numéro, et le circuit le plus rapide à la borne d'entrée au plus grand numéro.
Il en est ainsi dans.le présent exemple, parce qu'en cas d'incertitude d'aiguillage, ce sont toujours les bornes d'entrée aux petits numéros qui sont reliées à la borne de sortie avant les bornes d'entrée aux grands numéros, et une impulsion de déblocage à montée plus lente n'aura peu ou pas d'effet nuisible sur la forme et la ' commande, si elle est appliquée mamentanément avant-une impulsion de déblo- cage correcte à pente plus raide. En outre, il faut remarquer qu'il n'y a jamais d'incertitude au sujet de la borne d'entrée (1).
Le paragraphe précédent ressortira plus clairement, si.on:note qu'à la figure 2B, l'aiguillage 126 comprend les trois relais Bl, B2 et B4 actionnés par les trous d'un code binaire 1, 2 et 4. La borne d'entrée (1) est connectée à la sortie par le trou de code 1 qui actionne le relais Bl; la.borne d'entrée (3) est connectée à la sortie par les trous de code 1 et 2 qui actioment les relais Bl et B2; la borne d'entrée 5 est connectée par les trous de code 1-et 4 qui actionnent les relais Bl et B4; et la borne' d'entrée 7 est connectée par les trous de code 1,2 et 4 qui actionnent les relais Bl, B2 et B4.
En fait, dans l'exemple donné ; il y a trois catégories dé bornes d'entrée; premièrement la borne 1 connectée par le déclenchement d'un relais; deuxièmement les bornes 3 et 5 connectées par le déclenchemert, de deux relais ; troisièmement, la borne 7 connectée par le déclenchemert de trois relais. En ce qui concerne la façon de connecter les bornes discu- tée dans le paragraphe précédent, il est sans importance de connecter plutôt la borne 3 que la borne 5 d'une façon déterminée.
De même, en ce qui concerne les incertitudes entre bornes d'en- trée paires elles-mêmes commandant les circuits à impulsions à front raide, elles peuvent être entièrement évitées en connectant le circuit à décharge la plus lente à la borne d'entrée au plus petit'numéro, le circuit à la dé- charge la plus lente qui suit à une borne d'entrée à numéro plus grand et ainsi de suite. La raison de cette disposition est la même que celle exposée pour les circuits à décharge lente connectés aux bornes paires.
Dans l'exemple donné, le circuit à décharge la plus lente 159, 168 est connecté à la borne d'entrée .(4) et le circuit à décharge plus rapi- de 137, 167 est connecté à la borne d'entrée (6).
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S'il ne fait utiliser que les circuits à décharge lente connec- tés aux bornes d'entrée paires, toute incertitude entre bornes paires et im- paires peut être évitée en agissant sur un interrupteur 130 (fig. 2b) qui excite la bobine Bl et place le premier relais dans la position "bas". Le même résultat peut être obtenu en perforant une série ininterrompue de trous à passer sous le balai 12, mais dans ce cas la borne d'entrée (1) n'est plus d'aucune utilité, c'est-à-dire qu'on ne peut pas y connecter un circuit à @ décharge.
Il faut remarquer que pour certaines applications du synthéti- seur, la manière la plus simple de lever le doute dans le dispositif de for- me et de commande 121 consiste à déconnecter tous les circuits de décharge, sauf celui qui doit être utilisé. Il est évident que, si le code désigne plus d'un circuit de décharge, on ne peut simplement déconnecter les circuits de décharge inutiles.
On peut ajouter à ce qui précède que les relais des aiguilla- ges, dans le cas du synthétiseur décrit, enclenchent dans les cinq à sept millisecondés, ou moins, après application de la tension à la bobine d'exci- tation. Leur temps de déclenchement est en substance le même. Les relais d'un aiguillage donné quelconque doivent avoir des temps d'enclenchement et de déclenchement sensiblement identiques d'un relais à l'autre. La toléran- ce est d'une milliseconde en pratique.
Dispositif de glissement de fréquence ou portamento.
Gomme expliqué précédemment, il peut être utile d'intercaler un dispositif de glissement de fréquence ou portamento dans le canal de "'syn- thèse. Ce dispositif permet de glisser d'une note à une autre comme cela se produit couramment en jouant du trombone, du violon ou de la guitare.
Un dispositif de glissement de fréquence est représenté à la figure 1 par le rectangle 122 et plus en détail aux figures 16, 16a, 16b'et 16c.
Comme le montre la figure 16, le dispositif de glissement de fréquence 122 peut comprendre un fréquencemètre 226 à courant continu de sor- tie. La sortie continue augmente linéairement avec l'augmentation de la fré- quence fondamentale de l'onde en dent de scie appliquée et est appliquée, de préférence, à un filtre 227, pour régler le degré ou la caractéristique d'accroissement du signal de commande en courant continu.
La sortie du filtre 227 est appliquée à un oscillateur conve- nable 228 dont la fréquence est une fonction du signal en courant continu.
L'oscillateur représenté est du type à battement et comprend un oscillateur à fréquence variable 229 dont la fréquence est commandée par un tube à réac- tance 231. Celui-ci reçoit le signal de commande en courant continu. L'os- cillateur à battement comprend, en outre, un oscillateur à fréquence stable 232 et un détecteur 233 auquel on applique les sorties des oscillateurs 232 et 229.
La sortie du détecteur 233 est une onde sinusoïdale dont la fréquence est égale à la différence entre les oscillateurs 229 et 232. Cet- te différence donne la basse fréquence voulue.
Comme on désire une dent de scie au lieu d'une sinusoide, la sortie du détecteur est écrêtée et différentiée dans les unités respectives 234 et 236. Les impulsions différentiées sont appliquées à un générateur d'ondes en dent de scie 237, les impulsions positives actionnant le généra- teur de façon qu'il produise une onde en dent de scie dont la fréquence fon- damentale est égale à la dite basse.fréquence.
L'oscillateur à battement peut facilement être- réalisé de façon que sa fréquence de sortie soit une fonction linéaire du courant continu ap- pliqué au tube à réactance 231.
Dans l'exemple.donné, le courant continu de sortie du fréquen- cemètre 226 augmente linéairement avec l'augmentation de la fréquence appli-
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quée, et la fréquence de l'oscillateur à battement augmente linéairement avec l'augmentation du courant continu appliqué au tube à réactance.
- En fonctionnement, quand l'onde en dent de scie appliquée au fréquencemètre passe d'une fréquence à une autre, la sortie de l'oscillateur à battement suit ce changement et passe donc aussi de la première à la secon- de fréquence. La variation de la fréquence de l'oscillateur à battement est cependant relativement progressive. Le degré de variation est commandé par le filtre 227, comme décrit ci-après.
