Svenska ElektronikForumet

En snabbis innan jag häller upp kvällens första och enda GT med lite nötter, och tittar färdigt på Expedition Unknown - lite digitala moduler som är riktigt användbara.

QUANTIZER
Spänningarna från ett tangentbord kommer i lagom steg, så att en intrimmad oscillator kastar ur sig en frekvens som motsvarar vad som står på tangenten. Trycker man ner tangenten A#, ska man höra ett A#. Men säg att man samplar brus, tar in signal från en sekvenser (raden med potar som skannas av successivt) får man toner som inte liksom hamnar på vår vanliga tonskala utan det blir mer avbrutna Fiss eller halvstämda C-bur. En quantizer (vi har inget bra svenskt namn), kvantifierar dessa godtyckliga spänningar dvs ... ÄSCH! den här bilden förklarar allt. Signalen körs genom en AD-omvandlare och sedan genom en DA-omvandlare och då får man diskreta steg. Dessa steg kan modifieras så man kan få vilka steg man vill.
Jag tänkte bygga en sådan modul med diskreta steg, men köpte två små mönsterkort med PIC-kretsar programmerade för uppgiften.
Varför två? Jag kan ha min sekvenser som en stor med 32 steg eller som två parallella med 16 steg.

En annan modul som måste bli digital och som kan vara mysig är ARPEGGIATORN.
Ett arpeggio kan sägas vara ett sönderbrutet ackord som spelas som en sekvens av noter. I synten tar arpeggiatorn emot en styrspänning (från klaviaturet) och skickar en kort sekvens av spänningar till oscillatorn.
Här en kort intro från Behringer: https://www.youtube.com/watch?v=wsdoVewGD7Y.
Köpt mönsterkort med programmerad PIC-krets. Varför göra det svårt för sig.
Båda modulerna är käcka såtillvida att den analoga signal de skickar ut är pulsbreddsmodulerad och sedan filtrerad.

Sista digitala modulen är (nu måste jag komma med invektiv själv) en USB MIDI till VC-modul.
Denna modulen gör det möjligt att koppla min analoga synt till en dator med olika musikskaparprogram, skicka ut det jag komponerat till synten och få uppspelat Femte Bäversymfonin. Det digitala, ännu en förprogrammerad krets avkodar MIDI-strömmen och skickar ut som två styrspänningar och två gate/trigg-signaler. De senare som drar igång ADSR-generatorer och liknande.
Kort + krets OCH panel beställdes fixt och färdigt. Dock är panelen på tog för liten så jag får väl montera den på en större panel av min standard.
Arpeggiator och quantizer kommer båda från http://www.bartonmusicalcircuits.com/.

MIDI-kretsen från Mutable Instruments, men köpt från Thonk.

Skall nog var "USB MIDI till CV-modul" (inte VC om man skall vara petig).

Konstaterar att det bara sitter en 2-CH DAC på kortet, därav 2 kanaler gissar jag.
Har sett 8 kanalers MIDI -> CV hutlöst dyra, jämfört med vad dom gör (tolkar ett seriellt meddelande på 31250 baud och kör resulatet i roundrobin på DAC och hög/låg pinne).

Skall sluta titta på modular prylar nu, det verkar funka som knark om man väl börjat. Speciellt om man är elektronik intresserad

2 kanaler räcker gott om man inte vill styra både filter och förstärkare och ev. annat. OCH det är en pengafråga. Denna MIDI-till-CV-modul var den billigaste jag hittade. Jag har två små kort liggande någonstans som också är sådana moduler men i 15m³ källarförråd ska det mycket till innan man hittar två kort stora som frimärken ...

När jag strax är slut med projektbeskrivningen har jag presenterat ett fåtal olika moduler, men går man ut i vida världen finns det hur mycket som helst. Kan man då hitta intressanta scheman och kortlayouter på nätet är det guld värt, då även en DIY-modul kan kosta 2-3000 kr.

Två viktiga moduler i ett inlägg - SPÄNNINGSSTYRD FÖRSTÄRKARE (VCA) och ENVELOPPGENERATOR (ADSR).
Ett piano och en flöjt, inte bara har olika övertonsinformation utan även hur snabbt klangen ökar och avtar skiljer. Pianots attack kommer snabbt och volymen har ett kort maximum för att sedan klinga av, medan flöjten kanske har en liten peak men ger ljud ifrån sig så länge flöjtisten blåser och så fort luften tar slut, tar ljudet också slut.
Man delar in en envelopp i fyra delar - Attack, Decay, Sustain och Release...



