Phase Lock Loop

Les secrets de cuisine en soustractive, additive, Karplus-Strong, FM, etc...
ikkini

Phase Lock Loop

Message par ikkini »

Yo !

Je vais prochainement acheter un module A-196 dont j'ai été séduit par les exemples que j'ai entendus.
Seulement la théorie m'échappe un peu...
Ça semble ressembler à de la synchro d'oscillateurs, mais je me rends bien compte que ce n'est pas exactement cela...
Est-ce qu'une grenouille érudite pourrait m'expliquer avec des mots pas trop compliqué ce qui se cache réellement derrière ce terme barbare ?

Merci !
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O-live
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Re: Phase Lock Loop

Message par O-live »

c'est un principe qui m'intéresse beaucoup j'ai acheté des puces à la suite de mon poste sur les flanger ,car c'est un des modes de jeux de mon flanger hoax EH qui permet des fréquences continues très timbrés ,bien plus qu'un feedback classique ,c'est une façon très expérimental de faire intérragir le signal et cela provoque des effets surprenant un peu comme en Karplus strong quand on pousse loin cette ré injection et les contre réaction des différents éléments .

De ce que j'ai compris c'est une suite de fonction contenu dans le même circuit intégré ,il y une sorte de vco avec une sortie square ,il y a un comparateur qui controle soit en interne soit avec une source externe (un second vco ,un filtre en auto-oscillation ,un signal externe divers ...) si le signal est positif / négatif/neutre pour rediriger vers un filtre LP 1 pole qui adoucit le signal du vco et permet une boucle de feedback en le re-injectant dessus comme une sorte de FM qui est controlé par les différences d'amplitude que le comparateur décèle .

cette fm qui vient directement du filtre augmente ou réduit la fréquence de controle du VCO en comparant le signal externe avec la valeur du vco interne ,jusqu'a une forme d'annulation quand les fréquences sont semblables ,je me demande d'ailleurs si c'est pas çà que l'on appelle Thru Zero :roll: .

j'espère que quelqu'un en a un pour apporter des lumière sur cette hypothèse en tout cas j'aime ce genre d'engin :fou:

un schéma de principe :
Image

une doc complète :ici
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emsahp
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Re: Phase Lock Loop

Message par emsahp »

J'ai toujours lu et relu les explications et autre documentation sur la PLL
Mais je n'ai jamais réussi à comprendre de manière concrète ce qui ce passe à l'interieur de ce module mystérieux
Peut être ne faut t'il pas vraiment comprendre ... et juste tendre l'oreille .
Merci O-live pour cette tentative d'explication ... cela me parais plus clair maintenant ... en tout cas cette histoire de comparateur ...
Et je vais me lire la doc en pièce jointe aussi .
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emsahp
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Re: Phase Lock Loop

Message par emsahp »

le WMD a l'ai fou aussi dans le genre :
http://www.wmdevices.com/synchrodyne.php
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AlainHubert

Re: Phase Lock Loop

Message par AlainHubert »

Un PLL, (boucle en accrochage de phase) n'est-ce pas un frequency follower (suiveur de fréquence) pour synchronizer deux oscillateur à la même fréquence sans recourir à la synchronisation conventionnelle (maître et esclave en hard ou soft sync), aussi ?
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pichenettes
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Re: Phase Lock Loop

Message par pichenettes »

Allez, je me lance...

La PLL est un circuit conçu pour obtenir à partir d'un signal d'entrée, un signal de sortie exactement calé sur la même fréquence, sans recourir à la synchro.

Pour te donner une métaphore qui illustre la différence entre les deux, imagine que tu as deux platines vinyl (deux oscillateurs) qui jouent des disques qui ne sont pas au même tempo (pas la même fréquence), et qui tu veuilles les caler. Tu peux faire ça en levant brusquement la tête de lecture à la fin de chaque mesure du rythme A, pour faire revenir le disque de la platine B au début. C'est la synchro - on a bien un rythme qui ne part pas en sucette et qui tourne sur N mesures, mais il est construit juste en empêchant le disque B de se décaler pendant très longtemps. On a un résultat qui tourne en boucle sur la base temporelle du disque A, mais c'est artificiel...

Ou bien tu peux faire ça en jouant sur le slider de pitch de la platine B pour ajuster la vitesse de lecture de la platine B jusqu'à ce qu'elle colle à celle de la platine A. Pour ça, il faut bien écouter chaque beat - si tu vois qu'il y a un beat qui arrive sur le disque A avant le disque B, tu accélères le disque B pour qu'il rattrape le disque A. Si c'est le contraire, tu ralentis le disque B. Évidemment, il y a un compromis à faire entre "réagir au quart de tour et se déchaîner sur le contrôle de pitch de la platine" et "écouter quelques beats pour bien piger quel disque est en avance sur l'autre et ajuster en douceur sans faire d'erreur". C'est exactement comment marche une PLL ! C'est un DJ pour oscillos !

