Статья "Moog Werkstatt"

Автор: 
Владимир Сапрыкин
Дата первой публикации: 
май 2015

Аналоговый звуковой модуль.

Первые модульные синтезаторы использовались по большей части не как собственно музыкальные инструменты, а как электротехнические пособия в университетских лабораториях. Инструменты Moog как раз и были в числе пионеров отрасли. С тех пор прошло больше полувека, однако модульные системы до сих пор пользуются спросом и их производством занимается довольно много небольших компаний.

Компания Moog Music, вероятно, решив тряхнуть стариной, выпустила миниатюрный набор для сборки портативного полумодульного синтезатора. Набор этот называется Moog Werkstatt 01, но я в дальнейшем буду называть его одним словом Werkstatt.

Заглянув в документацию, можно понять, что этот аппарат считается комплектом для самостоятельной сборки миниатюрного аналогового синтезатора. То есть, нечто вроде конструктора, в котором все узлы уже предварительно собраны, и самому ничего паять не нужно. В комплекте есть основная печатная плата с распаянными на ней компонентами схемы, корпус, шурупы и питающий адаптер. Внутренние межблочные соединения на плате уже выполнены, и остается провести окончательный монтаж: разместить плату в корпусе, установить толкатели микрокнопок, заменяющих обычную клавиатуру, прикрутить резиновые ножки и т. д. Однако, открыв коробку, я обнаружил в ней полностью собранный синтезатор, уже в корпусе, и даже с привинченными ножками (рис. 1). То есть, набор "сделай сам" поступил в продажу с полным сервисом услуг по сборке.

Сам синтезатор оказался настольным модулем размером с книгу среднего формата. На его лицевой панели выполнена разметка имеющихся в наличии узлов синтеза: VCO, VCO Mod, VCF, VCF Mod, LFO, Envelope, VCA. Большинство элементов управления распределены по этим панельным секциям. На задней панели корпуса есть разъем для адаптера питания и монофонический аудиовыход (джек).

Состав системы
Синтезатор имеет один осциллятор с ручной регулировкой базовой высоты тона (потенциометр Freq), относительно которой работает клавиатура. Диапазон изменения — более девяти октав. В документации указано, что осциллятор использует такие же схемотехнические решения, какие применяются в синтезаторах Minimoog Voyager и Little Phatty. Он способен производить две волновые формы: импульсную и пилообразную. Для выбора формы есть переключатель Wave. Импульсная волновая форма имеет функцию изменения коэффициента заполнения импульса (примерно от 5% до 95%), что непосредственно влияет на тембр генерируемого звука. В ручном режиме ширина импульса регулируется потенциометром PWM.

При желании, управлять этим параметром можно и в автоматическом режиме. Для этого нужно в секции модулятора (VCO Mod) при помощи двухпозиционного переключателя Dest выбрать целью модуляции параметр PWM. В случае выбора модуляционного управления, ручная регулировка ширины импульса становится недоступной — потенциометр отключается.

Вторая возможная цель модуляции секции VCO Mod — высота тона. Соответствующая позиция переключателя обозначена как Freq. Глубина модуляции задается потенциометром Amount, а ее источником может выступать или LFO, или генератор огибающей. Для выбора источника управляющего сигнала есть переключатель Source с соответствующими позициями: EG и LFO.

Блок LFO имеет всего два элемента управления. Потенциометр Rate управляет скоростью модуляции, для визуального контроля которой есть светодиодный индикатор. Переключатель Wave позволяет выбрать форму модулирующего сигнала: квадратную или треугольную.

Генератор огибающей имеет переключаемую форму импульса, AD/ASD. То есть, две фазы огибающей, атака и спад, доступны постоянно, и еще одна может подключаться по желанию. Для атаки и спада есть отдельные управляющие потенциометры, регулирующие продолжительность соответствующего участка импульса. Фаза поддержки (Sustain) включается и отключается отдельным переключателем. Если поддержка включена, то сигнал огибающей поддерживается на высоком уровне все то время, пока нажата клавиша. И только после ее отпускания отрабатывается фаза спада. Если же сустейн отключить, то фаза спада начнет формироваться сразу по завершении фазы атаки, даже если в данный момент клавиша все еще нажата.

