Модульный синтезатор

Муг 55 (около 1972–1981 гг.)

Стив Поркаро из Toto с модульным синтезатором в 1982 году.

Модульные синтезаторы — это синтезаторы, состоящие из отдельных модулей для разных функций. Модули могут быть соединены пользователем вместе для создания патча . Выходы модулей могут включать в себя аудиосигналы , аналоговые управляющие напряжения или цифровые сигналы для логических или временных условий. Типичными модулями являются генераторы, управляемые напряжением , фильтры, управляемые напряжением , усилители, управляемые напряжением, и генераторы огибающих .

История

Первый модульный синтезатор был разработан немецким инженером Харальдом Боде в конце 1950-х годов. В 1960-е годы были представлены синтезатор Moog и модульная электронная музыкальная система Buchla , созданные примерно в тот же период. Moog состоял из отдельных модулей, которые создавали и формировали звуки, таких как огибающие , генераторы шума , фильтры и секвенсоры . подключены патч-кордами .

Японская компания Roland выпустила Roland System 100 в 1975 году, за ней последовали System 700 в 1976 году и System 100m в 1979 году.

В конце 1970-х годов модульные синтезаторы начали в значительной степени вытесняться в поп-музыке высокоинтегрированными клавишными синтезаторами, стойками с MIDI -подключаемым оборудованием и сэмплерами . К 1990-м годам модульные синтезаторы вышли из моды по сравнению с более дешевыми и меньшими цифровыми и программными синтезаторами. Однако по-прежнему существовало сообщество, которое выбрало подход с физическими исправлениями, гибкость и надежность традиционных модульных систем.

С конца 1990-х годов произошел всплеск популярности аналоговых синтезаторов, чему способствовала практика физической стандартизации, увеличение доступного ретро-оборудования и интереса, снижение производственных затрат и повышение электронной надежности и стабильности, вновь открытая способность модулей управлять вещами, отличными от звука, и в целом повышенное образование за счет разработки систем виртуального синтеза, таких как VCV Rack , MAX/MSP, Pd и Reaktor и т. д.

Типы модулей

Основными модульными функциями являются: сигнал, управление, логика/тайминг. Обычно входы и выходы представляют собой электрическое напряжение .

Разница между модулем синтезатора и автономным блоком эффектов заключается в том, что блок эффектов будет иметь соединения для ввода и вывода аудиосигнала, а также ручки или переключатели, позволяющие пользователям управлять различными параметрами устройства (например, скоростью модуляции для эффект хоруса), тогда как модуль синтезатора может иметь соединения для входа и выхода, но также будет иметь соединения для дальнейшего управления параметрами устройства другими модулями (например, для подключения модуля низкочастотного генератора к входу модуляции модуль задержки для получения эффекта хоруса.)

Существует множество различных типов модулей. Модули с одинаковыми базовыми функциями могут иметь разные входы, выходы и элементы управления в зависимости от степени их сложности. Некоторые примеры включают генератор, управляемый напряжением (ГУН), который может иметь варианты синхронизации (жесткой или мягкой), линейной или экспоненциальной частотной модуляции и переменной формы сигнала; фильтр, управляемый напряжением (VCF), который может иметь регуляторы как резонанса, так и полосы пропускания; и генератор огибающей, который может обеспечивать выходные данные на каждом этапе процесса. Примеры более сложных модулей включают преобразователь частоты, секвенсор и вокодер.

Модульные синтезаторы могут быть громоздкими и дорогими. Существуют некоторые стандарты, которым производители следуют в отношении своего диапазона физических синтезаторов, например, управляющее напряжение 1 В/октаву, а также пороговые значения затвора и триггера, обеспечивающие общую совместимость; однако для подключения синтезаторов разных производителей могут потребоваться кабели с разными типами вилок.

Doepfer A-100 (с 1995 г. по настоящее время)

Немецкий инженер Дитер Допфер полагал, что модульные синтезаторы по-прежнему могут быть полезны для создания уникальных звуков, и создал новую модульную систему меньшего размера Doepfer A-100. Это привело к появлению нового стандарта модульных систем Eurorack ; По состоянию на 2017 год более 100 компаний, включая Moog и Roland, разрабатывали модули Eurorack.

