Модульный синтезатор - Modular synthesizer

Модульные синтезаторы находятся синтезаторы состоит из отдельных модулей разного назначения. Модули могут быть соединены вместе с помощью патч-кордов, матричной коммутационной системы или переключателей пользователем для создания пластырь. Выходные сигналы (напряжения) модулей могут функционировать как (аудио) сигналы, управляющие напряжения или логические / временные условия. Типичные модули - это генераторы (работают с частотой), фильтры (спектр), усилители / вентили (амплитуда) и генераторы огибающих (динамическое управление).

История

Moog 55 (с 1972 по 1981 год)

Первый модульный синтезатор разработал немецкий инженер. Харальд Боде в конце 1950-х гг.[1] В 1960-е годы были представлены Синтезатор Moog и Модульная электронная музыкальная система Buchla, созданный примерно в тот же период.[2] Moog состоял из отдельных модулей, которые создавали и формировали звуки, такие как конверты, генераторы шума, фильтры, и секвенсоры,[3][4] связаны патч-корды.[5]

Японская компания Роланд выпустил Roland System 100 в 1975 г. Система 700 в 1976 г. и Система 100 м в 1979 г.[6]

К 1990-м годам модульные синтезаторы потеряли популярность по сравнению с более дешевыми и компактными цифровыми и программными синтезаторами.[6] Немецкий инженер Дитер Допфер считал, что модульные синтезаторы все еще могут быть полезными для создания уникальных звуков, и создал новую, меньшую модульную систему Doepfer A-100. Это привело к появлению нового стандарта для модульных систем, Eurorack; по состоянию на 2017 год более 100 компаний, в том числе Муг и Roland разрабатывали модули Eurorack.[6]

Doepfer A-100 (с 1995 г. по настоящее время)
EMS Synthi (VCS 3) II
Последний Fénix

Типы модулей

Основные модульные функции: сигнал, управление, логика / синхронизация. Обычно входы и выходы представляют собой электрические Напряжение.

Разница между модулем синтезатора и модулем блок эффектов заключается в том, что блок эффектов будет иметь разъемы для ввода и вывода аудиосигнала и регуляторы или переключатели для музыканта, чтобы управлять различными параметрами устройства (например, скоростью педали хоруса), в то время как модуль синтезатора может иметь разъемы для ввода и выход, но также будут иметь разъемы, чтобы параметры устройства могли в дальнейшем управляться другими устройствами / модулями (например, для подключения внешнего низкочастотного генератора к модулю задержки для получения эффекта хоруса).

Существует много разных типов модулей. Модули с одинаковыми основными функциями могут иметь разные входы, выходы и элементы управления в зависимости от степени их сложности. Некоторые примеры включают в себя генератор, управляемый напряжением (VCO), который может иметь опции для синхронизации (жесткой или мягкой), линейной или экспоненциальной частотной модуляции и переменной формы волны; фильтр с регулируемым напряжением (VCF), который может иметь регуляторы как резонанса, так и полосы пропускания; и Последователь конверта, который может предоставлять выходные данные на каждом этапе процесса. Примеры более сложных модулей включают преобразователь частоты, секвенсор и вокодер.

Есть некоторые стандарты, которым следуют производители для своего диапазона физических синтезаторов, такие как управляющее напряжение 1 В на октаву и пороги стробирования / запуска, обеспечивающие общую совместимость; однако для подключения синтезаторов разных производителей могут потребоваться кабели с разными типами вилок.

В прошлом модульные синтезаторы часто были громоздкими и дорогими. Из-за того, что ручки и ползунки постоянно меняются, воспроизведение точного патча может быть затруднено или почти невозможно. В конце 1970-х модульные синтезаторы начали в значительной степени вытесняться в поп-музыке высокоинтегрированными клавишными синтезаторами, стойками MIDI -соединенная шестерня, и пробоотборники. Тем не менее, по-прежнему оставалось сообщество, которое выбрало физически исправленный подход, гибкость и качество традиционных модульных систем. С конца 1990-х гг.[когда? ] произошло возрождение популярности аналоговых синтезаторов, чему способствовали методы физической стандартизации, рост «ретро» -оборудования и интереса, снижение производственных затрат и повышение надежности и стабильности электроники, вновь открытая способность модулей управлять вещами, отличными от звука, и обычно повышенное образование за счет разработки систем виртуального синтеза, таких как Стойка VCV, MAX / MSP, Pd и Reaktor и т. Д.