ADSR 101

... och konstruerar en krets som låter oss styra dessa fyra faktorer.
Det finns enklare A/R-generatorer, där man kan, lite som grafen uppe visar, dra ut på Sustain-tiden genom att använda gate-signalen för att hålla igång kretsen.
Likaså kan man göra mer komplicerade kretsar med fler steg och större möjlighet att ställa nivåerna för varje steg men det är överkurs.

Den utsignal man skapar kör man (oftast) in i en spänningsstyrd förstärkare (VCA) för att på rätt kling, klong och klang.
En VCA är rätt lätt att "tillverka", då det finns massor av kretsar som ganska enkelt gör jobbet. Jag listar:
MFC6040, en udda sexbent krets som funnits med i en del konstruktioner i engelska Practical Electronics, bland annat deras Minisonic.DATA
MC3340, en mindre udda krets som kanske kan ses som en utveckling av MFC6040. Sällan sedd och svår att få tag i. DATA
LM3080, mycket populär krets; programmerbar transkonduktansförstärkare. Ingår i Transcendent T2000 (ETI) och många, många andra, och i min modulmaskin. DATALM
1495/1496 - fyrkvadrants multiplikatorkrets; använd emellanåt som VCA och emellanåt som ringmodulator. DATA 1495, DATA 1496
LM13600/LM13700 - dagens mest populära kretsar. Också transkonduktansförstärkare men mer moderna. Används överallt till ALLT. DATA 13600, DATA 13700

Eller ännu enklare, några transistorer:

VCA del 2

Jag har två VCA i min synt, en vanlig sketans standard med LM3080 (skulle gott kunna ha en till ... ) och en mer udda historia med rör [*].

Detta är helt enligt textboken:
Något man är noga med är att VCAn stänger av ljudsignalen helt när styrspänningen försvinner (går till 0V, om det nu är baseline) och att styrspänningen inte "blöder igenom" till ljudsignalen. Därav en massa trimpotar.

Den udda förstärkaren ser ut såhär. Ett rysk lågspänningspentod agerar förstärkarkrets. En omkopplare för att ställa olika rörbias är extra för att kunna köra mer distortion om man vill:
Notera att man gärna har en massa ingångar just för att kunna använda VCAn som mixer. Fast en mixer är ju inte fel och att dubblera modulerna innebär ju att man kan köra det mesta i fullstereo. Lägg till en spänningsstyrd panoreringsmodul och man kan spela massa pysskedelisk musik.

[*] En del av mina "knasigaste" moduler kommer från CGS, Ken Stone. Jag har tre moduler till från dennes verkstad.

VA????????!!!!!!!!!!!!!! Får man inte bygga hur man vill?????!!!!

Kollar man runt bland affärer som säljer allehanda moduler, kan ju frågan dyka upp om den här mojen fungerar med den där mojen. Svaret är, i princip, JA. Det vore ju märkligt om en modul ska ha negativa styrspänningar eller generera en triggsignal som går mellan -3V och +2V med -3V som "HÖG".
Jag har grävt fram ett papper som visar lite på den standard som finns och som jag konsekvent vägrar att följa .... jo, signalnivåerna är som de ska men alla mått på frontpanelerna är mina alldeles egna. Jag nämnde något om att mina paneler är 7" höga och ungefär jämna multipler av 1/2" breda.

Mer om (olika) syntstandarder:

Jag har byggt en kombinerad BRUSGENERATOR och SAMPLE/HOLD också. Båda ganska viktiga komponenter.

Brusgeneratorn ger brus av olika slag men främst vitt och skärt och emellanåt också digitalt brus, dvs slumpvisa digitala signaler. Ray Wilson (MFOS) konstruerade en sådan brusgenerator och jag var sugen på att hugga den men med den här varianten fick jag en Sample/Hold-funktion.
Sample&Hold är, skulle man kunna säga en "ljudkamera". Den tar ett "ögonblicksfoto" av en signal (SAMPLE) som man matar in och håller den kvar (HOLD) tills man tar nästa "bild").

En film som berättar om denna balla modul: https://www.youtube.com/watch?v=g4nByd8MQ1M

Min kombinerade brus/S&H-modul ser ut så här:
Den här, och de flesta brusgeneratorer börjar med en PN-övergång i en transistor och sedan filtrerar fram den sorts brus man vill ha. Men man kan också skapa brus digitalt med ett skiftregister som återkopplas med EXOR-grindar, typ så här:



Hur "bra" bruset blir bestäms av längden på skiftregistret. Dessutom ska man tappa av skiftregistret på bestämda ställen. Jag antar att tabellen långt ner på Wikis sida ger hintar om det: https://en.wikipedia.org/wiki/Linear-fe ... t_register.

