Syntezátor Moody konstrukce Z. Hoška

Syntezátor Moody konstrukce Z. Hoška

A je tady další z konstrukcí p. Zdeňka Hoška. Klobouk dolů před konstrukcí a pečlivým zpracováním!

Elektronický hudební syntezátor

Tento hudební nástroj byl dokončen zhruba kolem roku 1984 a jako vzor posloužil dnes již klasický nástroj Minimoog. O těchto nástrojích bylo popsáno již hodně papíru a zájemce o tuto problematiku najde jistě mnoho schemat a poznatků na webu, event. ve specializované literatuře.

V době kdy byl tento nástroj vyvíjen nebyla k dispozici potřebná dokumentace a tak se postupovalo

metodou ověřování a zkoušení. Nakonec se podařilo dát dohromady koncepci nástroje, který umožnil

s tehdejší součástkovou základnou postavit přijatelný nástroj, zejména pak který bude mít optimální

ladění a teplotní stabilitu. Rozhodně tato stavba přinesla spoustu nových poznatků pro stavbu dalších

nástrojů a dnes by bylo možné postavit i amatérsky velice rozsáhlé modulární nástroje za přijatelnou

cenu. Bohužel toho času je nějak málo a je otázka zda by někdo tyto nástroje kupoval, neboť je ve

světě vyrábí mnoho firem.

Rozhodujícím principem při řízení tohoto nástroje je napěťové řízení jednotlivých funkčních bloků a to VCO (napěťově řízený oscilátor), VCF (napěťově řízený filtr), VCA (napěťově řízený zesilovač), ADSR ( napěťově řízený generátor obálky tónu pro VCF a pro VCA, generátor šumu (NG),dále to může být napěťově řízený modulátor, napěťově řízený reverb apod. což je dáno zvolenou koncepcí nástroje.

Jednotlivé moduly mohou být i samostatné, propojitelné externími kabely, umožňující libovolné

propojení, zde byla zvolena koncepce vnitřního propojení. Jednotlivé moduly mohou být použity i

vícenásobně. Zde je to např. 2x modul VCO což umožňuje oscilátory od sebe lehce odladit o několik

centů a vytvářet efekt typu chorus nebo je posunout o celou oktávu event. v jiném odstupu. Nástroj

je monofonní tzn. že obvody reagují vždy pouze na stisk jedné klávesy.

Popíšeme si stručně jednotlivé obvody tohoto syntezátoru:

Ovládání nástroje obstarává tříoktávová klávesnice klasických rozměrů, která obsahuje dva spínací

kontakty. Jedním se ovládá přes přesné odpory lineární napětí na vstupu VCO, druhým pak spouštěcí

signál pro moduly VCF, VCA, ADSR. Klávesnici pro amatérskou stavbu nebylo v té době jednoduché sehnat, jediným výrobcem byla Harmonika Hořovice, ovšem koupit ji pro soukromé účely nebylo vůbec jednoduché. Proto byla klávesnice komplet vyrobena ze dřeva a plastických materiálů. Docela dobře se na ni hraje. Spínací kontakty byly vyrobeny z ocelových strun a podélné sběrnice ze stříbrné pájky. Mezi kontakty musí být v okamžiku sepnutí minimální odpor, neboť vše se projeví ve výsledném tónu nebo nespolehlivém ovládání. Ideální by byly kontakty zlacené nebo použití skleněných jazýčkových kontaktů ovládaných magnety. Napěťím z klávesnice, které musí být přesně lineární u určitém rozsahu mezi dvěma klávesami, se ovládá modul S and H (sample and hold), který zajišťuje pomocí paměťového kondenzátoru výdrž napětí na vstupu VCO i po puštění klávesy a dále efekty glissando apod. Z tohoto modulu je ovládaný napěťově řízený oscilátor (VCO), který má na vstupu lineárně -exponenciální převodník. Na tomto místě je zapotřebí použít stabilní obvod s tranzistory na jednom substrátu a to tepelně stabilizovaný, jinak se bude nástroj různou teplotou rozlaďovat. Dnes lze použít např. obvody MAT-01 nebo LM394 ve smyčce s teplotně závislým odporem a zajistit tak teplotní nezávislost. Toto místo tedy představuje ožehavý problém při konstrukci nástroje. Převodník VCO může být řešen různě a na jeho výstupu je signál pilového tvaru, který lze nejlépe upravovat na jiný tvar a to nejčastěji sinusový, trojúhelníkový a obdélníkový. Rozsah tónu VCO lze přepínačem posouvat po celých oktávách v celém slyšitelném rozsahu, oba VCO plynule od sebe odlaďovat v různém rozsahu apod. Pilový signál obsahuje nejvíce harmonických a je vhodný např. pro imitaci smyčcových nástrojů.