Типовые модули

Модули обычно можно разделить на источники или процессоры. Стандартные модули модульного синтезатора:

Источники – характеризуются выходом, но отсутствием входного сигнала; он может иметь управляющие входы:

• VCO — генератор, управляемый напряжением , выдает сигнал, частота которого зависит от входного управляющего напряжения и настроек. В своей базовой форме это могут быть простые сигналы (чаще всего прямоугольная или пилообразная волна, но также могут быть импульсные, треугольные и синусоидальные волны), однако их можно динамически изменять с помощью таких элементов управления, как синхронизация, частотная модуляция и саморегулирование. модуляция.
• Источник шума. Общие типы шума, предлагаемые модульными синтезаторами, включают белый , розовый и низкочастотный шум.
• LFO — низкочастотный генератор может управляться или не управляться напряжением. Он может работать с периодом от сороковой секунды до нескольких минут. Обычно он используется в качестве управляющего напряжения для другого модуля. Например, модуляция VCO создаст частотную модуляцию, воспринимаемую как вибрато , а модуляция VCA создаст амплитудную модуляцию, воспринимаемую как тремоло , в зависимости от контрольной частоты. Прямоугольный выходной сигнал LFO можно использовать в качестве логического выхода для функций синхронизации или запуска на других модулях.
• Например: Генератор огибающей является источником переходного напряжения. Сигнал управления триггером, подаваемый на генератор огибающей, создает единственное напряжение определенной формы. Часто конфигурируемый как ADSR (атака, затухание, сустейн, релиз), он обеспечивает управляющее напряжение, которое возрастает и падает. Обычно он управляет амплитудой VCA или частотой среза VCF, но изменяемая структура синтезатора позволяет использовать генератор огибающей для модуляции других параметров, таких как частота или ширина импульса ГУН. Иногда доступны более простые EG (AD или AR) или более сложные (DADSR — задержка, атака, затухание, сустейн, релиз).
• Секвенсор или аналоговый секвенсор — это семейство составных типов модулей, которые могут быть источником или процессором. В качестве источника, в зависимости от конфигурации, он может генерировать последовательность напряжений, обычно устанавливаемых путем регулировки значений с помощью ручек на передней панели. Секвенсор также может выводить триггер или гейт на каждом этапе. Секвенсоры активируются с помощью триггера, подаваемого на триггерный вход. Конструкции могут предусматривать шаг вперед или назад, колебательные схемы, случайный порядок или использование только ограниченного количества шагов. Примером аналогового секвенсора и контроллера такого уровня сложности является комбинация Doepfer A-154, A-155.

Процессоры – характеризуются сигнальным входом и выходом и могут иметь управляющие входы:

• VCF — фильтр, управляемый напряжением , который ослабляет частоты ниже (высокочастотный), выше (низкочастотный) или одновременно ниже и выше (полосовой) определенной частоты . Большинство VCF имеют переменный резонанс, иногда управляемый напряжением.
• VCA — Усилитель, управляемый напряжением , изменяет амплитуду сигнала в зависимости от приложенного управляющего напряжения. Кривая отклика может быть линейной или экспоненциальной. Также называется двухквадрантным множителем .
• LPG — затвор нижних частот, представляет собой составной модуль, аналогичный VCA, совмещенному с VCF. В схеме используется резистивный оптоизолятор для реагирования на управляющее напряжение, который также фильтрует звук, пропуская больше высокочастотной информации при более высоком усилении.
• RM — Кольцевой модулятор . Два аудиовхода используются для создания суммы и разности частот при подавлении исходных сигналов. Также называется аналоговым умножителем или смесителем частоты .
• Микшер – модуль, добавляющий напряжения.
• Несколько — разветвление выходного напряжения на несколько входов.
• Ограничитель поворота — субаудио фильтр нижних частот . При использовании в цепи управления напряжением генератора возникает эффект портаменто .
• S&H — выборка и удержание , обычно используется в качестве процессора управляющего напряжения. В зависимости от конструкции, обычно восходящий фронт (триггер) фиксирует значение напряжения на входе и выводит это напряжение до тех пор, пока вход триггера не прочитает другое напряжение и не повторит процесс.
• Секвенсор (см. также выше), как процессор, может иметь входной сигнал на каждый шаг (местоположение или этап), который выводится при переходе на него. Примером секвенатора этого типа является Doepfer A-155.
• Пользовательские входы управления. К модульному синтезатору можно подключить любое напряжение, при условии, что оно находится в рабочем диапазоне напряжения инструмента, обычно от -15 В до +15 В.

