Introduction:
Nun, das hier ist wohl das wichtigste aller Moog-Module, jedenfalls meiner Meinung nach, und das zweite von mir geclonte. Ok, um ehrlich zu sein ist das kein wirklicher Clone im Sinne einer identischen Reproduktion, aber ich habe das Modul so dicht wie möglich am Original gebaut. Natürlich habe ich auch hier die originalen und schwer bis gar nicht mehr erhältlichen Bauteile durch aktuelle ersetzt, speziell die Transistoren, aber abgesehen von ein paar kleineren Änderungen habe ich keine Modifikationen an der Schaltung aus dem Jahre 1967, als dieses Modul für das berühmte Moog IIIP - System konzipiert und entwickelt worden war, vornehmen müssen.
Und auch diese Schaltung ist völlig frei von integrierten Schaltkreisen (die beiden OpAmps auf dem Bild unten gehören nicht zum Filter, sondern sind Bestandteil der Standard-Moog-Transistor-Matching - Schaltung, welche ich auf der Platine des T904A mit integriert habe, um von irgendwelchen externen Testschaltungen unabhängig zu bleiben). Unglaublich, nachdem ich so viele Filter-Implementierungen mit ICs, die es irgendwann nicht mehr gibt gesehen habe bin ich glücklich, Filter ohne hochintegrierten und hochspeziellen Schnicki Schnacki bauen zu können, nur mittels Primitives wie Transistoren, Kondensatoren und Widerständen.
Die Arbeitsweise und Funktion eines spannungsgesteuerten Tiefpasses ist wohl hinlänglich bekannt, denke ich, also werde ich das hier nicht wiederholen. Aber es gibt schon eine Besonderheit bei diesem Modul, zumindest bezogen auf das T904B Hochpassfilter-Modul, welches ich zuvor gebaut habe, nämlich eine Resonanzfunktion (REGENERATION). Ok, höherfrequente Harmonien per Resonanz zu erzeugen macht meiner Meinung nach für einen Hochpassfilter wirklich keinen Sinn, da es das eh als Filterbasisfunktion schon macht, aber für einen Tiefpassfilter kann es durchaus interessant sein, solche Harmonien zu erzeugen. Beispielsweise klingt ein tiefpassgefiltertes Signal mit hoher Resonanz aufgrund der "krummen" Harmonischen ein wenig wie eine Kirchenorgel. Hier entstehen zwei gegenläufige Effekte: Entfernen des höheren Frequenzanteils durch die Filterung und ein Wiederhinzufügen eines (anderen) höheren Spektrums per Resonanz. Kurios, aber es funktioniert.
Verglichen mit den Filtermodulen, die ich für den Formant Modular gebaut habe, klingt das T904A ein wenig weicher als die dortige Moogleiter und ein wenig aggressiver als der State Variable Filter. Es hat natürlich seinen eigenen Charakter, wie jede andere Filterimplementierung auch.
Schaltung:
 | Ok, dieses mal war ich vorsichtiger und habe einige Details überprüft, BEVOR ich ein Spice-Modell entwickelt habe. Speziell diese seltsame Widerstand - Trimmer - Kombination (siehe Bild links) in der Stromsenke der Filterleiter hatte keinen messbaren Effekt auf das Schaltungsverhalten, also habe ich sie einfach weggelassen. Und dieses Mal habe ich mir den Steuerspannungsaddierer genauer angesehen, nachdem ich bei derm T904B ein solches Theater damit hatte. Aber diesmal schien der Originalschaltplan von Moog ok zu sein, und auch mein Spice-Modell hat auf Anhieb funktioniert. Das einzige, was ich ändern musste, war es einen Widerstand aus dem Resonanzzweig zu entfernen, um das Modul in die Selbstoszillation treiben zu können (wobei ich gar nicht weiß, ob das Original von Moog Selbstoszillation drauf hatte...).
