Circuit modulateur vocal DIY : Construisez votre propre changeur de voix

À propos du circuit changeur de voix, la modulation vocale est un projet captivant et amusant sur lequel nous avons travaillé.

Souvent, sa circuitry implique la transformation ou le changement d'une voix humaine en une nouvelle.

Apprenant du film Doctor Who, il a été délicieux de savoir que le Dalek (avec sa voix bizarre) avait ses sons vocaux originaux créés par modulation en anneau. Cet article nous guidera en DIY vers une voix méconnaissable en nous concentrant sur le contrôle de sortie, l'amplification et le mélange pour un circuit fonctionnel.

Concept du circuit changeur de voix

Ce qui est fascinant dans l'unicité des êtres humains, c'est la capacité d'avoir différents tons de voix. Par conséquent, si nous passons un appel, il est facile d'identifier notre interlocuteur grâce à sa voix. De même, même sans voir une personne parler, on peut la repérer dans une foule grâce à sa voix.

Cependant, pour ce projet expérimental, nous utiliserons un circuit changeur de voix numérique qui modifie le timbre de la voix d'un individu en une autre. Il peut aussi modifier pour ressembler à une voix d'extraterrestre ou de robot.

Nous avons emprunté la technologie du modulateur vocal au dispositif HOLTEK. HOLTEK est une puce changeur de voix qui traite numériquement le signal vocal qui lui est fourni à l'instant T.

Comment HOLTEK fonctionne

• D'abord, il déplace la fréquence du spectre associée à la voix en question, vers le bas ou vers le haut, par sept étapes séquentielles incrémentielles.
• Ensuite, vous entendrez une fréquence relativement plus grave ou plus aiguë à la sortie.
• Enfin, vous pouvez comparer les résultats obtenus à une vitesse de lecture avec une information vocale initialement enregistrée sur bande en diminuant ou augmentant les fréquences.

Un facteur d'exception avec HOLTEK : il n'affecte pas ni ne distord la vitesse de la parole dans le processus de comparaison. De plus, il peut ajouter deux effets sonores spéciaux à l'échantillon vocal testé : robot et vibrato. L'effet robot rend la parole plus robotique, tandis que le vibrato apporte un effet de trémolo sur la voix.

Les deux sorties vocales vont vers le CI via un microphone électret standard, et vous recevrez le signal de sortie dimensionné sur un haut-parleur dynamique.

Généralement, tout le système HOLTEK fonctionne sur une tension d'alimentation de pile 9 V.

Schéma du circuit changeur de voix

Schéma de circuit

Le schéma ci-dessous montre le circuit d'un changeur de voix que vous pouvez construire à partir de la fiche technique HT 8950. Il suffit d'utiliser un circuit amplificateur compatible différent selon vos besoins, puis de le remplacer par l'amplificateur audio existant.

Introduction au principe de fonctionnement

Outre un bloc amplificateur fonctionnel avec microphone à polarisation interne, un HT8950 possède aussi un convertisseur D/A 8 bits, une RAM statique (SRAM) et un A/D 8 bits.

Le D/A et le A/D fonctionnent à un taux d'échantillonnage de 8 kHz. Ce taux couvre non seulement le spectre vocal humain d'environ 3 kHz, mais produit aussi une meilleure qualité de sortie haut-parleur et un rapport signal/bruit (SNR) très souhaitable.

Comment construire un circuit changeur de voix ?

• Liste des composants

Ils incluent :

Condensateurs

C4, C6, C7 – 220 µF / 16 V, électrolytiques,

C3, C5 – 0,1 µF (104), céramiques,

C2 – 0,47 µF (474), céramique, et

C1 – 4,7 µF / 16 V électrolytique.

Semi-conducteurs

SPK1 – haut-parleur 8 Ω / 0,25 W,

Transducteur MIC1 – microphone électret miniature,

Diode Zener D1 – 6,2 V / 0,5 W

CI2 – amplificateur audio LM386, et

Circuits intégrés Modulateur vocal CI1 - HT8950A.

Électromécanique

S1 à S4 – interrupteurs poussoirs miniatures, NAJ1 – connecteur de type snap pour pile 9 V.

Résistances (1/4 W 5 %)

R9 – 5 K, potentiomètre, un tour,

R8 – 8,2 K,

R7 – 470,

R4, R5, R6 – 4,7 K,

R3 – 39 K,

R2 – 47 K, ET

R1 – 100 K.