Des fréquencemètres de ce genre sont courants. Un exemple de fréquencemètre est donné à la figure 16a, où l'appareil de mesure de courant continu est remplacé par une résistance de sortie 241, dont le signal est appliqué au filtre 227 par un tube à cathode asservie 242.
Sur la figure 16a, les tubes 243 et 244 sont des triodes à gaz connectées dans un circuit inverseur comprenant les condensateurs 246 et 247. Ces condensateurs sont chargés alternativement à la tension + B stabi-. lisée, pendant les demi-périodes positives et négatives du signal appliqué.
Chaque fois qu'une triode à gaz commence à conduire le courant, elle éteint l'autre triode à gaz. En supposant que le tube 244 est conducteur, dès que le tube 243 devient conducteur, celui-ci court-circuite et éteint la triode 244. Le court-circuitage comprend un condensateur 248.
Les courants de charge des condensateurs 246 et 247 traversent la double diode 249 et'la résistance de charge 241 en continu. Toute impul- sion superposée au courant continu peut être filtrée par un condensateur (non représenté) placé aux bornes de la résistance de charge.. Un condensateur de ce genre n'est pas prévu dans le circuit représenté, parce que le filtre 227 suffit.
Il faut remarquer qu'entre les impulsions de courant de charge, les condensateurs 246 et 247 se déchargent dans les résistances 251 et 252 respectivement.
Si on le désire, l'onde en dent de scie peut être appliquée directement au fréquencemètre, comme la figure 16a le montre. Il peut cepen- dant être préférable d'écrêter d'abord la dent de scie de manière à produire une onde carrée qu'on applique au fréquencemètre. Ou bien Inonde en dent de scie peut traverser un filtre passe-bande de manière à obtenir une onde sensiblement sinusoïdale qu'on applique au fréquencemètre.
Les oscillateurs à fréquence variable, comme les oscillateurs à battement par exemple, sont bien connus et ne doivent pas être décrits plus en détail;.
En pratique, le dispositif de glissement de fréquence ne doit pas avoir une gamme supérieure à deux octaves. A cause de cette gamme de fréquences limitée, le circuit"peut être réalisé et mis au point sans diffi- culté de manière que la sortie de l'oscillateur à battement suive de très près la fréquence à l'entrée du fréquencemètre.
Il se peut qu'on doive utiliser plus d'un dispositif de glis- sement de fréquence dans un canal-de musique synthétique, l'un ayant une gam- me correspondant au trombone, l'autre au violon et ainsi de suite. On n'uti- lise qu'un dispositif de glissement de fréquence à la fois. Le fait est qu'un gamme de deux octaves suffit pour tout instrument de musique.
Le dispositifde glissement de fréquence doit évidemment être réglé d'avance de façon que sa fréquence de sortie soit égale à la fréquenee du signal d'entrée. Ceci est généralement assuré par le réglage de l'oscil- lateur à battement. On peut aussi, peut être pour un réglage final, dépla- cer un curseur 253 sur la résistance de sortie du tube à cathode asservie 242.
Le rôle du filtre 227 sera décrit maintenant'en se référant spécialement aux graphiques de la figure 16d. Le filtre 227 représenté à la figure 16 comprend une résistance variable 254 'et une self variable 256-
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en série shuntées par un condensateur variable 257, La self256 et le con- densateur 257 ont des valeurs telles qu'ils résonnent sur.une fréquence basse de façon que le signal appliqué au tube à réactance 231 se mette à osciller en passant d'une note à l'autre, comme le montre le graphique 258 de la figu- re 16d.
Gomme la fréquence de sortie de l'oscillateur suit cette oscil- lation et les oscillations d'amortissement suivantes également indiquées au graphique '258, il en résulte que la note vacille juste avant de prendre un ton stable. Ceci se produit souvent en musique. Ce peut être le cas d'un joueur de trombone qui attaque une nouvelle note. Le même effet se produit dans le chant.
Le filtre 227 peut résonner à environ huit cycles par seconde, par exemple. Dans ce cas, la self 256 peut avoir une.valeur de 400 henrys, le condensateur 257 un microfarad, et la résistance 254 100 ohms. Ces 100 ohms comprennent la résistance de la self 256. La résistance 254 peut être variée de manière à régler l'amplitùde de l'oscillation et la durée du va- cillement.
Comme autre exemple, le filtre 227 peut résonner à 16 cycles par seconde.
Le filtre 227 de la figure 16 peut être remplacé par le filtre de la figure 16b. Il consiste en une résistance et une self en série et peut aussi résonner à une fréquence basse.
Dans certains cas, il peut être préférable de-pe pas avoir d'os- cillation. On peut alors remplaoer le filtre 227 de la figure 16 par un fil- tre à résistance et capacité comme celui de la figure 16c. Ce filtre comp- prend une résistance série variable 259 et un condensateur shunt variable 261. Ce filtre donnera une courbe comme en 262 ou en 263 suivant son réglage.
La résistance 259 peut avoir, par exemple, une valeur de 100. 000 ohms et le condensateur 261 une valeur d'un microfard . Le filtre a ainsi une constante de temps de 0,1 seconde et il faut donc 0,1 seconde pour passer d'une note à la suivante.
Dispositif de vibrato.
Le vibrato signifie en principe la modulation en fréquence d'un ton, En pratique, surtout quand le son atteint l'oreille il y a de la modu- lation d'amplitude et de fréquence ou de la modulation de forme d'onde, ou les trois. Le vibrato intervient dans le chant et dans certains instruments de musique, comme le violon et le trombone.
En principe, le tremolo signifie modulation d'amplitude seule.
Une telle modulation donnée par un signal de modulation ayant une seule fré- quence, n'est pas d'effet heureux. Cela ne sonne pas comme un vibrato. Si par exemple une note de violon est modulée en amplitude par une sinusoïde d'une fréquence de sept périodes par seconde, le résultat ne correspond pas à un vibrato,
On a constaté au contraire qu'un effet de vibrato peut être obtenu par modulation d'amplitude, si l'onde de modulation est assez riche en -harmoniques.
On sait qu'une onde porteuse modulée en fréquence par un -signal sinusoïdal consiste en une fréquence porteuse avec beaucoup de barldes laté- rales. Il est aussi exact que si une onde porteuse est modulée'en amplitude par un signal non sinusoïdal comprenant de nombreuses fréquences composantes, le signal résultant consiste en une composante à fréquence porteuse et de nombreuses bandes latérales, c'est-à-dire une bande latérale par chaque fré- quence composante de modulation.
