Filtre Résonant

Pour donner de la richesse ou de la personnalisation au son, on utilise souvent des filtres. Il existe une grande variété de filtre telle que les passe-bas ou passe-haut (comme leur nom l’indique, qui ne laisse passer que les fréquences graves ou aiguës), des filtres passe-bande ou des filtres résonants. (Il existe encore de nombreux autres types de filtres et vous pourrez trouver de nombreux ouvrages à ce sujet). C’est donc à cette dernière famille que nous avons décidé de nous atteler ce mois-ci.

Un filtre résonant renforce une gamme de fréquence déterminées. Associé à un synthétiseur ou à un instrument traditionnel voire à une musique électronique dans le cadre d’un remix, il sera possible de créer des effets spéciaux au goût du jour bien que cette technique soit issue des premiers synthétiseurs vintages.

Les 4 potentiomètres régleront les différents paramètres d filtre. Le gain du filtre, le facteur Q, la fréquence de résonance et enfin le dosage entre le signal direct et l’effet.

Rentrons un peu dans la technique. Le cœur du filtre est constitué d’un Biquad KNH à 2 étages formant un filtre dit de notch et d’un étage sommateur. Le potentiomètre P1 règle le niveau d’entrée du filtre qui l’envoi vers l’ampli opérationnel IC1A. Si votre source sonore délivre un niveau faible, vous pouvez augmenter l’amplification de ce premier étage en réglant la résistance R1 (plus elle sera forte et plus l’amplification sera grande). Nous trouvons ensuite l’étage sommateur et les filtres proprement dits.  P2 se charge du facteur Q, c’est à dire la sélectivité ou la largeur des fréquences à traiter. Les valeurs actuelles donne une sélectivité comprise entre 1 et 5 mais en diminuant R4, on pourra obtenir un facteur de 20 ou 30. Le double potentiomètre P4 ajuste la fréquence de résonance.  Nous avons choisi des valeurs dans le bas médium c’est à dire entre quelques dizaines d’Hertz à plus de 2kHz. Vous pouvez bien sur adapter ces fréquences en fonction de celles que vous souhaitez traitées. Pour cela vous devrez jouer sur C1/C2 et sur R6/R9. Vous déplacerez la limite haute vers des fréquences plus élevées en diminuant les valeurs des condensateurs et vous modifierez la limite basse en jouant sur les résistances. Ceci reste une approche simplifiée des modifications à apporter car le calcul précis d’un filtre reste très complexe et dépasse l’aspect ludique de cet article.

Enfin, le potentiomètre P3 réglera le dosage entre le signal direct et l’effet. Le niveau de sortie sera fixé par IC3A. La résistance R16 permettra de réduire ou d’augmenter le niveau de sortie pour l’adapter à son propre studio. (voir remarque sur le premier étage)

L’ensemble du montage est alimenté par 2 tensions symétriques comprises entre 5 et 15V. Vous pouvez soit utiliser 2 piles de 9V avec un point commun relié au 0V ou une double alimentation secteur.

Suggestions :
Vous pouvez construire plusieurs filtres avec des fréquences différentes. Vous connectez le même signal à l’entrée des différents filtres et vous envoyez les sorties vers différentes entrées de table de mixage ou vers un petit sommateur créé à l’aide de quelques résistance. Vous pouvez aussi construire un filtre multi-bande ou tout simplement un filtre stéréo dans un même coffret.

Réalisation :
La câblage du circuit imprimé ne pose pas de problème particulier. Nous vous conseillons de commencer par les composants passifs pour finir par les trois circuits intégrés que vous pourrez mettre sur support. Attention, n’oubliez pas les 3 straps.

Essais :
Connectez un signal à l’entrée du montage (par exemple une platine CD) et connectez la sortie du filtre sur votre système d’écoute habituel. Il ne vous reste qu’à tourner les potentiomètres pour vérifier le bon fonctionnement du filtre. Il n’y a aucun autre réglage particulier à effectuer.

1 - Schéma du montage



2 - Circuit imprimé



3 - Implantation des composants


La nomenclature :
R1, R3 : 22k
R2, R7, R10, R14 : 10k
R4 : 1k
R5, R8, R12, R13, R15, R18 : 15k
R6, R9 : 220U
R11, R16 : 100k
R17 : 470U
C1, C2 : 6,8nF
C3, C4 : 10µF 25V
C5, C6 : 47µF 25V
C7 à C12 : 10nF
IC1, IC2, IC3 : NE5532N
CN1, CN2 : Connecteur Jack CI
P1 : Potentiomètre 47k Log
P2 : Potentiomètre 47k Log
P3 : Potentiomètre 47K Lin
P4 : Potentiomètre 10k Log double