Современные производители модульных аппаратных синтезаторов

Последний Феникс

Предложения по аппаратному обеспечению варьируются от полных систем в футлярах до комплектов для любителей. Многие производители пополняют свой ассортимент продуктами, основанными на недавних модификациях классических модулей; часто как оригинальная, так и последующие переработанные конструкции доступны бесплатно в Интернете, поскольку срок действия оригинальных патентов истек. Многие дизайнеры-любители также предоставляют пустые печатные платы и передние панели для продажи другим любителям.

• Электронные музыкальные инструменты Buchla (ранее Buchla & Associates)
• Музыкальная электроника Doepfer ( А-100 )
• Moog Music (ранее Big Briar, ранее Moog)
• Технология синтеза
• ПАиА Электроника
• Аналоговые системы
• Системы преобразования звука
• Студия электроники
• Synthesizers.com
• Синтон Феникс

Технические характеристики

Форм-факторы

Многие ранние модули синтезаторов имели высоту в целых дюймах: 11 дюймов (например, Roland 700), 10 дюймов (например, Wavemakers), 9 дюймов (например, Aries), 8 дюймов (например, ARP 2500), 7 дюймов (например, Polyfusion). , Buchla, Serge), 6 дюймов (например, Emu) и шириной, кратной 1/4 дюйма. В последнее время стало более популярным использовать стандартную систему стоек 19 дюймов : 6U (Wiard), 5U (например, 8,75 дюйма). , Moog/Modcan), 4U (например, Serge), 3U ( Eurorack ).

В частности, следует отметить два стандарта блоков 3U: Frac Rack (например, PAiA), в котором все 3U используется для передней панели, и Eurorack (например, Doepfer), который имеет горизонтальную кромку шириной 2 мм, между которой располагаются передние панели. . Существуют и другие незначительные вариации, когда европейские или японские производители округляют размер U в большую или меньшую сторону до более близкого удобного метрического эквивалента; например, обычные модули высотой 5U имеют длину ровно 8,75 дюйма (222,25 мм), но неамериканские производители могут предпочесть 220 или 230 мм.

Электрический

диаметром 1/4 дюйма (6,3 мм) или 3,5 мм Другие различия заключаются в используемых вилках, которые могут соответствовать телефонным разъемам , разъемам типа «банан» или макетной платы соединительным проводам ; в основном питании, которое чаще всего составляет ±12 В. или ±15 В, но может находиться в диапазоне 2,5±2,5 В. до 0±18 В для разных производителей или систем; в напряжениях триггера или затвора (S-триггер Moog или положительный затвор) с типичными уровнями аудиосигнала (часто ±5 В с запасом ±5 В); и с управляющими напряжениями в вольтах/октаву, обычно 1 В/октаву, но в некоторых случаях 1,2 В/октаву.

В большинстве аналоговых модульных систем частота экспоненциально связана с управляющим напряжением (например, 1 вольт/октава или 1,2 вольт/октава), что иногда называют линейным , поскольку человеческое ухо воспринимает частоты логарифмически, при этом каждая октава имеет одинаковый воспринимаемый размер. . Некоторые синтезаторы (например, Korg MS-20 , ETI 4600 ) используют систему, в которой частота (но не воспринимаемая высота тона) линейно зависит от напряжения.

Из-за постоянно меняющегося характера ручек и ползунков воспроизведение точного патча может быть затруднено.

Модульные программные синтезаторы

Существуют также программные синтезаторы для персональных компьютеров , организованные в виде взаимосвязанных модулей. Многие из них представляют собой виртуальные аналоговые синтезаторы, модули которых имитируют функциональность оборудования. Некоторые из них также представляют собой виртуальные модульные системы, имитирующие реальные исторические модульные синтезаторы.