La différence entre un signal modulé en fréquence t un signal modulé en amplitude avec beaucoup' de bandes latérales, consiste dans les dé- phasages relatifs des bandes-latérales.
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L'oreille humaine n'étant pas sensible aux déphasages ; ilserait'possible d'obtenir un véritable effet de vibrato pour l'oreille par une modulation d'amplitude convenable. En pratique il a été prouvé qu'un bon effet de vi- brato peut être obtenu en modulant en amplitude au moyen d'une onde en dent de scie, par exemple.
La'figure 17 représente un circuit convenant à la production d'un effet de vibrato suivant la présente invention. Il comprend un amplifi- cateur équilibré 264 comprenant deux pentodes amplificatrices'266 et 267.
Le circuit amplificateur lui-même est classique et comprend un circuit de commande de gain convenable. Dans l'exemple donné, le signal d'entrée est appliqué aux secondes grilles des pentodes 266 et 267, les premières grilles étant utilisées pour la commande du gain. Une polarisation de travail con- venable est appliquée aux premières grilles par une résistance 268.
La tension de commande de gain est appliquée aux premières gril- les par une résistance 269 à travers un condensateur de couplage 271.
Le signal passant dans l'amplificateur 264 est modulé en ampli- tude par une onde en dent de scie d'un générateur d'ondes en dent de scie 272 qui peut être de tout type convenable. Dans l'exemple donné, le généra- teur 272 comprend un condensateur 273 chargé; à travers une résistance ré-' glable 274, par une source de courant continu.
Quand le condensateur 273 s'est chargé à un certain niveau un tube à gaz 276 devient conducteur. Le condensateur 273 se décharge alors à travers le tube à gaz 276 et une résistance réglable 277. La tension da rupture du tube 276 peut être réglée en variant la tensionnégative de polarisation appliquée à sa grille. Les vitesses de charge et de décharge du condensateur 273 peuvent être réglées en variant les résistances 274 et 277, respective- ment.
L'onde en dent de scie du générateur 272 est appliquée par un condensateur de couplage 278 et la résistance 269 aux grilles de commande de gain des tubes amplificateurs 266 et 267.
Comme l'onde en dent de scie de modulation est riche en harmo- - niques pairs et impairs, l'effet voulu de vibrato est obtenu à la sortie du dispositif de vibratq:. La qualité du vibrato est déterminée par la forme de l'onde en dent de scie déterminée. Ceci ressortira plus clairement de la description ci-après de l'analyse d'une onde sinusoïdale de 333 cycles par seconde modulée en fréquence par une seconde onde sinusoïdale de 7 cycles par seconde avec une variation de fréquence maximum d'un demi ton.
Le signal modulé résultant comprend les composantes principales, suivantes,' dont les amplitudes relatives sont données en pour cent de l'am- plitude de la porteuse non modulée :
EMI30.1
<tb> 333 <SEP> cycles <SEP> à <SEP> 58%
<tb>
<tb> 340 <SEP> et <SEP> 326 <SEP> cycles <SEP> (333+ <SEP> 7) <SEP> à <SEP> 53%
<tb>
<tb>
<tb> 347 <SEP> et <SEP> 319 <SEP> cycles <SEP> (33+ <SEP> 14) <SEP> à <SEP> 22%
<tb>
<tb>
<tb> 354 <SEP> et <SEP> 312 <SEP> cycles <SEP> (333 <SEP> + <SEP> 21) <SEP> à <SEP> 6%
<tb>
L'onde équivalente modulée en amplitude (sauf en ce qui con- . cerne les amplitudes) est une onde porteuse à 333 cycles par seconde modulée par les ondes sinusoïdales suivantes, dont les amplitudes sont données en pour cent de l'amplitude de la porteuse non modulée :
EMI30.2
<tb> 7 <SEP> cycles <SEP> par <SEP> seconde <SEP> à <SEP> 106% <SEP> d'amplitude
<tb>
<tb>
<tb> 14 <SEP> cycles <SEP> par <SEP> seconde <SEP> à <SEP> 44% <SEP> d'amplitude
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 21 <SEP> cycles <SEP> par <SEP> seconde <SEP> à <SEP> 12% <SEP> d'amplitude
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> L'onde,modulée <SEP> résultante <SEP> a <SEP> les <SEP> composantes <SEP> suivantes <SEP> : <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> 333 <SEP> cycles <SEP> 100% <SEP> d'àmplitude
<tb>
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EMI31.1
<tb> 337+7 <SEP> cycles <SEP> 53 <SEP> % <SEP> d'amplitude'
<tb>
<tb> 333+14 <SEP> cycles <SEP> 22 <SEP> % <SEP> d'amplitude
<tb>
<tb> 333+21 <SEP> cycles <SEP> 6 <SEP> % <SEP> d'amplitude
<tb>
Le dernier tableau ci-ayant est tout-à-fait correct au point de vue bandes latérales.
Il n'est pas tout-à-fait exact en ce qui concerne les 100% de modulation de l'onde porteuse, à cause de la surmodulation par le signal de 7 cycles. Il faut noter, en outre, que cette amplitude d'envi- ron 100% diffère sensiblement de l'amplitude à 58% de l'onde porteuse dans le cas de l'onde modulée en fréquence. Cette différence d'amplitude des por-- teuses s'est avérée sang importance apparente. Des essais d'audition dé- mQntrent que la chose importante est d'avoir les bandes latérales exactes avec leur amplitude exacte.
Le graphique 281 de la figure 17a montre la forme d'onde de la modulation en amplitude précitée ayant les composantes de 7,14 et 21 cycles avec les amplitudes du tableau ci-dessus. Ces trois composantes sont représentées par les graphiques 282, 283 et 284 respectivement. Les ampli- tudes sur les graphiques sont 100%, 50% et 12,5 % pour les composantes à 7,
14 et 21 cycles.
On constate que la forme d'onde du signal 281 se rapproche sensiblement d'une onde en dent de scie, comme indiquée au graphique en poin- ' tillé 286, le côté le plus raide de la dent de scie couvrant environ un tiers de la durée totale de la dent de scie.
La figure 17b reproduit le graphique 281 en pointillé et montre une dent de scie réelle 287 qui s'est avérée, en pratique, suffisamment pro- che de l'onde 281. La différence entre la dent de scie 287 de la figuré 17b et la dent de scie 286 de la figure 17c réside en ce que le sommet de la dent de scie 287 est un peu arrondi. L'onde 287 peut être facilement reproduite au moyen d'un circuit simple et se montre-suffisamment semblable à une forme d'onde théorique comme celle représentée par le graphique 281.