Типовые модули

Модули обычно можно разделить на источники или процессоры. [7]

Вот некоторые стандартные модули, которые можно найти практически в любом модульном синтезаторе:

Источники - характеризуется выходом, но без входного сигнала; он может иметь управляющие входы:

  • VCO - Генератор, управляемый напряжением, источник постоянного напряжения, который будет выдавать сигнал, частота которого зависит от настроек. В своей основной форме они могут быть простыми формы волны (чаще всего прямоугольная или пилообразная волна, но также включает импульсные, треугольные и синусоидальные волны), однако их можно динамически изменять с помощью таких элементов управления, как синхронизация, частотная модуляция и самомодуляция.
  • Источник шума - источник, выводящий случайное напряжение. Общие типы шума, предлагаемые модульными синтезаторами, включают: белый, розовый, и Низкая частота шум.
  • LFO - А 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 вызовет частотную модуляцию и может создать вибрато, при модуляции VCA будет происходить амплитудная модуляция и может возникнуть тремоло, в зависимости от частоты управления. Прямоугольная волна может использоваться в качестве логической / временной / триггерной функции.
  • EG - An генератор конвертов источник переходного напряжения. Триггер в присутствии затвора, приложенный к генератору огибающей, выдает одно сформированное напряжение. Часто настраивается как ADSR (Attack, Decay, Sustain, Release) он обеспечивает переходное напряжение, которое растет и падает. Он может быть запущен клавиатурой или другим модулем в системе, который производит быстро нарастающий триггер при наличии строба. Обычно он управляет амплитудой VCA или частотой среза VCF, но подключаемая структура синтезатора позволяет использовать генератор огибающей для модуляции других параметров, таких как частота или ширина импульса VCO. Иногда доступны более простые EG (AD или AR) или более сложные (DADSR - Delay, Attack, Decay, Sustain, Release).
  • Секвенсор, также иногда называемый аналоговым пошаговым секвенсором, представляет собой семейство типов составных модулей, которые могут быть источником или процессором, см. также ниже. В качестве источника, в зависимости от конфигурации, он может создавать последовательность напряжений, обычно устанавливаемую путем регулировки значений с помощью регуляторов на передней панели. Секвенсор также может выводить триггер и / или гейт на каждом шаге (этапе). Секвенсоры активируются триггером, применяемым к входу триггера. Конструкции могут допускать переход вперед или назад, колеблющиеся шаблоны, случайный порядок или использование только ограниченного количества этапов. Примером аналогового секвенсора и контроллера этого уровня сложности является комбинация Doepfer A-154, A-155.

Процессоров - характеризуется входом и выходом сигнала; он может иметь управляющие входы:

  • VCF - Фильтр, управляемый напряжением, который ослабляет частоты ниже (верхние частоты), выше (нижние частоты) или как ниже, так и выше (полоса пропускания) определенного частота. VCF также могут быть сконфигурированы для обеспечения отклонения полосы (режекции), при которой высокие и низкие частоты остаются, а средние частоты ослабляются. Большинство VCF имеют переменный резонанс, иногда управляемый напряжением.
  • VCA - Усилитель с управлением напряжением, обычно представляет собой усилитель с единичным усилением, который изменяет амплитуда сигнала в ответ на приложенное управляющее напряжение. Кривая отклика может быть линейной или экспоненциальной. Также называется двухквадрантным множителем.
  • СУГ - Низкий проход, представляет собой составной модуль, похожий на VCA и VCF, за исключением того, что в схеме используется резистивный оптоизолятор (vactrol), чтобы реагировать на управляющее напряжение, которое также фильтрует звук по мере его усиления, позволяя пропускать более высокочастотную информацию при более высоком усилении.
  • RM - Кольцевой модулятор - Два аудиовхода используются для создания суммарных и разностных частот при подавлении исходных сигналов. Также называется четырехквадрантным умножителем или сбалансированным модулятором.
  • Смеситель - модуль, который добавляет напряжения.
  • Ограничитель поворота - Обычно это вспомогательный звуковой фильтр нижних частот. При использовании в цепи управляющего напряжения к генератору его можно использовать для создания скольжения или портаменто между частотами.
  • S&H - Образец и удержание, обычно используется как процессор управляющего напряжения. В зависимости от конструкции, обычно восходящий фронт (триггер) фиксирует значение напряжения на входе и выводит это напряжение до тех пор, пока триггерный вход не считывает другое напряжение и не повторяет процесс.
  • Секвенсор, (см. также выше), как процессор, может иметь входной сигнал на каждом этапе (месте или этапе), который выводится при переходе на него. Примером этого типа секвенсора является Doepfer A-155.
  • Пользовательские входы управления - к модульному синтезатору можно подавать любое напряжение, пока оно остается в рабочем диапазоне напряжения инструмента, обычно от -15 В до + 15 В.