Schéma du convertisseur vocal et son fonctionnement

Le circuit fonctionnera comme suit :

• Le microphone capte le signal vocal, et via le réseau R4 C2, le transfère à l'amplificateur interne HT8950. L'amplificateur en boucle ouverte gagnera une tension d'environ 2000.
• Les condensateurs C4, R7 et R5 fournissent les conditions de polarisation de l'élément électret. Normalement, le HT8950 injecté aura une bande passante amplifiée mais limitée. Il envoie les signaux vocaux vers l'A/D 8 bits où l'échantillonnage interne à 8 kHz les numérise.
• L'oscillateur contrôle le générateur de signal d'échantillonnage qui produit la base de temps stipulée.
• Souvent, R2 détermine la fréquence de l'oscillateur (environ 512 kHz).
• La SRAM stockera le signal vocal numérisé. Ensuite, un circuit de contrôle retirera l'information de la RAM statique pour la transférer vers un autre registre de verrouillage.
• L'information comme signal vocal va vers le convertisseur D/A depuis le registre, où elle se transforme à nouveau en forme analogique. Vous pouvez alors extraire le signal sur la broche 12 – SORTIE AUDIO.
• Le signal original du D/A peut ou non avoir un spectre de fréquence décalé selon la vitesse de transfert SRAM vers D/A. Les interrupteurs poussoirs S3 (DOWN) et S2 (UP) déterminent la condition. En d'autres termes, en touchant le système, vous déplacerez S3 d'un cran vers le bas et S2 d'un cran vers le haut, en cycle.
• Enfin, le signal vocal sous forme analogique passe par le réseau C3 R8 puis atteint l'amplificateur LM386 (CI2). L'amplificateur pilote le haut-parleur SPK1 et assure son audition.

Construire le circuit sur une carte PCB

1. Utilisez un PCB double face mesurant 3,2 x 2,5 pouces.

2. Intégrez des points de test dans le PCB. Par exemple, TP2 suit le signal allant vers l'ampli de puissance depuis le registre et T1 suit le signal depuis un microphone.
3. Utilisez des supports CI, puis soudez les puces sur la carte de conception. Heureusement, vous pouvez remplacer les puces pour noter la différence dans leurs activités.
4. Souvent, vous trouverez le cavalier JP, R7 qui est le contrôle de volume, et la prise micro J1 montés sur la carte. Cependant, pour que le projet DIY fonctionne, vous devez remplacer les composants montés sur carte par des composants montés sur panneau, puis les reconnecter au PCB avec des fils de liaison. Par exemple, utilisez un interrupteur à la place de JP.

Informations détaillées sur les broches

L'arrangement des broches inclut :

VREF – tension de référence amplificateur interne 14,

AUDIO – sortie audio 13,

LED – sortie lampe pour volume 12,

VDD – ligne d'alimentation positive 11,

AIN – entrée amplificateur interne 10,

AO – sortie amplificateur interne 9,

NC – non connecté 8,

VSS – ligne d'alimentation négative / GND 7,

ROB – entrée sélecteur mode ROBOT 6,

TGD – entrée sélecteur étape DOWN 5,

TGU – entrée sélecteur étape UP 4,

VIB – sélecteur mode vibrato 3, et

OSC1 – entrée oscillateur 2.

• Test

1. Avant d'allumer, nettoyez la carte avec de l'alcool et une brosse à dents à poils souples. Vérifiez : composants manquants, mauvaises soudures, condensateurs de mauvaise valeur, mauvais CI dans un support, pistes cuivrées brisées, etc.
2. Mesurez la résistance d'entrée du positif vers la masse. Une résistance faible ou nulle pourrait indiquer un court-circuit à tracer.
3. Réglez le volume bas, branchez un microphone électret sur J1, connectez le casque/haut-parleur, et appliquez 12 V sur TB1. Vérifiez si la LED fonctionne.
4. Parlez progressivement dans le microphone en augmentant le volume au niveau souhaité. Si le circuit amplifie, retirez le cavalier et assurez-vous que votre voix subit une modulation.

Résumé

Pour conclure, vous pouvez utiliser un circuit changeur de voix pour altérer la voix d'un humain en programmant le son apparaissant à l'entrée microphone vers un autre. Par exemple, vous pouvez modifier la voix pour qu'elle sonne comme un robot. Quel que soit le projet, suivre les schémas et étapes simples vous donnera sûrement un excellent résultat. En cas de préoccupations, vous êtes libre de nous contacter à tout moment.

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