Sur la figure 17, l'onde en dent de scie 287 est dessinée de la façon plus habituelle, la partie longue de la dent de scie montant dans le sens positif. Comme il a été dit, le rapport entre la partie montante et la partie descendante peut être varié, en réglant les résistances 274 et
277.
Ce qui précède montre ,qu'il ne faut pas moduler un son musical en amplitude au moyen d'une forme d'onde particulière dans l'amplificateur
264 (fig. 17), pour obtenir l'effet de vibrato voulu. Une forme d'onde, comme celle représentée en 281 peut évidemment être utilisée, mais les oscillateurs et mélangeurs nécessaires à la produire constituent un appareillage beaucoup plus important que celui nécessaire à la production d'une dent de scie.
Le rapport de deux à un de la partie montante à la'partie des- cendante n'est pas essentiel, quoique ce soit cette valeur à peu près qui donne les meilleurs résultats. Il faut remarquer que les deux rapports ex- trêmes ne donnent pas satisfaction. Premièrement, une onde à dent de scie dont la partie descendante est constituée par un bord sensiblement vertical, produit un coup sourd à chaque partie descendante. Deuxièmement, une onde triangulaire symétrique ne donne pas le son voulu, probablement par manque total d'harmonique pairs.
Il faut noter aussi qué des essais d'audition montrent que, pour obtenir un effet satisfaisant de vibrato, la modulation par l'onde en dent de scie sera bien inférieure à 100%. Ceci est opposé aux données du tableau qui prévoit 106% (ou environ 100%) de modulation par la composan- te à 7 cycles. Cette modulation à 100% donne une variation de son ou effet de vibrato exagéré.
En pratique, 50% de modulation-de l'onde en dent de scie est satisfaisant. En d'autres termes, les'composantes à 7, 14 et 21 cycles mo- dulent l'onde en dent de scie avec des amplitudes respectives de 50, 22 et 6%. Cette valeur de 50% de modulation de l'onde en dent de scie n'est pas
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du tout critique. Dans certains cas, par exemple, on peut préférer à 50% de modulation, 25 ou 75% de modulation.
L'exemple choisi dans les tableaux de comparaison des bandes latérales des modulations de fréquence et d'amplitude de la dent de scie, était une onde sinusoïdale de 333 cycles par seconde. Dans le synthétiseur, la porteuse correspondante appliquée à l'amplificateur de vibrato 264 (fig.
17). est évidemment une onde en dent de scie. La comparaison faite avec une onde sinusoïdale semble cependant correcte, si on se rappelle qu'une onde en dent de scie consiste en une onde sinusoïdale fondamentale avec de nom- breuses sinusoïdes harmoniques.
La raison pour laquelle on utilise un dispositif de vibrato du type décrit au lieu d'un véritable vibrato ou changeur de fréquence con- siste en ce que le synthétiseur de l'invention emploie des sources de fré - quence maintenues rigoureusement constantes. Les sources de fréquence re- présentées ici sont des diapasons dont la fréquence est maintenue exacte avec grande précision. Avec de telles sources on peut produire de la musique syn-@@ thétique et la produire une seconde fois avec précision. La commande de spec- tre, par exemple, comprend des filtres à accord aigu. Toute variation de la source de fréquence changerait les effets de ces filtres.
Générateur de souffle.
La figure 4 représente un type convenable de générateur de bruit' apériodique ou de souffle pouvant être utilisé comme générateur de souffle 77 à la figure 1, ou comme le générateur de souffle de la fig. 2a connecté à la borne d'entrée (14) de l'aiguillage à relais 71. Dans l'exemple' donné, il s-'agit d'un tube à gaz 288 dont l'anode reçoit une tension continue stabi- lisée. Le bruit produit dans le tube.est amplifié dans un amplificateur basse fréquence convenable 289. Les valeurs en ohms et microfarads et le type du tube sont donnés à titre d'exemple seulement. Le tube à gaz peut ,être une diode au lieu de la triode représentée. Il y a évidemment d'autres générateurs de bruit apériodique qui peuvent être utilisés au lieu du tube à gaz.
Le bruit apériodique est intéressant à ajouter, pour simuler le bruit des tambours, castagnettes, tambourins et des instruments à cordes et à vent. Utilisée avec des filtres à bande passante étroite, la source de bruit peut donner des sons étranges et inhabituels.
Sons de tambour.
On a constaté qu'un moyen de simuler le son d'un tambour est de faire passer le bruit apériodique par le dispositif à octaves. Le dispo- sitif à octaves est ainsi utilisé de façon générale. Par exemple, un son sourd de tambour peut être obtenu en divisant le. son apériodique par trente- deux (la fréquence la plus basse) et en accentuant le 100 cycles par seconde.- Le son sourd du tambour est émis en appliquant, au dispositif de forme d'en- veloppe et de commande de canal 121 (fig. 1), une impulsion de déblocage ayant la forme de l'impulsion 172 (fig. 6a) servant à la percussion.
On a aussi constaté qu'on peut obtenir le son d'un tambour à timbre en envoyant les débits de tous les diapasons dans le mélangeur (fig. 2a), de préférence avec le ton d'une source accentué, et en appliquant ensuite les sons mélangés au dispositif à octaves 72, la sortie en dent de scie du dispositif de forme 91 suivant le premier diviseur 81 (fig. 2a) étant envoyée dans un filtre passe haut qui coupe les fréquences en-dessous de 250 cycles par seconde. Il peut être préférable, de diviser par.un divi- seur supérieur à deux et/ou d'utiliser un filtre passe haut avec une autre- fréquence de coupure, ou de ne pas utiliser de filtra du tout.
Ce qui est important c'est d'avoir un grand nombre de sons reliés entre eux par des nombres irrationnels, comme les tons de la gamme tempérée, qu'on mélange et applique au dispositif à octaves qui travaille ainsi de façon plus ou moins apériodique. Le son du tambour à-timbre est obtenu 'en appliquant au dispo- sitif de forme et de commande 121 (fig. 1) une impulsion de déblocage de la
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forme nécessaire pour un son de percussion. L'impulsion de .déblocage 171 (fig. 6a) a la forme d'onde convenant à cet effet. -
EMI33.1
Autres dispositifs utilisés dans le SYJlthétiaèur..,
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée au nombre.et à la disposition des éléments représentés à la figure 1.
Il a déjà été.,¯ ¯ signalé que les dispositifs de glissement de fréquence et de vibrato peuvent être ou ne pas être utilisés. Si les deux sont utilisés, le dispositif de vibrato 192 suivra le dispositif de glissement de fréquence 122. Pour le reste, la position de ces éléments dans le canal n'a pas grande importance, quoiqu'il puisse y avoir certains avantages à les placer d'une certaine ma- nière.