Und hier gibt's den Schaltplan (Spice-Modell). Achtung: Anklicken des Schemas bedeutet Akzeptanz des Disclaimers am Seitenende! Das Spice-Modell zeigt die Situation "FREQUENCY RANGE" - Drehschalter in mittlerer Position (2). Lediglich das FIXED CONTROL VOLTAGE - Poti ist am Control-Node angeschlossen. Trimmer und Potis, die als Spannungsteiler geschaltet sind, werden als Set von zwei Widerständen mit Mittelabgriff dargestellt. |
Arbeitsweise des Moduls:
Die untere Hälfte der Schaltung besteht aus dem Steuerspannungsmischer und der Filterleiter. Die obere Hälfte besteht aus dem Eingangs- und dem Ausgangsbuffer.
Die eingehende Steuerspannung der Anschlüsse ECV1 - 3 und die am FIXED CONTROL VOLTAGE - Regler eingestellte Steuerspanung werden im Control-Node zusammengemischt. Diese Spannungsmixtur wird von R5 und C1 tiefpassgefiltert und in einen internen Steuerspannungbereich von 0 mV bis 234 mV von den Q3 Q4 NPN - und Q1 Q2 PNP - Differenzverstärkern konvertiert und vom nachfolgenden Kollektorfolger Q5 invertiert. Der Kollektor von Q5 ist auch der Zielknoten der Filterleiter-Stromsenke (Q6).
Das Audio-Eingangssignal der SIGNAL INPUT - Buchse wird mit dem Differenzverstärker Q22 Q23 gepuffert und füttert die Leiter, auf einer Seite phaseninvertiert.
Die Leiter hat 4 Sprossen (Pole, Q7 bis Q14) und ein Paar Stromquellen (Q15 Q16). Jeder Pol arbeitet als doppelter Tiefpassfilter (einer pro Phase), bei dem die Kondensatoren fix (na ja, 3 feste Werte per FREQUENCY RANGE - Schalter auswählbar) und der Widerstand spannungsgesteuert ist (Transistor), bei dem das Widerstandsverhalten durch die Stromsenke am unteren Ende (Q6) und die wiederum durch die Steuerspannungen kontrolliert wird (siehe oben). Der erste Pol der Leiter (Q7 Q8) oberhalb der Stromsenke moduliert die Leiter durch das Eingangssignal an den Basen. Die Kollektoren sind an die Emitter der nachfolgenden Stufe (Pol) angeschlossen u.s.w. Das Ausgangssignal wird an den Kollektoren des vierten Pols ausgekoppelt und dem Ausgangspuffer übergeben.
Der Ausgangspuffer ist "Standard Old School Moog Technologie", was bedeutet, dass er mit einem doppelten Differenzverstärker (NPN, PNP, Q17, Q19, Q20, Q21) plus Stromquelle (Q18) aufgebaut ist, welcher durch das Ausgangssignal der Leiter moduliert wird. Das Ausgangssignal wird über den REGENERATION Regler auf den Eingang zurückgekoppelt (Resonanz) und (gegenüber dem Eingangssignal phaseninvertiert) am Modulausgang bereitgestellt.
Setup und Test:
Und wieder habe ich das Modul mit dem Formant getestet - Ich habe in meinem Moog Clone halt noch keine VCOs u.s.w. - und war freudig überrascht (nach all den theoretischen Analyseprozessen) über den ersten subjektiven Eindruck des realen Sounds, der mir sehr gut gefiel. Wie oben bereits beschrieben hat er einen eigenen Charme, seine eigene Klangfarbe, und ich habe gleich ein paar Sounds von "sehr sanft" bis "hardcore FX" gebaut, nur in dem ich ein wenig mit dem FIXED CONTROL VOLTAGE - und dem REGENERATION - Knopf rumgedamelt habe.
Der Noise Level vom T904A ist ebenfalls ok. Er ist besser als der vom Formant State Variable Filter. Unglücklicherweise kann ich den Klang nicht mit einem originalen Moogmodul vergleichen, weil ich schlichtweg keins besitze, und so kann ich auch nicht abschätzen, ob meine Schaltplanmodifikationen irgendwelche negativen Auswirkungen auf den Sound gehabt haben. Aber ich denke, dass nicht, da das Modul an sich gut klingt.