Problemet med en sådan är att den bara är en PSEUDO-brusgenerator, dvs vi upplever att den genererar brus men i själva verket är det bara en digital signal som låter brusig och som upprepar sig själv i det oändliga och stökar till det om man använder den signalen med en S&H.

Men för säkerhets skull har jag en digital brusgenerator också ...

Det där med vitt och skärt brus är lite käckt. Vad som är vad beror på energidistributionen.
Wikipedia skriver så här:

Pink noise or ​¹⁄f noise is a signal or process with a frequency spectrum such that the power spectral density is inversely proportional to the frequency of the signal.

In signal processing, white noise is a random signal having equal intensity at different frequencies, giving it a constant power spectral density.

Brus kan man ha för att 'sampla' fram intressanta slumpmässiga spänningar men också för att skapa percussion eller mixa med andra signaler för att simulera blåsinstrument.

Snart blir det bara konstigheter, men redan RINGMODULATORN är en konstighet och vi får väl betrakta den som den "sista" standardmodulen.

I ring modulatorns ena ingång matar man in en frekvens (säg en ren sinus) - Asin (ω1t) och den andra ingången en annan frekvens Asin (ω1t), där ω1 och ω2 är två olika vinkelfrekvenser. Ringmodulatorn multiplicerar ihop dessa och, väldigt förenklat ger detta resultat:

Asin (ω1t) * Asin (ω1t) = Csin(ω1+ω2)t - Dsin(ω1-ω2)t

Om mina minnen av sin- och cosin-funktioner är rostiga, strunt i det, och förstå att ut från ringmodulatorn ramlar två nya frekvenser som är summan resp. skillnaden av de instoppade frekvenserna. Alltså, matar jag in 500Hz och 800Hz respektive får jag ut den nya summafrekvense 1300Hz och skillnadsfrekvensen 300Hz. Inga harmonier alltså och det låter för djävligt ....
Exempel: https://www.youtube.com/watch?v=c9Du4_pTBBI

Jag har byggt MFOS ringmodulator, vilken Ray Wilson sett till att göra väldigt användbar med egen VCO och en del andra finesser. Schemat visar bara själva modulatorn med det dedikarede chipet, AD633 (det var inte överdrivet billigt, runt 60 spänn för BARA åtta ben!!!). Andra kretsar man sett användas är MC1495/1496 och Silicon General hade en modulatorkrets benämnd SG3402. Operationen kan göras med ett gäng transistorer eller med två transformatorer + fyra dioder.

Ringmodulatorn används främst för att skapa "udda ljud" och emulerar typ klockor (kyrkklockor) hyggligt.

Går fint att ta en ringmodulator och mata utgången till ett skarpt filter och plocka ut ett av sidbanden och sedan till en ringmodulator igen så kan man byta plats på bas och diskant... Kommer alltid in på radio

Intressant att läsa om de olika modulerna när det är analogt.

Spänningskontrollerad förstärkare VCA går bra att göra med dubbla diff-steg där en transistor i varje par förstärker signalen och den andra matas med en ström in på basen som i sin tur "snor" strömmen för den andra. Diff-stegen har en strömgenerator också. Tekniken kallas för "current robbing" för att styra förstärkningen (också i radio där det används för AGC.) Men detta känner du säkert till.

Vilka idéer du kommer med!!

Jag har sett enkla VCA med ett diffsteg och en trissa, men de där multiplikatorkretsarna är uppbyggda som säger:
Jo en sak till. Poor mans ringmodulator ....



I min lilla Moog använder man en CD4046. Ena delen används som oscillator till topoktavgeneratorn och exorgrinden till ringmodulator .

Det var ju också en variant av ringmodulator med den digitala grinden, ja man multiplicerar med 1 och -1 i en traditionell "diodring" med 1N4148 t.ex.

Om man tar fyra optokopplare då, borde fungera.
Vanliga CMOS 4066 ska fungera med som ringmodulator med, har lite hög resistans bara. Finns ju en bättre krets FST3125 som har låga 4ohm när den leder.

MC1496 är en bra krets som jag har använt till att göra SSB- sändare med. Den har ju hängt med i många år. Kom väl på 70-talet.

Analog Devices kretsar är bra men dyra.

Nu lät du nästan som Pumba ... slemmiga men mättande ...

Först, många exotiska komponenter kan man hitta hos Unicorn Electronics. Det är en amerikansk firma som är helt suverän och ofta inte så dyr ändå (gissar att de har hordat ordentligt). Deras katalog: https://unicornelectronics.com/ftp/Catalogv168.pdf

Ringmodulatorer (och många andra moduler) kan man bygga lite hur-som-haver. I motsats till hemmastereon med älgpissfyllda högtalarsladdar för 200,000 svenska pengar, får en synt ha en alldeles egen personlighet och karaktär. Titta på filtren. Om det bara vore för att erhålla ett 1V/oktav 12dB LP-filter kunde man köra på "första bästa", men icke. Man vill ha karaktären från en Moog, en EMS eller VCS3. Alltså lite "missljud" är inget minus tvärtom.

