T911 Envelope Generator Bank



Einleitung

Mit dieser Modulbank ist mein System 55 Clone endlich ein Stand Alone - Instrument. Drei ADSR - Module hinter einer Frontplatte machen das System ohne weitere Hilfestellung durch externe Module spielbar, ein wichtiger Meilenstein beim Bau dieses Instruments. Alle Module meines System 55, die ich davor gebaut habe, mussten mithilfe von Modulfunktionen meines Formant Modulars getestet werden, aber jetzt ist das System endlich unabhängig.

Das Moog Modul 911 ist ein standard Hüllkurven-Modul, das wie bei vielen anderen Herstellern auch eine ADSR-Sequenz durchläuft. Ein "Gate"-Signal initiiert die (A)ttack-Phase und die Hüllkurve startet. Nachdem die maximale Ausgangsspannung erreicht ist, wechselt das Modul in die (D)ecay-Phase, in der die Hüllkurve bis zu einer Spannung abfällt, die durch den (S)ustain-Level festgelegt wird. Dieser Spannungslevel wird so lange aufrecht erhalten, bis das Gate-Signal abfällt. Dann wird die (R)elease-Phase eingeläutet.
Das Timing der einzelnen Phasen und der Sustain-Level werden durch Frontpanel-Potis festgelegt (siehe unten Human Interface).

T911 Envelope Generator Bank



Unterschiede zum Original

Wie bei meinem T902 Clone habe ich drei Module hinter einer Frontplatte zu einer Modulbank zusammengefasst, da in vielen Moog - Modularsystemen drei ADSRs zusammen mit drei VCAs (902), einem Trigger-Delay (911A) und einem Steuerspannungsrouter (993) zu einer funktionalen Einheit konfiguriert sind. Das macht durchaus Sinn, und wie diese Funktionseinheit arbeitet ist im Moog Modular User's Manual beschrieben. Hier ist also der nächste Teil der Funktionseinheit: Die ADSR Bank.

Signalfluss der STrigger und Hüllkurven-CV der Funktionseinheit (aus dem Moog Modular Owners Manual):


Eine weitere Änderung / Erweiterung stellt die 6mm LED dar, die als Anzeige für die Hüllkurve dient, in dem sie ihr mit ihrer Helligkeit folgt. Das ist ziemlich nützlich, da man eine Übersicht darüber bekommt, welcher ADSR gerade getriggert wird und wie im groben die Hüllkurven verlaufen.

Vollständiges Modul


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Frontend / Human Interface

ADSR

Die Hüllkurve wird durch ein sog. STrigger-Event gestartet, durch das eine Referenzsspannung innerhalb des 911 gegen Masse kurzgeschlossen wird (Shorted Trigger). Dieser Spannungsabfall initiiert den ADSR - Prozess. Die Referenzsspannung liegt an der Cinch-Jones - Buchse am unteren linken Rand des Frontpanels an (siehe auch Cinch-Jones - Beschreibung weiter unten). Normalerweise wird diese Buchse über ein Kabel an ein Modul oder Gerät angeschlossen, welches die Referenzspannung gegen Masse kurzschließt und damit den ADSR loslaufen lässt. Das kann z. B. ein Keyboard, ein Sequenzer oder etwas anderes sein, dessen Aufgabe das "Spielen" einer Note ist.