Le dispositif de vibrato peut être le dernier élément d'un ca- nal. Il peut y avoir un dispositif de vibrato dans un seul eanal ou dans chacun des canaux, Les deux canàux de synthèse peuvent aboutir à un disposi- tif de vibrato commun. D'autre part, le dispositif de vibrato peut être con- necté de façon à n'être inséré que dans une partie des circuits 4'une comman- de de spectre 191.
Le dispositif de glissement de fréquence 122 peut précéder le dispositif à octaves 72, si on le désire. En fait, le dispositif de glisse- ment de fréquence peut être inséré en tout point d'un ou des deux canaux de synthèse, sauf derrière le dispositif de vibrato, s'il est utilisé.
Il a déjà été signalé que les égaliseurs de.volume 194 ne sont pas indispensables quoique leur utilisation soit souhaitable.
La commande de spectre 191 peut être supprimée dans certains cas. Par exemple, pour la musique de piano, la seule commande de spectre nécessaire est un filtre servant à couper certaines des fréquences élévées.
Quand elle est utilisée, la commande de spectre 191 peut se trouveren amort du maître-dispositif de commande de volume 173, si on le désire. Il peut aussi être avantageux de placer la commande de spectre en amont du dispos- tif de forme d'enveloppe et de commande de canal 121.
Ce dernier peut être le dernier élément d'un canal de synthèse.
Ceci peut devoir être déconseillé si on utilise dans la commande de spectre des circuits d'oscillation ou de résonance, puisque l'effet d'oscillation serait atténué dans le dispositif de forme d'enveloppe. D'autre, part, il peut être bon, dans certains cas, de placer le dispositif 121 à la fin du canal afin qu'il change une forme d'enveloppe. Le dispositif de forme et de commande 121 ne précédera pas le dispositif à octaves qui effacerait toute l'influence du dispositif 121 sur la forme.
Ce qui précède montre que, de façon générale, les différents éléments des canaux de synthèse peuvent être disposés dans n'importe quel ordre.
, Il a aussi été mentionné que divers autres systèmes de relais et de code peuvent être utilisés au lieu du système particulier représenté..
Une économie de temps et de travail peut être réalisée en codant de façon à éviter de devoir perforer une série de trous de code correspondant,à une ' fente. On peut, à cet effet, utiliser des relais avec des circuits de blo- cage .
La figure 17c représente une partie d'un aiguillage à relais correspondant à l'aiguillage à relais 71 de la figure 2a. La bobine d'exci- tation de chaque groupe de contacts d'un relais est pourvue d'un circuit,de blocage comprenant un jeu supplémentaire de contacts. par exemple., les bo- bines 3a et 4a ont des contacts de blocage respectifs 175' et 180.
Un relais de dégagement ou de rappel avec des contacts 185 est prévu. Il ressort clairement que si le relais de rappel est momentanément excité, les circuits de blocage des bobines des relais, comme en 3a et 4a, sont interrompus..
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Le procédé de codage du rouleau de papier d'enregistrement- et le fonctionnement du circuit de la figure 17c sont expliqués avec réfé- rence à la figure 17d. Celle-ci représente une partie d'un rouleau de pa- pier perforé pour des relais avec circuits de blocage,. La rangée supé- rieure de trous ne fait pas partie de l'enregistrement et sert de comparaison seulement. On remarquera qu'il y a un trou de code supplémentaire pour le relais de rappel, en plus des trous de code déjà décrits.
Sur la figure 17d, le trou Hl correspondant au nombre binaire huit a été perforé de manière à établir le circuit de relais qui détermine la source de fréquence connectée à la borne d'entrée (8) (voir-fig. 2a).
La bobine du relais 4a est excitée et son circuit de blocage se ferme quand ce trou passe sous le balai correspondant. La source de fréquence sélection- née reste connectée à la borne de sortie de l'aiguillage à relais jusqu'au moment où le relais de rappel interrompt le cir'cuit de blocage. Ceci se pro- duit quand le trou de rappel H2 passe sous le balai correspondant.
De même, dans l'exemple donné, le codage pour le dispositif à octaves correspond aux trous des nombres binaires 1 et 4. L'entrée (5) ainsi sélectionnée reste connectée à travers l'aiguillage à relais jusqu'au moment où un trou de rappel passe sous le balai correspondant. A ce moment les contacts 185 s'ouvrent provisoirement pour interrompre les circuits de blocage et se referment ensuite. Entretemps les bobines des relais 3a., 4a et autres ont été déconnectées.
La commande de volume et le dispositif de forme d'enveloppe et de commande de canal peuvent être réunis en un seul appareil. La figure
7a donne un exemple d'un tel arrangement, la polarisation du maître-disposi- tif de commande de volume étant appliquée au dispositif de forme d'enveloppe et,de commande de canal 127. Pour le reste, le dispositif est identique au dispositif de forme d'enveloppe et de commande de canal de la figure 6. Com- me la figure 7a le montre, la polarisation de commande de volume est réglée comme à la figure 7 mais appliquée aux grilles de commande des tubes 141 et 142 du dispositif de forme d'enveloppe et de commande de canal.
Dans une autre variante du système, l'émission de la note ou déblocage du canal de système, est réalisée par le maître-dispositif de com- mande de volume; dans .ce cas, le dispositif de forme d'enveloppe et de com- mande de canal peut être supprimé. Un circuit de ce genre est représenté à la figure 7b. Ce circuit est identique à celui de la figure 7 avec cette différence, que les grilles des tubes 179 et 181 sont normalement polarisées - au-delà du cut-off. Ces tubes¯sont débloqués et une note ou un son est émis en réponse à l'actionnement de l'aiguillage à relais 183 par le codage du rouleau de papier. Dans ce cas, la tension de polarisation appliquée par l'aiguillage à relais 183 est de polarité positive, de manière à débloquer l'amplificateur.
Dans la figure 7b, la pente montante de l'enveloppe du son émis est déterminée par la constante de temps du condensateur 188 et de la résis- tance 1840 En fait, la résistance comparativement faible 182 variéra légè- rement cette constante de temps, quand sa valeur varie. Cette influence peut être éliminée, si on le désire, en appliquant la sortie de l'aiguillage à re- lais 183 à la résistance 184,par l'intermédiaire d'un tube à cathode asser- vie.
La constante de temps de l'ensemble condensateur 188 et résis- tance 184 est fonction de la grandeur de la partie de résistance 184 insérée dans le circuit. Celle-ci est déterminée par l'aiguillage à relais 126 qui court-circuite des parties plus ou moins grandes de la résistance 184 sui- vant le code enregistré.