Ein paar Setup-Schritte müssen ausgeführt werden. Ich habe das Modul bisher noch nicht nach Moogvorschrift abgeglichen (ist auf dem Schaltplan des Originals mit verzeichnet), sondern lediglich das Modulverhalten bei Steuerspannungsänderung mittels Scale-Trimmer abgeglichen, und zwar insofern, dass sich das Modul über mehrere Oktaven gleich verhält. Man kann damit dann auch ohne Eingangssignal spielen, nur mittels Selbstoszillation des Moduls, wenn man die Resonanz hochdreht und die Keyboard-CV auf einen der Steuerspannungseingänge des T904A gibt (höre auch das entsprechende Soundbeispiel unten).
Seiteneffekte: Die Gesamtverstärkung des Moduls ist nicht konstant. Ich weiß nicht, ob sich das Original auch so verhalten hat, aber ein +/- 1V Square Eingangssignal resultiert in ein +/-2V Ausgangssignal, wenn es nicht gefiltert wird. Wenn Resonanz hinzugefügt wird, wird ein höheres Frequenzspektrum hinzugefügt, aber die Augangsamplitude sinkt, im Extremfall bis auf +/- 0.5V herunter. Siehe auch die Bilder:
Ungefiltert keine Resonanz | 
Gefiltert keine Resonanz | 
Leicht gefiltert medium Resonanz | 
Gefiltert medium Resonanz |
Verwendete Bauteile:
Ich habe das Modul so dicht an der Originalschaltung wie möglich gebaut, aber ein paar Bauteile habe ich ausgetauscht:
- 2n3392 Transistoren wurden durch BC547C im Steuerspannungspfad und der Low Noise Typ BC550C im Audiopfad ersetzt.
- 2n4058 Transistoren wurden durch BC557C im Steuerspannungspfad und der Low Noise Typ BC560C im Audiopfad ersetzt.
- Alle Dioden sind 1N4148 oder 1N4004
- Alle Widerstands- und Kondensatorwerte wurden auf aktuelle Wertebereiche angepasst, z. B. C 200uF => C 220uF)
Frontend:
Das Frontpanel des Originals (904A) ist sehr großzügig ausgelegt, wie beim 904B. Es ist zwei "Moogeinheiten" breit (2 x 2.125"). Keine Ahnung wieso, und heutzutage sind die Frontpanels schmaler bzw. dichter gepackt, und auch die Frontpanelelemente des 904A passen locker auf die halbe Breite, aber egal, mein Clone besitzt das gleiche "Human Interface" (Buchsen, Schalter, Knöpfe) wie das Original.
Die Spannungswerte, die um den FIXED CONTROL VOLTAGE - Regler herum eingraviert sind, entsprechen nicht dem Wert, der vom Poti geliefert wird, sondern stellen eine Entsprechung dar, als wäre die eingestellte Spannung als externe Steuerspannung zugeführt worden.
Der FREQUENCY RANGE - Drehschalter wählt ein von drei Kondensator-Sets (ein pro Pol, siehe Schaltung) der Filtersektion aus, und damit bewegt sich der Cutoff Frequency Point in andere Bereiche.
Der REGENERATION - Regler steuert, wieviel des Ausgangssignals zum Eingang zurückgekoppelt wird (Resonanz). Bei Maximum arbeitet das T904A als Sinusoszillator, der ganz ohne Eingangssignal nur per Steuerspannung als solcher gespielt werden kann.
Die 6.3 mm Klinkenbuchsen tun das, was drüber eingraviert ist. Es gibt keine Eingangsabschwächer; das wird ggf. durch vorgeschaltete 995 Attenuatormodule erledigt.
Platine des T904A:
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Setup und Test:
| Vollständiges Modul:
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Soundbeispiele
- Base Module: Eine Square-Sequenz mittels ADSR gefiltert.
- Moog army: Eine einzige Square-Frequenz, die durch einen LFO gefiltert wird. Ich habe dabei am RESONANCE - und FIXED CONTROL VOLTAGE - Regler herumgespielt. Der Hall kommt durch mein leicht übersteuertes Formant SCR Modul.
- Naked Module: Kein Eingangssignal, lediglich das Filter in der Selbstoszillation. Ich habe eine kleine Sequenz am Formant-Keyboard gespielt und die CV bestimmt die T904A - Selbstoszillationsfrequenz. Hall wie beim zweiten Soundbeispiel.