Donc ton module Doepfer intègre un VCO (carré, pourri, qui ne doit même pas prendre de CV externe), qu'il va essayer d'aligner avec le signal extérieur. La sortie "square OUT" est le signal de ce VCO. Pour effectuer cet alignement, il essaie de regarder qui de son VCO ou du signal extérieur est en avance sur l'autre (comme le DJ qui essaie d'entendre quel disque a un beat en avance sur l'autre). C'est le rôle du milieu du module. IN 1 contient par défaut le signal de son VCO, IN 2 le signal extérieur. OUT contient le résultat du jugement - ce jugement "brut" consiste en des impulsions vers le haut ou vers le bas selon qui est en avance sur qui. Là où la métaphore DJ ne tient plus, c'est qu'il n'y a pas 36 manière de savoir quel disque est en avance sur l'autre - on écoute les beats. Pour des oscillateurs, on peut regarder les transitions de la forme d'onde (passage de -X Volts à +X Volts pour un carré) ou essayer d'aligner les deux formes d'ondes. C'est le rôle du switch "Type" - qui permet de mettre en oeuvre ces différentes méthodes.

Reste le filtre... De la même façon que le DJ peut décider de laisser couler plusieurs secondes avant de décider d'agir sur le slider de contrôle du pitch pour ajuster la platine, le jugement brut en sortie du comparateur de signaux est atténué / lissé par un filtre passe bas pour obtenir une réponse rapide ou délayée. Au final, ce jugement "lissé", qui correspondrait à la trajectoire du slider de pitch sur une platine vinyl, sort sur la sortie OUT et est bien sûr renvoyé pour "fermer la boucle" et contrôler le VCO.

Sans trop de patching, tu peux utiliser ce module pour:
* Obtenir un signal carré "propre" à partir d'un signal audio externe (sortie Square OUT)
* Obtenir un CV proportionnel aux variations de fréquence d'un signal audio externe (Sortie Low Pass OUT) - c'est l'info "mouvement du slider de pitch de la platine".

Maintenant compliquons les choses... Imagine qu'on met un effet entre le VCO interne du module et l'entrée du comparateur de phase (sortie square OUT du module et IN1 du comparateur). C'est comme un DJ qui ferait du beat-matching, mais avec un des disques écoutés au travers d'un effet ! Si cet effet crée une transposition, le VCO interne ne sera pas aligné sur la fréquence du signal externe ; mais sur une version transposée, ou modifiée du signal externe. On peut donc mettre entre ces deux jacks un diviseur de fréquence, un octaveur etc, pour dériver un signal suivant un signal externe, mais plusieurs octaves au dessus ou en dessous...

J'espère que c'est clair !

Note : la métaphore DJ-esque n'y est pour rien, les PLLs sont souvent utilisées pour la synchro de robots danseurs ou musiciens - c'est dans ce contexte que je les ai découvertes...
ikkini

Re: Phase Lock Loop

Message par ikkini »

Wouhaaaaa !!!! Merci pour ton explication hyper claire ! :bravo:
AlainHubert

Re: Phase Lock Loop

Message par AlainHubert »

pichenettes a écrit :La PLL est un circuit conçu pour obtenir à partir d'un signal d'entrée, un signal de sortie exactement calé sur la même fréquence, sans recourir à la synchro....
Euh, c'est pas exactement ça que j'avais écrit juste avant ? :talk:

Il est vrai que j'avais aussi omises toutes les autres explications détaillées... :roll: :wink: :bravo:
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Thrasybule
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Re: Phase Lock Loop

Message par Thrasybule »

Génial ! Merci pichenettes !
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OSICA
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Re: Phase Lock Loop

Message par OSICA »

Moi comme emsahp, je ne cherche pas à comprendre ce qui s'y passe dedans, tout ce que je sais c'est qu'on peut avoir des timbres très intéréssant.
Et du coup je teste, j'expérimente. Le A-196 je l'aime bien meme si en fait la filtre je l'utilise presque pas.
Par contre le Pll du synchrodyne m'attire beaucoup plus héhé mais le prix... :bang:
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mercutio
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Re: Phase Lock Loop

Message par mercutio »

Moi j'attends l'expander (108Hp) de l'expander du synchrodine !
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Pierre
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Re: Phase Lock Loop

Message par Pierre »

On peut aussi multiplier une clock avec une PLL. Mais je crois qu'il faut la filtrer pour que ça marche.
Les exemples du site Doepfer sont assez bien fait je trouve.

Il y a aussi les vibratos, qui s'atténuent à mesure que la boucle se verrouille sur le signal d'entrée.
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emsahp
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Re: Phase Lock Loop

Message par emsahp »

pichenettes !!! Cool cette analogie avec les platines vinyle !!!
:sante:
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zap32
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Re: Phase Lock Loop

Message par zap32 »

Et bah voila, j'ai encore appris quelques choses aujourd'hui, merci pichenette pour cette explication de pitch...net :palm: !
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