Synthétiseur analogique et open source à partir de la puce AS3397
| Titre | Synthétiseur analogique et open source à partir de la puce AS3397 |
| Type | Rapport de stage |
| Auteurs | Amrous Mohand-Tahar |
| Directeurs | Loumaigne Matthieu |
| Année | 2023 |
| URL | https://dune.univ-angers.fr/fichiers/22010079/2023TMPA16711/fichier/16711F.pdf |
| Mots-clés | micro-contrôleur, oscillateur, puce AS3397, synthèse sonore, synthèse soustractive, synthétiseur analogique |
| Résumé | Ce rapport de stage explore la conception d’un synthétiseur analogique en utilisant la puce AS3397, une puce de synthèse sonore open source. Il débute en introduisant les principes fondamentaux de la synthèse sonore, en mettant l’accent sur les caractéristiques des sons. Ensuite, il se penche sur la synthèse soustractive, une méthode couramment utilisée dans la création sonore. Cette approche permet de sculpter des sons en filtrant les harmoniques d’un signal de base à l’aide d’un filtre passe-bas. Le rapport présente ensuite la puce AS3397, qui est utilisée comme base pour le synthétiseur. Ses fonctionnalités et ses spécifications sont détaillées, démontrant son potentiel pour la création de sons complexes et polyphoniques. Une partie importante du projet est le contrôle de la puce via un micro-contrôleur. Le choix du micro-contrôleur adapté est expliqué, tout comme l’utilisation du protocole MIDI (Musical Instrument Digital Interface) pour la communication entre le micro-contrôleur et le clavier. Des techniques de génération de tensions de contrôle des paramètres de la puce sont également abordées, utilisant en partie un convertisseur numérique-analogique (DAC) et en majorité un filtrage passe-bas d’un signal de modulation de largeur d’impulsion (PWM). La réalisation d’un prototype sur circuit imprimé (PCB) est ensuite abordée. Les avantages d’un PCB sont discutés, et l’outil de conception de circuits imprimés Kicad est utilisé pour créer le schéma et le routage du circuit. L’accent est mis sur la gestion des tensions d’alimentation pour garantir un bon fonctionnement du synthétiseur. Enfin, le rapport décrit la mise en œuvre et la caractérisation de la puce AS3397. Il explore le contrôle des oscillateurs, des filtres et des amplificateurs qu’offre la puce à l’aide de tensions de contrôle, et présente un exemple de forme d’onde obtenue à partir du synthétiseur. Comme objectif, ce projet vise à fournir une plateforme de développement open source pour les synthétiseurs analogiques polyphoniques. Des perspectives d’amélioration sont également évoquées, telles que l’ajout de modulation des paramètres, la création d’un contrôleur dédié et l’exploration de la polyphonie. |
| Résumé en anglais | This internship report explores the design of an analog synthesizer using the AS3397 chip, an open source sound synthesis chip. It begins by introducing the fundamentals of sound synthesis, focusing on the characteristics of sounds. It then turns to subtractive synthesis, a method commonly used in sound creation. This approach enables sounds to be sculpted by filtering the harmonics of a basic signal using a low-pass filter. The report then presents the AS3397 chip, which is used as the basis for the synthesizer. Its features and specifications are detailed, demonstrating its potential for the creation of complex, polyphonic sounds. An important part of the project is the control of the chip via a micro-controller. The choice of the appropriate microcontroller is explained, as is the use of the MIDI (Musical Instrument Digital Interface) protocol for communication between the microcontroller and the keyboard. Techniques for generating voltages to control chip parameters are also covered, using a digital-to-analog converter (DAC) and low-pass filtering of a pulse-width modulation (PWM) signal. The production of a printed circuit board (PCB) prototype is then discussed. some advantages of a PCB are listed, and the Kicad PCB design tool is used to create the circuit schematic and routing. Emphasis is placed on managing supply voltages to ensure proper synthesizer operation. Finally, the report describes the implementation and characterization of the AS3397 chip. It explores the control of oscillators, filters and amplifiers using control voltages, and presents an example of a waveform obtained from the synthesizer. As a goal, this project aims to provide an open source development platform for polyphonic analog synthesizers. Prospects for improvement are also discussed, such as adding parameter modulation, creating a dedicated controller and exploring polyphony. |
| Langue de rédaction | Français |
| Nb pages | 58 |
| Diplôme | Master Physique Appliquée et ingénierie physique |
| Date de soutenance | 2023-06-21 |
| Editeur | Université Angers |
| Place Published | Angers |
| Entreprise | laboratoire de MOLTECH-Anjou |
| Libellé UFR | UFR de Sciences |