TCP3A Control Panel Mixer und Control Voltage Router Clone

Intro:

Dies ist mein erster Clone eines sogenannten Control Panel Moduls eines Moog Modularsystems. Diese Module weisen in den Moog Modularsystem in der Regel eine auf ca. 2/3 reduzierte Höhe bei der vierfachen Breite eines Moog-Standardmoduls auf.
Die Control Panel Module haben meistens Schnittstellenfunktionen wie Triggerkonverter, Audiosignal-Detektoren oder Mixerfunktionen (wie das TCP3A).

Das TCP3A besteht aus zwei unabhängigen "Submodulen":

Das erste arbeitet als Router, welcher selektierte Steuerspannungen an Steuerspannungseingänge eines oder mehrerer Oszillatoren (VCOs) weiter gibt. Drei dieser selektierbaren Steuerspannungen sind intern angeschlossen, die vierte dagegen wird am Frontpanel eingespeist und geregelt. Das Auswählen der weiterzugebenden Steuerspannungen wird mittels Schiebeschaltern am Frontpanel vorgenommen. Ein ausgewählter Kanal wird mit einer LED angezeigt. Man kann mehr als eine Steuerspannung gleichzeitig auswählen. Sie werden gemischt und an einem internen Anschluss zur Weitergabe an Oszillatoren bereitgestellt.
Quellen von Steuerspannungen können Tastaturen, Sequenzer, Ribbon Controller oder was auch immer sein. Vorteil dieser Art von Steuerspannungsversorgung von Oszillatoren ist, dass man weniger patchen muss.

Das zweite Submodul stellt einen 4-Kanal Audio / CV Mono Mixer und Verstärker dar. Es kann als eine Art Ausgangsstufe des Modularsystems angesehen werden, solange keine Stereoeffekte wie Hall o. ä. mit Stereoausgang verwendet werden. Dafür bräuchte man dann natürlich eine Stereo-Schnittstelle.
Das Ausgangssignal wird zwei mal bereitgestellt, ein mal phaseninvertiert.
Weitere Funktionen der Mixersektion sind die Adapter zwischen 6.3mm und 3.5mm Patchcords. Damit kann man die 3.5mm - Welt meines Formant Modular mit der 6.3mm - Welt des System 55 - Clones zusmmanbringen :-)

Schaltung: (Schaltplan bitte der originalen Moog-Dokumentation entnehmen)

Da ist nun wirklich nix Spezielles dran. Die drei intern verdrahteten Steuerspannungen sind an den Schiebeschaltern 1 - 3 des Frontpanels angeschlossen. Die vierte Steuerspannung, die über das Frontpanel eingestöpselt wird und über das Attenuator-Poti geregelt werden kann, hängt am Schiebeschalter 4. Wenn eingeschaltet, werden die entsprechende Steuerspannung über ein passives (und unvollständiges) 100k-Widerstandsnetzwerk gemischt und am internen Steuerspannungsausgang bereitgestellt. Der fehlende 100k - Widerstand muss dann durch die Eingangswiderstände der angeschlossenen Oszillatoren gestellt werden.
Die jeweils andere Schaltfunktion der dualen Schiebeschalter steuert die korrespondierende LED. Die LEDs werden über 1k - Schutzwiderstände mit Spannung versorgt.

Die Mixer-Einheit ist mit einem dualen OpAmp aufgebaut. Die Eingangssignale werden mittel 22k - Widerstandsnetzwerk und einer Hälfte des dualen OpAmps gemischt und invertiert. Der 47k - Rückkopplungswiderstand sorgt für einen Verstärkungsfaktor von 2. Das Ergebnis (OUT -) kann durch den GAIN-Abschwächer geregelt werden und und wird danach durch einen invertierenden Buffer (2. Hälfte des dualen OpAmps) wieder auf "Phasenlage" (OUT +) gebracht.
Mittels zweier Spindeltrimmer kann ein Nullabgleich der beiden Ausgänge OUT - und OUT + erfolgen.

Die 6.3mm <=> 3.5mm - Interfaces sind einfach nur Klinkenbuchsen, die an der Rückseite der Frontplatte verdrahtet sind. Normalerweise mache ich sowas nicht und sorge für einen Signalfluss über die Platine, aber in diesem Fall bestand nun wirkleich keine Notwendigkeit einer Verbindung dahin.

Weitere Details zur Schaltung können der Moog-Dokumentation entnommen werden.

Bauteilersetzungen:

Die folgenden Bauteile MUSSTE ich ersetzen (s. u. für eine Auflistung der Bauteile, die ich ersetzen WOLLTE :-))

Alle Lampen wurden durch LEDs ersetzt.

