Le Monotron est un synthétiseur analogique de poche très mignon créé par Korg.

Il comprend un unique oscillateur dent de scie, un LFO (Low Frequency Oscillator) et le même VCF (Voltage Controled Filter) que celui du Korg MS-20. Le VCF peut être utilisé sur une source audio externe. Le LFO peut être "patché" soit vers le pitch, soit vers le cutoff du filtre.

Le tout fonctionne sur deux piles AAA, deux prises jack sont là pour l'entrée aux et la sortie audio, une molette de volume règle la sortie haut parleur et casque.

 

L'Alimentation:

IC1 est un TPS61071, convertisseur DC-DC step-up Texas Instruments, qui peut sortir 5V à 150mA (600mA max) à partir de 1.8V. Il est utilisé pour convertir le 3V décroissant des piles au 5V stable nécessaire.

R3 et R6 servent à fixer la tension de sortie du convertisseur. Elles sont dimensionnées pour donner 0.5V (Vref interne de IC1) sur FB quand VCC est à 5V.

Vbias est utilisé à beaucoup d'endroits (symbole en flèche) et provient du diviseur R9, R10, bufferisé par IC2B.

Vbias = (VCC*R9)/(R10+R9) = (5*10)/(27+10) = 1.35V

 

Le LFO:

Le LFO est un oscillateur dent de scie décroissant à fréquence variable.

Q4 et Q6 constituent un miroir de courant:
Le courant est défini par R22 (fixe) et la tension (variable) sur l'émetteur de Q4.
Tension sur l'émetteur:

Ve = (VA*VR4)/(R28+VR4total) = (5*?)/230 
I = (VA-Ve-Vbe)/R22 = (4.3-Ve)/1000000

Tension max: 0.22V (courant: 4.1µA)
Tension min: 0V (courant: 430µA

C10 sert à temporiser la rampe, son courant de décharge est limité par le miroir de courant.
Il se décharge jusqu'à (Ve de Q6)+Vbe:

(VA*R29)/(R23+R29)+Vbe = (5*470)/(10000+470)+0.7 = 0.92V

F1 sert de suiveur pour la tension de C10, c'est la sortie du VCO. Cette tension passe dans deux inverseurs à trigger IC3.
Lorsque la tension est inférieure au seuil bas, le transistor Q3 est commandé par une tension proche de 0V et recharge C10 via R25.
La tension remonte donc assez rapidement, inverse l'état des inverseurs et arrête la charge.

La durée de charge dépend de R25, de la capacité de C10 et de l'hysteresis des inverseurs (temps nécessaire pour dépasser leur seuil haut).

Lorsque le signal Reset dépasse Vbe (0.7V), Q8 annule la tension de sortie, et Q7 bloque Q3 pour laisser le condensateur se décharger.

 

CV du VCO:

Pitch min/max: 0.05/5V.
Ribbon min/max: 0/5V.

IC2C est utilisé comme comparateur pour détecter l'appui sur la bande.
Seuil: ((VCC-Vbias)/(R13+R14)*R14)+Vbias = 1.43V.

IC2A est utilisé comme ampli inverseur.
Gain pour la bande: R8/R5: 0.047. Min/max: 63mV/235mV
Gain pour pitch depuis le LFO: R8/R4: 2.1.

VR1: trimmer de tuning qu'on trouve à l'arrière du Monotron.
IC2D: VCA de Pitch, commandé par Q1.

 

VCO:

L'oscillateur du VCO est identique à celui du LFO. Démarrage par Q2 depuis le signal GATE.
Décharge de C11 contrôlée en courant par Q1, recharge par Q5 et R27. F2 comme buffer, et retour par deux inverseurs.

 

Mixer line-in:

Mélange des canaux gauche/droite par R38, R39 et R40.

Signal audio centré sur Vbias et atténué par IC4D.
Gain: R62/R58: 0.0033.

 

CV du VCF:

Le signal Cutoff vient du keyboard track (CV du VCO) et du patch LFO.

Cutoff min/max: 0/2.97V

IC4B: Centrage sur Vbias et atténuation.
Gain pour le potard: R56/R50: 0.147.
Gain pour cutoff depuis le VCO: R56/R44: 1.

Le signal Line active le filtre en permanence quand une source line in est utilisée. Il empêche Gate de tirer VCF Gate à 0V.

GATE bas: V+ tiré à la masse par Q10 si on utilise pas line-in, tension de commande nulle. C16 déchargé via R51.
GATE haut: C16 charge jusque Vbias via R52 (Attack), IC4A amplifie. Gain: R57/R59: 2.7.

 

VCF

Trois points: sortie de l'ampli (R54), Vbias (R53) et masse (R46).
CV: (Vout/R54 + Vbias/R53) / (1/R54 + 1/R53 + 1/R46).

IC4C: Ampli non-inverseur. Gain: 1+(R60/R72): 71.2.

Q13 et Q14: Double filtre R-C, avec les transistors comme résistances. Q13: résonance. Q14: R-C normal.

 

Amplification

Gain pour le haut parleur: R81/R77 = 12.3
Gain pour la sortie casque: R82/R79 = 1

Filtre passe-bas sortie HP:
1/(2*pi*R81*C30) = 5.89kHz
Filtre passe-bas sortie casque:
1/(2*pi*R82*C32) = 23.4kHz

Filtre passe-haut avec haut parleur 8 ohms:
1/(2*pi*Rhp*C33) = 199Hz
Filtre passe-haut avec casque 8 ohms:
1/(2*pi*R66*Rcasque*C31) = 67Hz