Предварительно сформированный звуковой сигнал попадает в фильтр. Werkstatt имеет ставший уже классическим Ladder Filter. Это четырехполюсный (24 дБ/окт) пропускающий фильтр низких частот (LPF). Для управления фильтром есть два потенциометра, Cutoff и Res, изменяющие, соответственно, частоту среза и глубину резонанса. При высоких значениях резонанса и невысокой частоте среза фильтр способен самовозбуждаться и генерировать синусоидальный звуковой сигнал.

Фильтр имеет отдельный блок модуляции (VCF MOD). Источником модулирующего сигнала может быть LFO или генератор огибающей, в зависимости от положения переключателя Source. Глубину модуляции определяет позиция потенциометра Amount. Полярность модулирующего сигнала (то есть, направление модуляции) можно менять переключателем Polarity.

Управляемый усилитель имеет на лицевой панели только двухпозиционный переключатель режимов работы (Mode, On/EG). В позиции On выходной усилитель постоянно открыт, и, соответственно, синтезатор тоже звучит постоянно, с высотой тона, которую определяет клавиша, нажатая последней. В англоязычной литературе такие бесконечные звуки обычно именуются словом Drone. В позиции EG (Envelope Generator) работа усилителя определяется генератором огибающей, то есть зависит от факта нажатия клавиши.

На лицевой панели синтезатора, в самом низу, нашлось место для кнопочной клавиатуры. Это тринадцать маленьких круглых кнопок, повторяющих расположение фортепианных клавиш в диапазоне нот "До" — "До". Собственно, наружу выходят только толкатели, а сами кнопки смонтированы на печатной плате внутри корпуса. Поэтому даже при "кривом нажатии", с боковым усилием, сломать сами кнопки в принципе невозможно. Разумеется, никакой чувствительности к динамике игры они не имеют, а отрабатывают только замыкание и размыкание контакта. При одновременном нажатии нескольких кнопок приоритетной будет нижняя нота.

Слева от "клавиатуры" находится потенциометр Glide, управляющий эффектом портаменто (скоростью плавного скольжения при смене высоты тона).

В документации к конструктору есть параграф, посвященный настройке клавиатуры, точнее говоря, калибровке делителя управляющего напряжения (CV), который и формирует привычную шкалу 1 Вольт на октаву. Если у вас по каким-то причинам при последовательном нажатии на крайние кнопки не формируется точно октавный интервал, то нужно найти участок печатной платы, на котором смонтирован подстроечный резистор (его обозначение приведено в тексте) и провести точную настройку.

Справа, у края корпуса, находится патч-панель, или гребенка контактов, рядом с которыми нанесена соответствующая маркировка. В отличие от типовых модульных синтезаторов, имеющих управляющие входы и выходы на корпусе каждого модуля, Werkstatt имеет одну сборную панель с контактами от разных электронных узлов. Но размер контактов далек от стандартов звукового оборудования. Такие чаще встречаются в шлейфах для компьютерной периферии: каждый из них может вместить лишь тонкую проволочку. В комплект поставки входит набор из пяти патчкордов — гибких соединительных кабелей с тонкими жесткими наконечниками (рис. 2). Это, конечно, мало, но и самих электронных узлов не столь много. В любом случае, этого количества хватит, например, для того, чтобы два одинаковых синтезатора Werkstatt синхронно модулировались от одного LFO.

Для более полной связи синтезатора с внешним миром существует специальная патч-панель, называемая CV Expander (рис. 3). Экспандер — приобретаемая отдельно накладная колодка с двумя типами контактов, размещенных группами, одна из которых соединена с другой. Первая группа — тонкая игольчатая гребенка, повторяющая геометрию гнезда на корпусе самого синтезатора. Вторая группа — стандартные гнезда для миниджека (1/8 дюйма). Гребенка вставляется в гнездо, после чего соединять синтезатор с другими устройствами можно посредством более привычных кабелей с миниджеком на конце.