Sinus pro imitaci fléten atd. Zajímavé je napěťové řízení šířky obdélníkového signálu (PWM), kdy lze

šířku plynule měnit buď ručně nebo rozmítat a vytvářet tak efekty typu chorus, neboť dochází ke změně harmonických tónů ve spektru signálu a to je výrazně slyšet. Výstupy z tvarovačů signálu se

slučují v mixeru kam je připojen i signál z generátoru šumu, kterým lze vytvářet zajímavé zvukové

efekty. Signál dále pokračuje na napěťově řízený filtr (VCF). Ten může být konstruován jako dolní

propust, horní propust, nebo pásmová propust řízená napětím a to s různou strmostí. Nejčastěji se

používá dolní řízená propust 12 nebo 24 dB s nastavením jakosti filtru. V tomto nástroji byl použitý

klasický žebříčkový filtr z nástroje Minimoog se strmostí 24 dB. Ten se výraznou měrou podílí na

výsledném zvuku nástroje a vytváří klasické zvuky jak je známe z těchto nástrojů. Napěťové ovládání

zajišťuje modul ADSR (attack, decay, sustain, release), kterým lze nastavit libovolný průběh obálky

signálu a tak imitovat různé průběhy od perkusních po klasické varhaní apod. Modul ADSR je řízen

spouštěcím signálem impulzního charakteru z klávesnice. Tyto moduly jsou dva a druhý ovládá modul VCA (napěťově řízený zesilovač) se zesílením od nuly do plného otevření. Lze tak podle obálky imitovat např. klavírní zvuky, perkuse, pomalé náběhy, dozvuky apod. Moduly ADSR mají indikaci LED a tak lze průběh signálu přednastavit. Na výstupu je zesilovač a výstupní konektory pro zesilovač a sluchátka. Nástroj dále obsahuje modul modulátoru , který může být opět řízený ručně nebo napětím a lze jím modulovat VCO, VCF nebo VCA a vytvářet tak efekty typu vibráto, tremolo, leslie apod. Napájení obstarává dvojitý zdroj napětí 15 V s indikací.

Nástroj je vestavěný do dřevěné skříně, panel hliníkový s popisem. Součástková základna komplet z tuzemské výroby té doby. Dnes by stavba nástroje byla daleko efektivnější vzhledem k dostupnosti moderních integrovaných obvodů a dalších součástek.

Dnes by bylo zajímavé vestavět do nástroje modul dozvuku např. s obvodem PT2399 a rozšířit tak

zvukové možnosti. Na webu lze dnes nalézt mnoho návodů na stavbu těchto nástrojů a bylo by možné

postavit zajímavé konstrukce. Jsou známé i zdařilé softwarové aplikace těchto nástrojů. Hardware ale

zůstane asi klasikou. Stavba nástroje s ohledem na bývalou součástkovou základnu jistě nebyla

jednoduchá, zejména získat alespoň nějakou dokumentaci k laborování bylo velice obtížné ( absence

webu, časopisů apod.), přesto ale i dnes je tento nástroj zvukově srovnatelný s Minimoogem. Podobný

syntezátor vyráběla sériově firma Vermona, u nás byl připraven syntezátor Antares jehož popis bude

uveřejněn i na tomto webu, dále Antares 2, který již splňoval přísná měřítka na vybavení. Bohužel, k výrobě těchto nástrojů u nás nedošlo. Pouze snad zmínka o syntezátoru Unisono s malými klávesami, který byl ale spíše jen hračkou na tomto webu. V zahraničí to byla celá škála těchto nástrojů. S nimi se zájemci mohou seznámit na různých webových stránkách. Konstruktér tohoto nástroje během dalších let laboroval s různými moduly a snahou bylo postavit velký modulární syntezátor. Ten je doposud ve stádiu dokumentačním s různými změnami které přinášejí nové technologie. Autor si rád vymění poznatky s jinými zájemci o stavbu těchto nástrojů, byl bych proto rád pokud by i další konstruktéři uveřejnili své konstrukce na tomto webu.

Problematika obvodového řešení těchto nástrojů je jistě daleko složitější a tak jen toto malé připomenutí této zajímavé oblasti v hudebních nástrojích.

Technické údaje:

Rozměry: 700 x 330 x 250 mm

Napájení: 220 V

Klávesnice: 3 oktávy mono, dva spínací kontakty

Vstupy: sequencer, ext. vstup VCF

Výstupy: sluchátka, zesilovač

Kmitočtový rozsah: 20 Hz - 16 kHz

Osazení polovodiči: 13 ks IO, 45 ks tranzistor, diody

Zvuk: libovolný průběh, výška tónu ovládatelná klávesnicí

Efekty: glissando, havaj,vibráto, tremolo, perkuse, mandolina, šum atd.

Ovládací prvky: dle foto

Hmotnost: cca 10 kg