Schaltungsänderungen:

Dieses Mal habe ich so einige Änderungen in meinem Clone vorgenommen:

Als erstes habe ich die Schalterlampen des Originals durch eine duale Schalter / LED - Lösung ersetzt, da ich die originalen illuminierten Schalter nicht auftreiben konnte. Im Original leuchteten die Schalter selbst, wenn sie eingeschaltet wurden. Das wurde mittels kleiner Glühlampen im Schalter erreicht. Das sah sehr nett aus, war aber für mich zu schwierig hinzukriegen. Also habe ich das mit einer einfachen dualen Schalter / LED - Lösung gemacht, musste dafür natürlich auch vier Schutzwiderstände einbauen und duale Schalter verwenden.
Das nächste war der Rückkopplungswiderstand des invertierenden Ausgangsverstärkers, der für eine Verstärkung von Faktor 2 sorgt. Im Originalschaltplan wurden dafür zwei 22k - Widerstände in Reihe geschaltet, um eine exakte Verstärkung von 2 zu erreichen. Aber da eh ein Ausgangsregler (GAIN) mit im Spiel ist, sah ich das nicht ein und habe die zwei 22k - Widerstände durch einen 47k - Widerstand ersetzt.
Die kleinen Zusatzspannungen des o. g. Nullabgleichs sollten durch 22M - Wiederstände eingespeist werden. Die habe ich durch 10M - Widerstände ersetzt, die ich noch auf Lager hatte.
Die Originalschaltung hat mit einem 1458 Dual-OpAmp gearbeitet, den ich durch den rauschärmeren NE5532 ersetzt habe.
Die originalen 10n Entstörkondensatoren am dualen OpAmp habe ich durch 100n ersetzt, was ich persönlich besser finde.
Die originalen 1N4004 - Schutzdioden an den Ausgängen habe ich durch 1N4001 - Typen ersetzt, die ich auf Lager hatte. Ich hoffe, dass ich weiß, was ich tue :-)
Da ich bereits ein Multiples-Modul (T994) besitze bzw. geclont habe und auch keine Trunk Lines benötige, die zur Rückseite des Modularsystems geführt werden, da ich selbige nicht benutze (siehe auch Moog System 55 Owners Manual), entschied ich mich diesen Platz auf der Frontplatte für Adapter zwischen meinem 6.3mm - Patchcord basierten System 55 Clone und meinem 3.5mm Formant-System zu nutzen. Also habe ich dort entsprechende Klinkenbuchsenpaare angebracht, die auf der Frontpanelrückseite direkt miteinander verdrahtet sind.

Frontend:

Das Human Interface des CP3As zeigt die Unterteilung des Moduls in zwei Untereinheiten: Den Steuerspannungsrouter (CONTROLS TO OSCILLATOR) mit der EXTERNAL INPUT - Buchse und dem ATTENUATOR - Poti sowie den 4-Kanal - Mixer mit MASTER GAIN und den phaseninvertierten Ausgängen OUT + und OUT -.
In der Mitte des Frontpanels finden sich dann die INTERFACE - Buchsen, die als Adapter zwischen 6.3mm - und 3.5mm - Steckern fungieren.

Platine TCP3A:

Platinenmaße: Niedliche kleine 95 x 50 mm (Nun ja, lediglich ein OpAmp und ein paar extra Bauteile, also was wollt Ihr :-))
Obere Hälfte: Reihenklemmen für interne Anschlüsse, CV Router Anschlüsse, OpAmp der Mixersektion
Untere Hälfte: 4-Kanal Mixer

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Vollständiges Modul:

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Wie man unschwer erkennen kann muss das Modul eigenständig im Modulschrank angebracht werden, da es keine feste Verbindung zur Frontplatte hat wie die anderen Module. Das ist typisch für System 55 - Instrumente, wo alle Control Panel - Module auf dem Boden des Modulschranks verschraubt werden.

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Update 25.09.2021:

Da ich zwei der drei TCP3As verkauft hatte, beschloss ich, noch den Vorläufer zu klonen, nämlich den CP3, also ohne "A", welcher als aktive Mixer-Stufe eine reine Transistor-Lösung aufweist, also völlig ohne ICs auskommt. Das CV-Routing habe ich allerdings wie beim CP3A aufrecht erhalten, also lediglich den Mixer-Teil ersetzt. Und - wie sich herausstellte - funktioniert auch diese Lösung hunderprozentig, das Modul klingt gut, und ich kann eine weitere Kerbe in das Kerbholz der zu klonenden Moog Modular - Module machen.

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Vier Tranistoren und ein paar Widerstände nebst Kondensaturen machen den Mixer aus, nicht mehr. Der Rest ist IO und CV-Routing.

Circuit

Das ist die neu gezeichnete originale Schaltung aus dem Norlin Service Manual. Sie arbeitet Moog Modular - typisch mit +12/-6V und verstärkt ca. Faktor 2. Die abgeschwächten Eingangssignale gehen auf zwei ineinander geschachtelte Differenzverstärker, bestehend aus einer äußeren NPN-Stufe und einer inneren PNP-Stufe. Diese Form des Transistor-Mixers findet man ganz häufig in Schaltungen der Moog Module. Mit T1 kann ein 0-Offset durchgeführt werden. C1 unterdrückt eine (außerordentliche!) Schwingungsneigung des Verstärkers. Das verstärkte Ausgangssignal wird phasengleich und phaseninvertiert an "+ OUTPUT" und "- OUTPUT" ausgegeben.

Bei Fragen oder Anmerkungen:
Mail to:Carsten Tönsmann

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