Les graphiques de la figure 7c montrent, à titre d'exemple, certains effets obtenus avec le circuit de la figure 7b. Les trois graphi- ques donnent trois eenveloppes de sons ayant trois pentes montantes diffé- , rentes déterminées par trois connexions différentes de l'aiguillage à relais
126. En outre, dans les trois cas, l'amplitude de l'enveloppe varie pendant
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l'émission du son, c'est-à-dire lorsque le son apparaît à la sortie du ca- nal de synthèse.
Il faut remarquer que, dans chaque cas de l'exemple donné, cette variation d'amplitude est lente comparée à la montée initiale représen- tée par la pente montante de l'enveloppe. La courbe en trait plein représen- te une montée initiale de pente moyenne suivie d'un léger accroissement de l'amplitude ou du volume. La courbe en traits interrompus est semblable, mais avec une montée initiale plus lente. La courbe en trait de .chaînette représente une montée plus rapide avec, dans ce cas; un volume plus élevé suivi d'une diminution progressive du volume jusqu'à un niveau maintenu ensuite pendant toute la durée d'émission de la note.
Cette diminution de la pente montante ou descendante de l'ampli- tude d'un son pendant son émission est assurée par l'aiguillage à relais 126 qu'on commande de façon qu'il augmente la constante de temps du circuit ré- sistances-capacité 184, 188 pendant l'émission du son. Par exemple, on ac- tionne l'aiguillage à relais 126 de manière à changer la constante de temps, en même temps ou un rien avant qu'on actionne l'aiguillage à relais de co m - mande de volume 183 pour modifier le volume d'un son émis.
L'avantage du dispositif de la figure 7b par rapport à celui décrit précédemment est de permettre au code enregistré de changer rapide. - ment la montée ou la chute du volume de sons ou notes successives.
Il est clair que le circuit de la figure 7b permet une grande souplesse de commande de l'enveloppe d'un son. Une montée rapide suivie d'une augmentation ou d'une diminution lente du volume caractérisé les sons de nom- breux instruments de musique.
La commande du canal par le signal de commande de volume, comme indiqué à la figure 7b, ne peut pas s'appliquer à la synthèse de la musique de certains instruments, comme le piano, parce que la pente montante de l'en- veloppe du son est trop raide. Cependant, la particularité de changer la constante de temps du circuit de commande de volume pendant l'émission d'un son, est d'application générale. Elle peut s'appliquer au circuit de comman- de de volume de la figure 7, comme expliqué ci-après.
On peut remarquer que l'incertitude d'aiguillage dans l'aiguil- lage à relais 183 ne présente pas d'inconvénients, parce que les pentes mon- tantes des enveloppes des sons à émettre sont assez inclinées pour donner le temps aux relais de fonctionner correctement.
Il va de soi que, lorsque les notes sont émises par l'action, de la commande de volume, au moyen de l'aiguillage à relais 183 de la fi- gure 7b par exemple, il est généralement souhaitable que tous les autres ai- guillages aient déjà fonctionné au moment de l'actionnement de l'aiguillage 183,, pour éviter d'émettre les déclics des relais et autres bruits.
Comme il a été expliqué, il peut être souhaitable, dans le cas d'utilisation d'un maître -dispositif de commande de volume, comme celui de la figure 7, et d'un dispositif de forme d'enveloppe et de commande de canal, de faire varier, par le codage, la constante de temps du circuit résistance- capacité 184, 188.
Cela peut se faire au moyen d'un aiguillage à relais sup- plémentaire (non représenté.) et d'un codage supplémentaire correspondant, à l'effet de varier la valeur de la résistance 184 comme décrit avec référence à la figure 7b. Dans ce cas, le changement de constante de'temps a pour ef- fet de varier la vitesse de changement du volume du son pendant son émission, la pente montante initiale de l'enveloppe du son étant déterminée principa- lement par le dispositif de forme d'enveloppe et de commande de canal.
Quoique le fonctionnement du synthétiseur ait été décrit avec utilisation d'un canal normalement bloqué qu'on débloque pour émettre un son ou jouer une note, il va de soi que l'invention n'est pas limitée à ce genre de fonctionnement. Pour émettre un son, on peut aussi, à l'aide du rouleai de papier codé, préparer tous les éléments du canal sauf la source du son qu'on connecte ensuite à l'entrée du canal. Ce procédé n'est pas considéré
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comme aussi satisfaisant que celui du déblocage d'un canal normalement blo- qué, mais il peut être utilisé, surtout dans le cas de relais à tubes à vide, pour connecter le fréquence choisie à l'entrée du canal. La figure 4a repré- sente un dispositif de commutation convenable de ce genre, qui a déjà été décrit.
Le mécanisme automatique.
Les figures 18, 19 et 20 représentent le mécanisme automatique pour l'enroulement du papier d'enregistrement 73. Ce mécanisme comprend aussi les balais 291 qui établissent les,contacts par les trous de code. Ces ba- lais correspondent aux points de contact 1 à 36 représentés sur les figures
1, 2a et 2b. Le mécanisme perforateur 292 à trente six touches 293 est asso- cié, par raison de convenance, au mécanisme d'entraînement et sert à décou- per les trous de code dans le rouleau de papier. Il va de soi que le méca- nisme perforateur 292 peut être un dispositif séparé, si on le désire.
Par simplification, la figure 19 ne représente qu'une partie des balais 291 et des touches 293.
Le mécanisme automatique comprend le rouleau d'entraînement 74 pourvu à chaque extrémité d'une série de hérissons qui s'engagent dans des lumières découpées dans le rouleau de papier 73. Le rouleau d'entraînement
74 sert aussi d'élément de fermeture du circuit électrique, quand un balai' vient en contact avec lui. De préférence, la surface extérieure du rquleau
74 est isolée du reste du mécanisme automatique et un balai (représenté schématiquement en 294 sur la figure 1) établit le contact.
Le mécanisme automatique comprend aussi un rouleau dévidoir
296 et un rouleau enrouleuer 297 (fig. 20). Une plaque 298 soutient conve- nablement le papier traversant la machine,
Le rouleau d'entraînement 74 est commandé par un arbre moteur 299 (fig. 18), par l'intermédiaire d'un train d'engrenages, comme représenté aux figures 18 et 19. Les roues dentées du train d'engrenages peuvent être interverties de manière à donner au rouleau de papier plusieurs vitesses de déroulement différentes.
Un moyen convenable est prévu pour déconnecter le rouleau d'en- traînement 74 du train d'engrenages, afin de permettre de réenrouler, de per- forer, etc. Comme le montre la figure 19, la roue dentée 301 du train d'en- grenages glisse sur l'arbre du rouleau 74 de manière à mouvoir être dégagée de la roue dentée 303, à rencontre d'un ressort 302. Elle peut être mainte- nue dégagée, à l'aide d'une manette 304 qui peut être glissée sous la tête d'un boulon 306.
