Květen 2009

Delicia Sonáta

16. května 2009 v 8:54 | Najvrtson |  Muzeum - nástroje
Delicia Sonáta (1972)

Delicia Sonáta jsou dvoumanuálové tranzistorové varhany s pedály vějířovitého tvaru s plným rozsahem 2,5 oktávy. Oba manuály mají po pěti oktávách. Více je nezbytno poznat z fotografií, které jsem "ukradl" na Aukru, kde se tento nástroj nedávno dražil. Prosím kohokoliv, kdo by o něm něco věděl o bližší popis a nějaké detailnější fotografie. Taktéž se omlouvám autorovi fotografií za jejich použití...

Elektronické varhany Zd. Hoška

16. května 2009 v 8:51 | Zdeněk Hošek |  Amatérské konstrukce

Elektronické varhany s doprovodnou a rytmickou jednotkou


Tyto elektronícké pětioktávové varhany s doprovodnou bicí a harmonickou jednotkou
vznikly především díky získání několika základních desek z vraku továrního nástroje a
především snaze konstruktéra postavit opět adekvátní nástroj. Jak je patrné z přiložených
fotografií, tento záměr se podařilo naplnit a nástroj byl postaven koncem roku 1993.
Popíšeme si tedy některé vlastnosti, vlastně továrního nástroje a postřehy při stavbě s využitím části originálních dílů.
Bohužel do dneška se nástroj nepodařilo zcela dokončit a to zejména finální úprava vrchního
panelu. Jak již bylo řečeno nástroj obsahuje desky z továrních varhan HT 61-BD, které
pravděpodobně představovaly vrchol v konstrukci elektroniky pro hudební nástroje v našich
končinách té doby. Je zřejmé že z pohledu hudebníka nesplňovaly některá kriteria na hru,
rovněž použití obvodu MHB208 dávalo předpoklady jen pro určitou barvu zvuku. Varhany
byly ale určeny spíše pro širší veřejnost a v profesionálních souborech byste je jen těžko
hledali. Některé další vlastnosti nástroje jsou popsány v článku o originálním nástroji HT 61-BD dnes již neexistujícího výrobce Delicia Hořovice na tomto webu.
Při pohledu do útrob nástroje je zřejmé že zapojení je velmi složité a vyznat se v něm není
jednoduché. Srdcem nástroje jsou dva obvody MHB208 vyráběné tehdy v Tesle Piešťany. Obvod je úplných ekvivalentem typu M208 od firmy SGS Ates, který se používal mimo jiné
v konstrukcích varhan zahraniční výroby. Tento obvod použitý již ve varhanách HT37, má na
svém výstupu tři stopy a to 2´, 4´, 8´. Využitím druhého obvodu MHB208 jako slave bylo
umožněno doplnit ještě další stopu 16´ takže varhany jsou čtyřstopé. Využitím druhého obvodu bylo možné tento od prvního částečně odlaďovat a docílit tak působivého efektu
chorus v pomalém či rychlém režimu. Výstupy obvodů jsou dále přiváděny do rejstříkové
části s aktivními filtry a na elektronické přepínače signálu tvořené obvody typu MHB4053 apod. Adresování hlavních obvodů obstarává matice diod u klávesnice zajišťující výběr
příslušných oblastí. Informace o obvodu MHB208 je možné získat z katalogového listu
výrobce a ještě dnes koupit tento obvod ve výprodeji u různých dodavatelů. Později byl ale
tento obvod překonán obvody, které umožňovaly nahrát přímo vzorky různých nástrojů do
paměti a ty pak podobným výběrem přehrávat. U tohoto nástroje jsou výstupy pouze
obdélníkového tvaru a tak je spektrum chudé na vyšší harmonické. Takt obvodů zajišťuje
generátor hodin na 2 MHz, který je modulován generátorem vypínatelného vibráta.
Srdcem doprovodné části jsou obvody MHB2716 a MH74188, ve kterých jsou uloženy
jednotlivé rytmy nástroje, výstupy pokračují do analogové části kde jsou vlastní obvody pro
různé bicí nástroje. Součástí jsou i další pomocné obvody jako generátor hodin, čítač,
různé kodéry, elektronické spínače, tvarovače atd. Výstupy solo a doprovodné části jsou
slučovány pomocí regulátorů hlasitosti a zesilovány v zesilovači. Na výstupu jsou dva
reproduktory. Napájení obstarává napájecí zdroj se stabilizátory napětí.
Zapojení není jednoduché a při poruše je obtížné se bez schematu zapojení vůbec v obvodech vyznat. To autor poznal když přestala fungovat bící jednotka. Provázanost logiky je zde tak
široká že bez logické sondy a znalosti digitální techniky je velmi obtížné nástroj opravit.
Původní nástroj měl spínací systém řešen pomocí gumových meandrů tj. na způsob počítačových klávesnic či kalkulaček. Zde autor zvolil klasické spínání pomocí drátových
kontaktů a dělených sběrnic ze stříbrného drátu. Tento způsob se osvědčil a hráč má dobrý
pocit při kontaktu s klávesnicí, tóny dobře nasazují. Nástroj byl vestavěn do nové skříně
potažené koženkou. V horní části je hliníkový panel s ovládacími prvky. Mikrospínače klasické telefonní, indikace LED diodami, potenciometry ve slučovací části otočné.
Pro zlepšení účinnosti smyčcových nástrojů byly varhany dále doplněny efektem chorus na
bázi obvodu TDA1022. Zvýšila se tak přirozenost těchto nástrojů při hraní. Zajímavější by
byl ale jistě tzv. tojfázový chorus použitý např. v nástroji ARP Solina. Autor dále koketoval
s myšlenkou dovybavit nástroj digitálním dozvukem na bázi obvodu PT2399, bohužel k tomu
již nedošlo, přesto že by takováto efektová jednotka výraznou měrou přispěla k výslednému
zvuku nástroje. Je škoda že tyto efekty nezabudoval do původní konstrukce již výrobce, rozhodně by se tak zvedla funkční hodnota nástroje.
Dnes se tyto varhany, jako mnoho jiných podobných výrobků té doby, již nevyužívají. Byly
nahraženy novými nástroji, které mají přeci jen modernější zvuky. Možná kdyby výrobce dále tyto technologie rozvíjel dočkali bychom se i pokračování. Zřejmě vše však bylo příliš těžkopádné, neboť elektroniku pro varhany vyvíjel jiný resort než finální dodavatel nástrojů. K dalším krokům tak již nedošlo a výroba klávesových nástrojů byla u nás v 90. tých letech ukončena. Tato konstrukce je proto i připomínkou zajímavého řešení poměrně
složitých elektronických varhan s doprovodnou jednotkou.
Je samozřejmé že tento článek nemůže vyčerpat poměrně složitou problematiku obvodového řešení těchto nástrojů. Autor prostudoval mnoho literatury týkající se stavby
varhan a další i postavil. Rád si proto vymění poznatky i s dalšími konstruktéry varhan,
neboť tato oblast ač velmi náročná na čas je i velmi zajímavá. Bohužel čas na stavbu nových
nástrojů již dnes není a podobné "samohrajky" se dají koupit velice levně.