Учитывая простоту конструкции — все же, Werkstatt, скорее, учебный синтезатор, а не исполнительский, — пользователю доступно не столь большое количество соединений. Тем не менее, практически каждый блок в схеме синтезатора имеет внешние входы или выходы, через которые передаются контрольные или звуковые сигналы. Их можно использовать дополнительно к имеющимся внутренним соединениям. Аппарат передает сигналы CV и Gate от встроенной клавиатуры, сигналы генератора огибающей и LFO. Вовне можно передавать также звуковой сигнал, отбираемый до и после фильтра.

В то же время на входы внутренних электронных узлов можно подавать внешний сигнал. Например, можно передавать звук на фильтр (VCF), если есть необходимость в аналоговой фильтрации. А, подавая сигналы звуковой частоты на вход осциллятора (VCO) или LFO, можно организовать частотную модуляцию, что позволит сформировать иные формы звуковых волн и, соответственно, иные тембры или иной рисунок модуляции. Некоторые из обозначенных схем подключения использовались для записи звуковых примеров.

Звуковые примеры
Учитывая одноосцилляторность синтезатора, палитра создаваемых им звуков имеет естественные ограничения. Например, формировать унисонные тембры в данном случае просто нечем. Но зато в том, что касается одиночной работы, осциллятор используется на все сто процентов, в чем легко убедиться, прослушав образцы звуков.

Для демонстрации возможностей Moog Werkstatt я записал некоторое количество разноплановых звуковых примеров, низкого и высокого тона, с резким и мягким тембром. Есть и два более сложных примера, где звуки Werkstatt были использованы для записи микса. При записи во многих случаях использовалось то или иное количество пространственной обработки.

В файле ResoBass показан довольно мягкий бас с явным резонансным горбиком в характеристике фильтра. В процессе игры я покрутил ручку частоты среза, затем плавно убрал резонанс. Здесь, кстати, очень хорошо слышно, насколько сильно при этом меняется плотность звука. Без резонанса бас четко очерчен, резок и плотен. С резонансом он хоть и приобретает характерную скрипучесть, однако несколько теряет плотность. Впрочем, это явление хорошо известно, так что внимание на нем можно не акцентировать.

В файле под именем Song записана мелодия из одной песни. Осциллятор генерирует импульсную форму волны, в процессе игры я крутил ручку частоты среза фильтра, изменяя тембр от мягкого до пронзительного.

Для получения резких звуков, в принципе, достаточно полностью открыть фильтр и перебраться в верхние октавы. Однако можно пользоваться не одним лишь фильтром, а поддержать его, например, соответствующей настройкой генератора огибающей. В файле PulseBell показаны короткие резкие звуки, сформированные как раз быстрым спадом огибающей, которая модулирует фильтр. В начале записи звуки несколько скруглены и звучат мягко. В самом конце тембр становится звонким и упругим. Еще более упруго звучит тема в примере Saw-piano. Данное сочетание отчетливо напоминает звуки щипковых инструментов, например, гитары с металлическими струнами. Тембр в данном случае получился острым, звенящим, способным прорезать практически любую аранжировку.

В файле Staccato-legato показан более мягкий звук, которым отыгрывались стаккатные и легатные пассажи как с короткими, так и с длинными нотами. Генератор огибающей здесь настроен на полный цикл, с использованием фазы сустейна. Фильтр слегка приглушает и сглаживает звучание.

Пример с названием Soft_Lead содержит звук типа Lead, которым сыграна несложная мелодия. Осциллятор в данном случае использует импульсную волновую форму. Первоначально звук мягок и спокоен, но в процессе игры я приоткрывал фильтр, что немедленно сказывалось на яркости тембра.

А следующие два примера показывают, как влияет на тембр синтезируемого звука несложная дополнительная коммутация на патч-панели. Для записи файла под названием EG-to-LFO_Mod выход генератора огибающей (EG Out) соединялся с входом модулирующего генератора (LFO In). В качестве музыкальной темы использовалась мелодия песни "O sole mio" в вольном исполнении, поскольку демонстрируется в первую очередь не тема, а отработка дополнительной модуляции. Первая часть примера отыгрывалась с включенной фазой сустейна, что позволяло сколь угодно продлевать участок чрезмерной модуляции. Затем фаза сустейна была отключена, чтобы изменить форму управляющего импульса.