Die Hüllkurve startet mit einer "Attack"-Phase, bei der die Augangsspannung am Hüllkurvenausgang (6,3mm Klinkenbuchse am rechten unteren Ende des Frontpanels) von 0V auf max. 6V ansteigt. Die Zeit, die dafür gebraucht wird, wird durch das T1-Poti am oberen Rand des Frontpanels festgelegt. Nachdem die maximale Hüllkurvenspannung erreicht wurde, geht das 911 in die "Decay"-Phase über, in der die Ausgangsspannung wieder absinkt, bis der "Sustain"-Level erreicht ist. Die Sustain-Spannung wird durch das vierte Poti (Esus) festgelegt. Die Zeit, die benötigt wird, um auf Sustain-Level zu gelangen, wird durch das zweite Poti des Frontpanels, T2, gesetzt. Die Sustain-Spannung wird so lange gehalten, wie das STrigger-Ereignis anhält, beispielsweise bis eine Taste losgelassen oder ein Sequenzer gestoppt wird.
Nachdem das STrigger-Ereignis beendet wurde startet die "Release"-Phase, bei der die Hüllkurvenspannung wieder auf 0V abgesenkt wird. Die Dauer der Release-Phase wird durch das dritte Poti bestimmt, T3.
Nachdem die Release-Phase beendet wurde, "wartet" das 911 auf das näche STrigger-Event.

Eine LED oben rechts auf dem Frontpanel zeigt die Hüllkurvenspannung anhand ihrer Helligkeit an.

Die Beschriftung der Potis T1, T2 und T3 zeigt die Zeit an, die eine Phase dauern soll, von 2 Millisekunden bis 10 Sekunden. Das ist im Millisekundenbereich nicht wirklich sinnvoll, da das nicht wirklich hörbare Unterschiede ergibt. Außerdem ist die 911-Schaltung nicht gerade die präziseste, also ist der Sinn einer solchen Beschriftung eher zweifelhaft. Aber für eine grobe Orientierung reicht es aus.
Die Beschriftung des Sustain-Potis entspricht der Ausgangsspannung der Hüllkurve in der "Sustain"-Phase .


Schaltung

Schema: Achtung: Das Anklicken des Schemas bedeutet Akzeptanz des Link-Disclaimers am Seitenende! Für weitere Details und Informationen bitte die originalen Schaltungsunterlagen zu Rate ziehen.


STrig und der Cinch-Jones - Verbinder

Cinch-Jones Buchse und Stecker

Das Gate-Event einer auf der Klaviatur gedrückten Taste oder eines erreichten Sequenzer-Schrittes folgt in vielen älteren Moog-Synthesizern, incl. Modularsystemen, einem anderen Konzept als bei anderen Synthesizer-Systemen üblich. Andere Synthesizer-Hersteller und Modularsysteme nutzen ein Gate-Event, welches physikalisch gesprochen eine binäre Steuerspannung von 0V (Gate aus) und irgend etwas zwischen 5 und 10V (Gate ein) darstellt. Diese binäre Steuerspannung wird bezogen auf die andreren Steuerspannungen des Systems nicht getrennt behandelt und kann auch für andere Zwecke als das "Spielen von Noten" benutzt werden.
Das Moog-Konzept weicht davon ab. Das Gate-Event hier ist keine Steuerspannung, sondern eine Stromsenke (STrigger) und sollte deshalb mit anderen Steuerspannungen nicht gemischt werden. Um eine versehentliche Verbindung zwischen Audiosignalen, Steuerspannungen und STriggern zu vermeiden, werden keine 1/4" - Klinkenstecker zur Übertragung des STriggers an die entsprechenden Module verwendet, sondern so genannte 2-Pol-Cinch-Jones Buchsen und Stecker. Die Buchse dient hier als Input, der Stecker als Output von STrigger-Ereignissen (siehe auch 911A Trigger Delay Modul für weitere Informationen).
Die zweipolige Cinch-Jones - Verbindung beinhaltet zwei Klingen unterschiedlicher Breite auf der Steckerseite und entsprechende weibliche Gegenstücke bei der Buchse (siehe Bilder). Da das STrigger-Konzept eine Stromsenke darstellt, wäre eigentlich ein Pol zur Übertragung ausreichend. Das wird über die schmalere Klinge vorgenommen. Die breitere Klinge dient lediglich als Massereferenz für zusammengeschlossene Module, nicht als Abschirmung wie bei den Klinkenstecker-Verbindungen.