Современные производители модульных аппаратных синтезаторов (по алфавиту)

Предлагаемое оборудование варьируется от полных систем в корпусах до комплектов для домашних конструкторов-любителей. Многие производители расширяют свой ассортимент продуктами, основанными на недавних модификациях классических модулей; часто как исходный, так и последующие переработанные дизайны доступны бесплатно на Интернет истек срок действия первоначальных патентов. Многие дизайнеры-любители также предлагают голые печатные платы и передние панели для продажи другим любителям.

Технические характеристики

Форм-факторы

Многие ранние модули синтезаторов имели модули с рост 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 следовать стандарту 19 дюймов. Стойка система: 6U (Wiard), 5U (8,75 дюйма, например, Moog / Modcan), 4U (например, Serge), 3U (Eurorack ).

В частности, следует отметить два стандарта блоков 3U: Frac Rack (например, Paia), который использует весь 3U для передней панели, и Eurorack (например, Doepfer), который имеет 2-миллиметровый горизонтальный выступ, между которыми расположены передние панели. Существуют и другие незначительные вариации, когда европейские или японские производители округляют значение U в большую или меньшую сторону до более удобного метрического эквивалента; например, стандартные модули 5U имеют размер 8,75 дюйма (222,25 мм), но неамериканские производители могут предпочесть 220 мм или 230 мм.

Электрические

Другие отличия заключаются в используемых разъемах, которые могут соответствовать разъемам 1/4 дюйма или 6,3 мм, разъемам 3,5 мм, банановым разъемам или макет патч ведет[8], в основном питании, которое чаще всего составляет ± 12 В[9]или ± 15 В, но может составлять 2,5 ± 2,5 В[10]до 0-18 В для различных производителей или систем, в напряжениях триггера или затвора (S-триггер Moog или положительный вентиль), с типичными уровнями аудиосигнала (часто ± 5 В с запасом ± 5 В) и с управляющими напряжениями вольт / октава (обычно 1 В / октаву, но в некоторых случаях 1,2 В / октаву).

В большинстве аналоговых модульных систем используется система, в которой частота экспоненциально связана с высотой звука (например, 1 вольт / октава или 1,2 вольт / октава), иногда называемая «линейной», потому что человеческое ухо воспринимает частоты логарифмическим образом с каждой октавой. одинаковый размер восприятия; некоторые синтезаторы (например, Корг МС-20, ETI 4600 ) используйте систему вольт / герц, в которой частота (но не воспринимаемая высота тона) линейна по напряжению.

Модульные программные синтезаторы (по алфавиту)

Есть также программные синтезаторы для персональные компьютеры которые организованы как соединяемые модули. Многие из них представляют собой виртуальные аналоговые синтезаторы, модули которых моделируют функциональность оборудования. Некоторые из них также являются виртуальными модульными системами, имитирующими реальные исторические модульные синтезаторы.

Компьютеры стали настолько мощными и недорогими, что программы могут очень хорошо реалистично моделировать сигналы, звуки и возможность обновления модулей. Хотя потенциально не хватает физического присутствия желаемого аналогового звука, реального манипулирования напряжением, регуляторов, ползунков, кабелей и Светодиоды, программные модульные синтезаторы предлагают бесконечные вариации и визуальные исправления по более доступной цене и в компактном форм-факторе.

