Utiliser un clavier musical comme générateur de signal AC à fréquence variable

Matériel Nécessaire

• Clavier musical électronique (idéalement avec une gamme de sons comme piano, flûte, harpe)
• Adaptateur jack casque mono (mono-canal)
• Transformateur d'adaptation d'impédance (1 kΩ vers 8 Ω, ex. Radio Shack #273-1380)
• Résistance 10 kΩ

Cette expérience démontre comment un clavier musical standard peut agir comme une source de tension AC variable à faible coût. La sortie casque du clavier fournit la forme d'onde AC, qui peut être amplifiée ou élevée à l'aide d'un transformateur pour d'autres mesures.

La plupart des claviers ont au moins quelques dizaines de voix d'instruments ; les sons de flûte de pan ou flûte génèrent généralement la sortie sinusoïdale la plus propre, les rendant idéaux pour les essais initiaux.

La fiche mono doit correspondre à la prise casque du clavier. Une fois connectée, le haut-parleur intégré du clavier est déconnecté, et le signal AC apparaît aux fils de la fiche.

Utilisez un transformateur de sortie audio (secondaire 8 Ω) pour élever la tension ; si un transformateur de puissance est utilisé à la place, connectez le clavier à l'enroulement basse tension pour un effet élévateur. Comme les sorties de clavier sont à basse tension, il n'y a aucun risque de choc.

Concepts Clés

• Amplitude vs Fréquence : Comprendre comment le niveau de tension et la fréquence de la forme d'onde sont indépendants.
• Mesure AC : Utiliser un multimètre avec fonctions tension et fréquence pour enregistrer les caractéristiques de la forme d'onde.
• Fonctionnement du transformateur : Observer les rapports d'élévation et comment l'adaptation d'impédance affecte la qualité du signal.

Références Croisées

• Lessons In Electric Circuits, Vol. 2, Chap. 1 – « Théorie AC de base »
• Lessons In Electric Circuits, Vol. 2, Chap. 7 – « Signaux AC à fréquences mixtes »

Schéma Électrique

Illustration

Procédure

1. Réglez le clavier sur un mode note soutenue pour que l'amplitude reste constante tant qu'une touche est maintenue.
2. Connectez la fiche mono à la prise casque du clavier et à votre circuit de mesure.
3. Utilisez un multimètre pour lire la tension AC brute à la fiche. Ensuite, mesurez la tension élevée aux bornes du secondaire du transformateur. Notez le rapport entre les deux lectures.
4. Si votre multimètre offre un affichage de fréquence, enregistrez la fréquence pour chaque note jouée. Vous devriez observer l'échelle tempérée égale : chaque octave double la fréquence, et chaque demi-ton augmente la fréquence d'un facteur 2^(1/12).
5. Vérifiez que le changement de volume (amplitude) du clavier n'affecte pas la fréquence mesurée.
6. Connectez une résistance 10 kΩ en série avec la sortie casque et mesurez le courant AC. La fréquence du courant devrait correspondre à celle de la tension pour chaque note.

Fiche de Travail

• Fiche de travail : Signaux à fréquences mixtes