Schaltungsbeschreibung

Das STrigger-Event erzeugt einen Spannungsabfall am STrigger-Knoten der Schaltung. Dieser Knoten wird über R2 auf 12V vorgespannt. Der Spannungsabfall öffnet den PNP-Transistor Q1, und die Kondensatoren C4 und C1 werden über das "Attack"-Poti P01 geladen. Die Kondensatorspannung wird vom FET Q5 und den NPN-Transistoren Q6 und Q7 gepuffert. Der Trimmer Tr_14 dient als Nullabgleich des Ausgangs. Die Ausgangsspannung wird zusätzlich von R42 und Q15 gepuffert und mittels LED1 angezeigt.

Nachdem die Ausgangsspannung die maximale Hüllkurvenspannung erreicht hat, die durch den Spannungsteiler R33 und R34 festgelegt wird, setzt die Reset-Schaltung um Q9 und Q10 die linke Hälfte (Q11, Q12) des Flip-Flops (Q11 - Q13) durch einen kurzen Impuls des Integrators C3 zurück. Dieses öffnet den PNP-Transistor Q4 und die "Nullspannung" des STrigger-Events wird duech die Kollektorspannung von Q4 "überschrieben", also macht Q1 wieder dicht und die Attack-Phase wird beendet.

Der Reset der linken Flip-Flop - Hälfte (Q11, Q12) setzt die rechte Hälfte (Q12, Q13) und die "Decay"-Phase wird durch das Öffnen von Q2 eingeleitet. Die Kondensatoren entladen sich über das Decay-Poti sowie R13, bis der "Sustain"-Spannungslevel erreicht wird. Diese Spannung wird durch R27, Tr_28 (max. Sustain Adjust), das Sustain-Poti P04 und den min. Sustain-Adjust um R31, R32 und Tr_30 gesetzt sowie von Q8 gepuffert.

Der Sustain-Level wird solange gehalten, bis das STrigger-Ereignis beendet wird und der STrigger-Knoten der Schaltung wieder 12V erreicht. Das öffnet Q3, und die restliche Kondensatorspannung entlädt sich über das "Release"-Poti P03 sowie R8. Die ADSR-Sequenz ist abgeschlossen.

Wie man sehen kann ist die Ausgangs-Hüllkurve nicht so linear wie bei Moog dokumentiert:

Moog-Dokumentation

Spice-Simulation(und Realität)

Neue Bauteile

Ich versuche, meine Module so dicht am Original wie möglich zu bauen, aber ein paar Änderungen wurden durch die Verwendung neuerer Bauteiltypen nötig:

Bauteiländerungen

Neben der funktionalen Erweiterung durch die Hüllkurvenanzeige und den oben erwähnten allgemeinen Änderungen habe ich die folgenden Bauteilewerte angepasst: Die Vergrößerung der Hüllkurvenkapazität wurde vermutlich durch die Verwendung der neuen Transistortypen, die höhere Betas als die originalen Typen aufweiden, nötig. Aber das ist nur eine Vermutung, da mir kein originales Modul vorlag, um das zu überprüfen. Aber die Spice-Simuationen zeigten, dass diese Änderung nötig war, um das Modul im gewünschten Rahmen arbeiten zu lassen.

Platinen des T911 Clone

  • Platinengröße: 75 x 95 mm
  • Oben: Spannungsversorgung
    Im Gegensatz zum originalen Konzept der Moog Modularsysteme versorge ich meine Schaltungen mit einer symmetrischen +15V/-15V Versorgungsspannung. Spannungsregler auf der Platine konvertieren das auf die benötigten +12 und -6V. Vorteil hiervon ist eine höhere Stabilität der Versorgungsspannung des Gesamtsystems.
  • Unten links: Flip-Flop
  • Rechts: Abstimm-Trimmer
  • Mitte: Alle anderen Funktionen.

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Soundbeispiel



Weitere Hinweise



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