Популярные плагин форматы, такие как VST могут быть объединены по модульному принципу.

Полумодульные синтезаторы

Компактный полумодульный синтезатор

Модульный синтезатор имеет корпус или раму, в которую могут быть помещены произвольные модули; модули обычно соединяются вместе с помощью патч-кордов, и система может включать модули из разных источников, если она соответствует форм-факторам корпуса и использует одни и те же электрические характеристики.

С другой стороны, полумодульный синтезатор - это набор модулей от одного производителя, который создает единый продукт, инструмент. Модули нельзя заменять, и обычно стандартная конфигурация уже смонтирована. «Модули» обычно неразделимы и могут физически быть частями смежной печатной платы. Однако производитель предоставляет механизмы, позволяющие пользователю подключать модули в разном порядке и часто подключать внешние компоненты или модули (выбранные и поставляемые пользователем) между компонентами прибора.[нужна цитата ]

Матричные системы

В матричных системах вместо коммутационных шнуров используются контактные матрицы или другие переключатели. ARP 2500 был первым синтезатором, в котором использовалась фиксированная матрица переключения. ЭМС ВКС-3 и его потомки, такие как EMS Synthi 100. Другие системы включают ETI International 4600, а Maplin 5600.

В цифровую эпоху четкая логическая компоновка этих матриц вдохновляла многих производителей, таких как Артурия включать в свои аналоговые или виртуальные аналоговые синтезаторы матрицы с цифровым программированием. Многие полностью цифровые синтезаторы, такие как Алесис Ион, использовать логику и номенклатуру «матрицы модуляции», даже когда графическая схема аппаратной матрицы полностью отсутствует.

Системы отмены исправлений

Различные модули полумодульного синтезатора соединены вместе в типичную конфигурацию, но могут быть повторно подключены пользователем с помощью патч-кордов. Некоторыми примерами являются ARP 2600, Anyware Instruments Semtex, Cwejman S1, EML101, Evenfall Minimodular, Future Retro XS, Корг МС-10, МС-20, МС-50, PS-3100, PS-3200 и PS-3300, Mungo Enterprises State Zero, Roland System 100 и Муг Мать-32 .

Электронно реконфигурируемые системы

Реконфигурируемые системы позволяют направлять определенные сигналы через модули в разном порядке. Примеры включают Матрица Обергейма и Родос Хрома, и Moog Voyager.

Гибридные модульные синтезаторы

В гибридных синтезаторах используется комбинация аппаратного и программного обеспечения. В алфавитном порядке:

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «8 самых важных модульных синтезаторов в истории музыки». Журнал FACT. 2017-09-21. Получено 2020-05-31.
  2. ^ Ли, Сэмми (3 июля 2018 г.). «Это ранняя история синтезатора». Red Bull Музыка. Получено 2019-11-02.
  3. ^ Вейл, Марк (2014). Синтезатор. Oxford University Press. ISBN  978-0195394894.
  4. ^ Пинч, Тревор; Трокко, Франк (2004). Аналоговые дни: изобретение и влияние синтезатора Moog. Издательство Гарвардского университета. ISBN  978-0-674-01617-0.
  5. ^ Козинн, Аллан. «Роберт Муг, создатель музыкального синтезатора, умер в возрасте 71 года». Нью-Йорк Таймс. Получено 2018-12-03.
  6. ^ а б c «8 самых важных модульных синтезаторов в истории музыки». Журнал FACT. 2017-09-21. Получено 2020-05-31.
  7. ^ Остин, Кевин. "Обобщенное введение в концепции модульного аналогового синтеза. "eContact! 17.4‹ Аналоговый и модульный синтез: возрождение и эволюция (Февраль 2016). Монреаль: ЦИК.
  8. ^ https://www.tangiblewaves.com/
  9. ^ http://www.doepfer.de/a100_man/a100t_e.htm
  10. ^ https://www.tangiblewaves.com/diy-info.html

дальнейшее чтение

  • Остин, Кевин - Введение в аналоговый синтезатор (1984-2017), Университет Конкордия, Монреаль, Канада

внешняя ссылка

Механические характеристики