Jag ska ut i köke ... verkstan för att löda lite, sedan CADa lite på en annan sorts sekvenser och kanske kanske kanske skriva om min(a) sekvenser.

Om man nu inte kan spela (förutom Gubben Noa med pekfingret, vilket ju funkar på en synt visserligen) vad gör man då? Jo, man låter något annat spela åt dig. Och här erbjuds en del lösningar. Jag presenterar två - SEKVENSERN och TURINGMASKINGEN.

Jag håller på med en sekvenser sedan flera år och jag planerar för en till. Sekvensern är i princip en räknare med en dekoder där dekoderns utgångar kopplas till potentiometrar som sedan summeras och i takt med att räknaren räknar kommer "summautgången" att presentera en analog spänning som varierar med tiden och beroende på hur potarna är ställda.
Här är en mycket enkel (och djäkligt tråkig) sådan:



Med 32 steg (eller 2x16 steg) i Ray Wilsons modell kan man göra mycket. Dessutom fnixar logiken så man kan stega uppåt, eller uppåt-nedåt eller helt random, välja om man ska köra alla 32 (eller 16) steg osv. Man kan göra mycket, sålunda.
Bilder på kortet som styr allt och in- och utsidan av underverket. Geekjoan ska ha en STOR eloge för den fantastiska panelen. De små korten tejpade på raden av skjutpotar fyller flera funktioner - dels ansluter de till en rad lysdioder, dels till switcharna som enkelt "stryper" gate/trigg-signalerna så man får en paus i "musiken".
Jag skissar på en enklare sekvenser med 16 steg men med dubblar rader potar. Tanken är att ena raden kopplas till en spänningsstyrd oscillator som genererar klocksignaler till synten och gör att man kan ställa längden på varje steg i sekvensen. Det är hur coolt som helst. Jag spanar på att göra en enkel spänningsstyrd oscillator med en 555, en vactrol och en opamp. Förresten det jag saknar i 32-stegaren är en extern klockingång, en synk/resetingång så man kan synka den sekvensern mot annat.

Här är en artikel som beskriver denna: http://privat.bahnhof.se/wb552721/pdf/supseq.pdf

Och här presenterar Ray Wilson sin Vari-Clock sequencer, där man styr klocktiden för varje steg:



Dock riktigt riktigt riktigt roligt kan det bli om man låter slumpen eller pseudo-slumpen skapa musiken. Jag skrev Turingmaskin, vilket är namnet på en modul som erbjuds entusiaster på nätet, men min modul heter infiNity Melody.

The name of the CGS32 module is a play on its function. Put simply, it generates a series of semi-random or themed stepped control voltages, or if you prefer, white and pink control voltages. The pink function is probably better known as 1/f.

Kort, den klockar in en slumpmässig signal (brus) och kör ut den i ett register vars utgångar omvandlar den digitala signalen till analog. Den analoga signalen får sedan styra syntens oscillatorer.

Jag kastade in en länk till MFOS Vari-clock sekvenser, vilken inte bara ställer utnivån i varje steg utan också ställer tiden hur länge varje steg ska vara aktiverad.
Nu har jag tagit fram mönsterkortsfiler till de tre olika kort som bygger upp EMMs SuperSeq: logiken med räknare/avkodare, utgångsmodulerna (till de dubbla potentiometrarna) och summerarna (som skickar du de sekventiella spänningarna). Men det finns ingen klocka för en tanke är att, då det finns dubbla uppsättningar potar, använder man den andra uppsättningen till att styra en VCO, vars enda uppgift är att agera klockoscillator till kretsen.
Men varför "offra" en VCO för detta jobb?? Jag testade med att koppla upp en enkel oscillator med en 555 och ersatte ett av timingmotstånden med en vactrol - NSL32. En vactrol är en optokopplare med led + fotomotstånd. NSL32 är en populär historia och ofta använd i kontaktlösa volymkontroller.
Jag lyckades inte alltför bra och fick ett förhållande på 1:10 (fullt på - fullt av). Ett förhållande på 1:100 hade varit bättre kanske. Grejen är att jag skulle kunna göra en mycket enkel VCO med en 555 och en NSL32, men jag får försöka mer.

Så här använder man optokopplaren i audioprylar:



Vactroler är för övrigt bra just i olika moduler där man ska ha varierbara resistanser som filter och förstärkare. Och tydligen till ringmodulatorer med .