Technické údaje:
Rozměry: 950 x 450 x 100 mm
Napájení: 220 V, příkon cca 35 W
Klávesnice: 5 oktáv polyfonní 61 klasických kláves, rozsah C - c4, funkce split rozdělení man. na
17 + 44 kláves, jeden spínací kontakt pod klávesou
Výstupy: sluchátka, nožní regulátor hlasitosti, ext. reproduktor
Zesilovač: 2x5 W/ 4 ohm
Zvuk: polyfonní max. 4 stopy na klávesu
Rejstříky: Organ 4 druhy, Flétna, Vibrafon, Piano, Bass, Klarinet, Akordeon, Trumpeta, Brass, Cello,
Harp, Violin, String
Doprovod: Piano, String na 17 kláves
Bicí jednotka: Waltz, Beat, Polka, Disco, Tango, Rock, Beguinne, Shuffle, Samba, Swing, Bossa
Nova, Slow Rock
Efekty: chorus pomalý-rychlý, chorus central, vibráto, perkuse, sustain,
Regulátory hlasitosti: melodická část, bicí jednotka, doprovodná jednotka, bass jednotka, central hlas.
ladění +- 60 centů
Ovládací prvky: dle foto
Hmotnost: cca 15 kg
Provedení: viz foto

Výrobce: amatérský výrobek s využitím originálních komponent.
Konstrukce: Zdeněk Hošek
Vyrobeno: r. 1993
Dokument vypracován: 8.5.2009

Syntezátor Moody konstrukce Z. Hoška

4. května 2009 v 21:37 | Zdeněk Hošek |  Amatérské konstrukce
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 softwérové 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
Provedení: viz foto

Dnes se na nástroj hraje pouze vyjímečně v souhře s polyfonním nástrojem - varhanami..
Výrobce: amatérský výrobek
Konstrukce: Zdeněk Hošek
Vyrobeno: r. 1984
Dokument vypracován: 15.4.2009