Il peut être utile de faire avancer le rouleau de papier pas-à- pas d'une ligne de code à la suivante, surtout pour la perforation. Un dis- positif d'avancement de ce genre peut comprendre une tige 307 qu'on pousse en avant, un cliquet 308 venant en contact avec une roue d'encliquetage 309 solidaire de l'arbre du rouleau 74.
Un compte-tours convenable 311 peut être utilisé pendant la perforation.
Les figures 19 et 20 représentent les commandes d'enroulement et de réenroulement du rouleau de papier. Ces commandes sont classiques et ne seront décrites que brièvement.
La commande de réenroulement est une commande à friction com- prenant un moteur 312 avec un arbre 313 qui entraîne une roue 314 avec une jante en caoutchouc. La roue 314 est montée sur une plaque 316 pivotant en 317..- La commande à friction du réenroulement est, établie en amenant la pla- que 316 vers le haut au moyen d'un levier 318 et d'un ressort 319. Les roues
321 et 322 sont ainsi mises en contact de manière à entraîner le rouleau dé- vidoir 296.
La commande d'enroulement est aussi à friction et elle est sem- blable à la commandé de réenroulement. Dans ce cas, un réglage convenable
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333 est prévu pour permettre à la fois l'enroulement et le patinage indis- pensable quand le diamètre du rouleau de papier augmente sur l'enrouleur.
Les balais 291 sont montés sur une barrette en matière isolm - te 344 et sont connectés comme le montre la figure 18. Les connexions ont déjà été représentées et étudiées lors de la description .des schémas de connexion.
La barrette porte-balais 334 est montée sur pivot à chaque extrémité, comme la figure 21 le montre. La barrette 334 et les balais- (non représentés à la figure 21) peuvent être relevés au moyen d'une tige filetée 336, de manière à pouvoir réenrouler le papier sans qu'il touche les balais. Quand la barrette 334 est abaissée, un ressort 337 maintient les balais abaissés en contact ferme avec le rouleau de papier.
Un moyen est prévu pour empêcher le réenroulement du papier, quand les balais sont abaissés. Comme les figures 18 et 19 le montrent, ce moyen consiste en un doigt métallique 338 solidaire de l'extrémité de gau- che de la barrette porte-balais 334, qui vient en contact avec la roue 4 en- cliquetage 309, quand les balais sont abaissés.
Les figures 21a et 21b donnent des détails d'un type de balai préféré qui n'est pas celui représenté à la figure 20. Le porte-lames du balai 341 est une pièce en laiton, par exemple, pourvue, à une extrémité, d'une encoche dans laquelle on place les différentes lames de contact 342.
Les lames sont séparées par des intercalaires en métal et sont fixées au moyen d'une vis 343. Chaque lame élastique 342 est terminée, à son extrémi- té de contact, par une fourche, comme le montre la figure 21b.
La figure 21c montre les dimensions relatives du balai et des trous de code. Des trous successifs sont, de préférence, écartés l'un de l'autre d'un diamètre de trou. L'écartement entre lames 342 est tel, qu'il y ait au moins trois lames qui font contact à la fois, soit trois lames en contact par un trou, soit deux lames en contact par un trou et une lame en contact par'le trou suivant. Un balai n'interrompt jamais le contact à un trou avant de l'avoir établi au trou suivant. Une série de trous donne donc un con- tact ininterrompu, comme le ferait une fente- dans le papier. On peut évidemment découper des fentes dans le papier-, mais elles seraient nuisible? en ce qu'elles diminuent¯la résistance mécanique du papier.
Le mécanisme perforateur 292 consiste en une série de poinçons actionnés par les touches 293. Chaque touche est montée sur une tringle pi- votante à l'autre extrémité. Quand la tringle est abaissée par la touche, elle pousse un poinçon 344 (fig. 18) à travers le papier du rouleau. Sous chaque poinçon 344 la plaque 298 est évidemment percée d'un trou dans lequel le poinçon s'engage en descendant. Les touches sont rappelées par ressort.
Les poinçons 344 sont alignés avec les balais 291, de sorte que la première touche de gauche perfore des trous passant sous le balai correspondant au point de contact numéro 1 (figures 1 et 2a), la touche sui- vante à partir de la gauche perforera des trous passant sous le balai corres- pondant au point de contact numéro 2, et ainsi de suite.
Pour faciliter l'enregistrement d'un. code, les touches 293 por- tent de préférence les nombres binaires correspondants. Par exemple les quatre premières touches de gauche à droite sont numérotées 1, 2,4 et 8.
Ces touches donnent le code de sélection d'une fréquence. Ceci ressort clai- rement des figures 1 et 2a, puisque ces touches perforent les trous passant sous les points de contact 1, 2, 3 et 4 (correspondant aux quatre premiers balais 291, de gauche à droite).
De même, les trois touches suivantes sont marquées 1, 2 et 4.
Ces touches donnent le code d'octave. Les quatre touches suivantes sont marquées 1,2, 4 et 8 et donnent le code de commande du spectre. Les trois touches suivantes, marquées 1, 2 et 4, donnent le code pour la forme d'enve- loppe et pour la-commande d'émission.
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Les quatre touches suivantes, marquées 1, 2, 4 et 8 donnent le code pour le maitre- dispositif de commande de volume et terminent la série des touches pour le premier canal de synthèse.
Les autres dix-huit touches sont numérotées de la même maniè- re que les dix-huit premières et servent au codage du second canal de synthè- se.
En pratique les différents groupes de touches peuvent porter des couleurs différentes pour la facilité du travail d'enregistrement. Par exemple les touches de fréquence 1,2, 4 et 8 peuvent être blanches, les touches d'octave 1,2 et 4 rouges, les touches de spectre 1, 2, 4 et 8 ver- tes, les touches de forme et de commande 1, 2 et 4 bleues, et les touches de commande de volume 1, 2, 4 et 8 jaunes.
Enregistrement échantillon.
La figure 22 montre un échantillon d'enregistrement à perfora- tions servant à jouer un passage de "Home Sweet Home". L'enregistrement est à l'échelle et a le nombre de pouces de longueur indiqué. La vitesse correc- te de déroulement du papier dans le mécanisme automatique est d'environ deux pouces (5 cm) par seconde. La figure 22a représente la même phrase musical e en écriture normale.
La figure 22 s'explique d'elle-même. Il y a cependant certai- nes remarques à faire. La rangée supérieure de trous de code ne fait pas partie de l'enregistrement. Ces trous sont donnés à titre de comparaison; il y en a un par touche 293. Ces trous portent les mêmes nombres binaires que les touches.
