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
 

1 člověk ohodnotil tento článek.

Komentáře

1 Libor Vidlař | E-mail | 20. března 2010 v 14:48 | Reagovat

Je to perfektní práce . Ještě to slyšet.

2 Hozd | 12. dubna 2010 v 21:55 | Reagovat

Děkuji za uznání. Bohužel konstrukce za těch 30 let trochu zastarala, přesto technické řešení by s moderními součástkami bylo dnes podobné. Zvukové vlastnosti bohužel na tomto blogu předvést nelze a nástroj nebyl v provozu již téměř 20 let, i když v době vzniku tam ten zvuk Minimoogu byl zcela zřetelný díky nezaměnitelnému filtru.[1]:

Nový komentář

Vezměte na vědomí, že diskuse je moderována. Než se nový komentář začne zobrazovat, musí jej nejdříve schválit autor blogu.

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.