• АудиоМульча
• Arturia Modular V
• Гадула
• Bitwig Studio (Сетка)
• ЧакК
• CreamwareAudio Modular III
• Cзвук
• Допфер
• МаксМСП
• Муг Модель 15
• Кима
• Чистые данные
• Реактор
• СанВокс
• СуперКоллайдер
• Стойка ВКВ
• Рен для Windows (с открытым исходным кодом)

Компьютеры стали настолько мощными, что программы могут реалистично моделировать сигналы, звуки и возможность внесения изменений в модульные синтезаторы. Несмотря на то, что программные модульные синтезаторы потенциально лишены физического присутствия желаемой аналоговой генерации звука, реального манипулирования напряжением, ручек, ползунков, кабелей и светодиодов , они предлагают бесконечные вариации и визуальные исправления по более доступной цене и в компактном форм-факторе.

Популярные форматы плагинов , такие как VST, можно комбинировать модульным образом.

Полумодульные синтезаторы

Volca Modular — компактный полумодульный синтезатор.

Модульный синтезатор имеет корпус или раму, в которую можно устанавливать произвольные модули; модули обычно соединяются друг с другом с помощью патч-кордов, и система может включать модули из разных источников, если они соответствуют форм-фактору корпуса и используют одни и те же электрические характеристики.

С другой стороны, полумодульный синтезатор представляет собой набор модулей от одного производителя, который образует целостный продукт, инструмент. Модули нельзя заменять, и обычно типичная конфигурация предварительно смонтирована. Модули обычно неразъемны и физически могут быть частями смежной печатной платы. Однако производитель предоставляет механизмы, позволяющие пользователю подключать модули в разном порядке и часто подключать внешние компоненты или модули (выбираемые и поставляемые пользователем) между модулями прибора.

Матричные системы

Синтезаторы EMS (VCS 3) II

В матричных системах вместо патч-кордов используются матрицы контактов или другие перекрестные переключатели. ARP 2500 был первым синтезатором, в котором использовалась фиксированная матрица переключателей. Матрица контактов стала популярной в EMS VCS-3 и его потомках, таких как EMS Synthi 100 . Другие системы включают ETI 4600 и Maplin 5600.

Четкая логическая структура этих матриц вдохновила многих производителей, таких как Arturia, на включение программируемых в цифровом виде матриц в свои аналоговые или виртуальные аналоговые синтезаторы. Многие полностью цифровые синтезаторы, такие как Alesis Ion , используют логику и номенклатуру матрицы модуляции , даже когда графическая компоновка аппаратной матрицы полностью отсутствует.

Системы отмены исправлений

Различные модули полумодульного синтезатора соединены вместе в типовую конфигурацию, но пользователь может пересоединить их с помощью патч-кордов. Некоторые примеры: ARP 2600 , Anyware Semtex, Cwejman S1, EML101, Evenfall Minimodular, Future Retro XS, Korg MS-10 / MS-20 / PS-3100 / PS-3200 / PS-3300 , Mungo State Zero, Roland System 100. , Korg Volca Modular и Moog Mother-32 .

Электронно реконфигурируемые системы

Реконфигурируемые системы позволяют маршрутизировать определенные сигналы через модули в разном порядке без использования патч-кордов. Примеры включают Матрицу Обергейма и Цветность Родса , а также Муг Вояджер.

Гибридные модульные синтезаторы

Гибридные синтезаторы используют комбинацию аппаратного и программного обеспечения для реализации патчей. Примеры включают Arturia Origin от Arturia (полностью автономный), Clavia Nord Modular и Clavia Nord Modular G2 (для редактирования патчей требуется внешний компьютер) и Audiocubes .

См. также

• Чиптюн
• Гибка контура
• Звуковой модуль
• Включенный Бах

Внешние ссылки

• 120 лет электронной музыки Информация о классических модульных синтезаторах
• Synthmuseum.com Ресурс с информацией и изображениями о старинных синтезаторах.
• Модульные аналоговые синтезаторы возвращаются! Статья о новых модульных системах
• Модульный музыкальный телевизор Веб-сайт, посвященный обучающим материалам, новостям, выступлениям и многому другому с использованием модульных систем.
• Обобщенное введение в концепции модульного аналогового синтеза. Статья о концепциях модульного аналогового синтеза.
• ModularSynth.co Сеть производителей и производителей модульных синтезаторов

Механические характеристики

• Сравнительная таблица модульных синтезаторов
• Модульные форм-факторы
• ДотКом Муг 5U
• Синтез МОТМ 5У
• ПАиА ФракРак
• Допфер Еврорэк 3U
• Интелиджель 1U
• Плитки Pulp Logic «1u»