On remarquera que la moitié gauche de l'enregistrement donne le code pour le premier canal de synthèse et la moitié droite pour le second canal de synthèse. Il faut noter que le codage de "forme d'enveloppe et de commande d'émission""assure l'émission alternée de notes par les deux ca- naux.
A titre d'exemple, la figure 22 montre plus de variations du spectre de fréquences et de forme d'enveloppe qu'il y en a d'habitude dans une courte phrase musicale.
En ce qui concerne le spectre de fréquences, il est fait appel aux spectres des numéros de code 2, 3 et 4. La phrase musicale commence par l'exécution de la première note dans le premier canal avec le spectre corres- pondant au numéro de code 2. Ce spectre est maintenu pour la seconde note exécutée par le second canal et aussi pour;la troisième note exécutée par le premier canal.
Pour la quatrième note, exécutée par le second canal le spectre est modifié et on utilise celui du numéro de code 4. La cinquième note, exécutée dans le premier canal, utilise le numéro de code/'de spectre 3 (c'est- à-dire, 1 + 2 = 3).
La dernière note exécutée dans le second canal reprend le spec- tre du numéro de code 2.
Dans l'exemple donné, le spectre du code numéro 2 est produit par un circuit de compensation du type "différentiateur" qui a pour effet d'accentuer les composantes haute fréquence. C'est le seul circuit de la sonnant de spectre connecté entre l'aiguillage à relais 174 et la borne dentrée (2) de l'égaliseur de volumes 194 (fig. 2b). Ce circuit et les deux connexions décrites ci-dessous ne sont pas représentés. Ce sont simplement des µchan- tillons de nombreux systèmes pouvant être utilisés.
Le spectre numéro 3 est aussi produit par un seul circuit com- pensateur, du type "intégrateur" accentuant les composantes basse fréquence.
Le spectre du. numéro de code 4 est de nouveau produit par un circuit compensateur qui accentue les composantes haute fréquence. Cependant, comparé au spectre numéro 2, celui-ci accentue les composantes haute fréquen-
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ce plus proches de l'extrémité supérieure de la gamme des fréquences.
En ce qui concerne le codage de la commande de volume, on peut constater que le volume varie pendant l'exécution de la phrase musicale.
Il est changé pendant l'émission de la première note.
Le codage de forme d'enveloppe et de commande d'émission assure la variation de la forme d'enveloppe pour certaines notes. Les numéros de code 1, 2 et 3 ont été utilisés pour la forme d'enveloppe. Ceci donne dif- férentes pentes de montée pour l'impulsion de déblocage ou d'émission.
On remarquera aussi que le code de forme d'enveloppe et d'émis- sion ne commence qu'après que le canal ait été réglé au point de vue fréquen- ce, octave, etc.... et est terminé pendant que le canal est toujours réglé.
Les avantages de cette disposition ont déjà été exposés. Une exception à cet ordre de marche est le changement de volume pendant l'émission de la pre- mière note. Ceci peut se faire sans déclic ni bruit sourd, si la variation de volume se fait comme il a été dit, en variant la polarisation d'un ampli- ficateur approprié.
Il ne faut pas oublier que pour la synthèse de certains sons ou tons, leur spectre de fréquences doit être modifié pendant l'émission, à la sortie du synthétiseur. Ceci est obtenu en codant comme dans le cas de la variation de volume pendant l'émission de l'enregistrement échantillon étudié ici. Dans certains cas, il peut être bon de varier à la fois le volume et le spectre pendant l'émission de la note.
Enregistrement.
Comme précité, l'application principale du synthétiseur sera probablement la production d'enregistrements phonographiques.
La figure 23 représente un dispositif enregistreur connecté au synthétiseur représenté en 351 et servant à fixer un enregistrement 352.
La sortie des deux canaux de synthèse passe dans un circuit d'égalisation 353 tenant compte, de façon classique, de la caractéristique de l'enregistreur.
Le signal est ensuite amplifié dans un amplificateur de puissance 354 et en- voyé au stylet d'enregistrement 356. L'enregistreur représenté enregistre sur disque à modulation latérale à 33 1/3 tours par minute.
L'enregistreur sur disque est couplé au rouleau d'entrainement du papier 74 par un arbre flexible 357. De cette manière l'enregistrement du code 73 est synchronisé avec le disque enregistré 352.
Un disque de seize pouces (40 cm) peut prendre six enregistre- ments de trois minutes. Par exemple, après six enregistrements complets re- présentant six instruments"de musique différents,,-les six enregistrements sont 'combinés en un seul au moyen d'un système d'enregis- trement à deux tourne-disques, représenté à la figure 24.
Comme la figure 24 le montre, la musique enregistrée est captée par plusieurs pick-up 358 (six dans l'exemple donné) et envoyée à six dispo- sitifs convenables de commande de volume 359, comme des amplificateurs à gain réglable. Le niveau de chacun des enregistrements peut donc être réglé dans les dispositifs 359.
Les sorties des dispositifs 359 sont appliquées à un préampli- ficateur 261,;où elles sont combinées. La sortie du mélangeur 361 passe dans un circuit égaliseur 360 et dans un amplificateur de puissance 362. Le si- gnal amplifié est appliqué à un stylet 363 qui trace un enregistrement 364.
Ce dernier peut être l'enregistrement définitif, mais dans de nombreux cas des enregistrements suivants sont nécessaires. Dans ce cas, l'enregistrement 352 est remplacé par un autre disque et on réenregistre sur le disque 364.
Avec le système d'enregistrement représenté, on peut enregistrer trente six enregistrements séparés.
S'il faut combiner plus d'enregistrements, le disque 364 est placé sur le tourne-disque supérieur et l'enregistrement continue. A cet étage, 216 enregistrements peuvent être combinés. Avec ce procédé, il est
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possible de combiner tout nombre d'enregistrements individuels, et ces enre- gistrements sont toujours synchronises. Il est clair que, si on le désire, on peut enregistrer synthétiquement la musique de tout un orchestre sympho- nique.
REVENDICATIONS.
----------------------------- l. Procédé de production d'un enregistrement, caractérisé en ce qu'on prépare pour un appareil synthétiseur de musique un premier code pour déterminer successivement des notes individuelles, une à la fois, d'un morceau de musique à jouer, on prépare un deuxième code pour déterminer sé- parément plusieurs caractéristiques de chacune des notes, on produit dans l'appareil synthétiseur de musique des signaux de note en fonction du pre- mier code, on fait varier les caractéristiques de chacun des signaux de note en fonction du second code, et on enregistre les dits signaux de note.