В данном случае используется, по сути, двойная модуляция. Низкочастотный генератор (LFO) модулирует частоту среза фильтра, но при этом сам модулируется импульсом от генератора огибающей. Фактически это означает следующее: в момент нажатия клавиши (в случае Werkstatt — кнопки, ее заменяющей), то есть когда запускается генератор огибающей, скорость работы LFO в несколько раз возрастает. Эта скорость сохраняется все то время, пока я удерживаю ноту. При отпускании "клавиши" сигнал огибающей исчезает и скорость работы LFO плавно возвращается к исходной, невысокой. Эта самая плавность перехода зависит только от длительности фазы Decay, которая настраивается отдельным потенциометром в секции Envelope.

В случае, если генератор формирует только две фазы огибающей (это можно услышать во второй части звукового примера), трель модулируемого фильтра появляется в момент взятия ноты и сразу же начинает замедляться в соответствии с настройкой параметра Decay. При этом неважно, нажата ли "клавиша" или уже отпущена, ведь фазы сустейна все равно нет. Подобрав правильное соотношение частот модуляции для скачка, а также время спада огибающей, можно создавать интересные динамические эффекты.

Второй пример называется Gate-to-VCF_Mod. По названию можно догадаться, что для записи здесь использована модуляция фильтра (VCF In) клавиатурным сигналом типа Gate (Gate Out), который, по сути, является просто одноразовым скачком напряжения. Вводя такой сигнал в цепь управления фильтром, я создаю кратковременную модуляцию частоты среза в виде щелчка, притом что первоначальная, основная модуляция (в данном случае — от огибающей), работает по-прежнему, с неизменной скоростью. Суммарный результат таков, что в нормально очерченном звуке появляется короткий резкий всплеск, дополнительно подчеркивающий фазу атаки. В данном звуковом примере записана последовательность басовых звуков. Вначале в чистом виде, без дополнительной модуляции, затем — с тем самым щелчком.

Напоследок предлагаю послушать два произвольных примера звучания синтезатора в миксе. В первом случае синтезатор работает исключительно в одиночку, без сопровождения других инструментов. Он издавал совершенно разные звуки, которые я последовательно записал и смикшировал. Ритмическую и басовую основу здесь составляет басовая секвенция (VCO c прямоугольной формой импульса), к которой присоединяется бас второго плана, выведенный, по причине своей второстепенности, далеко в левый и правый каналы стереопанорамы. На заднем плане ритмично отстукивает партию нечто вроде колокола, который я сделал из прямоугольной волновой формы с сильной модуляцией ширины импульса от LFO. В левом канале можно услышать его собрата, меньшего по размерам, выступающего с ритмической партией. Все остальные партии — произвольные "гуделки" и "леталки", призванные заполнить пространство микса. При этом нужно отметить, что, несмотря на довольно большое их количество, читаемости в миксе они не теряют. Указанный пример называется Werkstatt-Mix.

Следующий пример содержит кроме звуков самого синтезатора две дополнительные партии, записанные с помощью других источников: дорожку ударных и синтетический подклад для гармонического заполнения микса. Бас, различные ритмические вставки и соло сыграны на самом Werkstatt. Результат мне кажется хорошим в том смысле, что все партии хорошо слышны при любой смене "обстановки": и бас, и соло, и даже мелкие дополнительные детали. Не одна из них не теряется, несмотря на нарочно завышенный уровень, который я выставил на дополнительных дорожках (ударные инструменты, гармония). Файл с данным примером называется Mix-Ext.

Заключение
Синтезатор-конструктор Moog Werkstatt при всей своей миниатюрности оказался весьма серьезным инструментом. На звукообразующей начинке точно не экономили, и, судя по продемонстрированным возможностям, схемотехника здесь вполне соответствует "взрослым" инструментам компании Moog Music. Werkstatt звучит убедительно, вот и все.

И почему-то сложно назвать его "конструктором". Во-первых, базовая коммутация между электронными узлами уже выполнена на уровне печатной платы, и мы фактически имеем законченный простой инструмент. Во-вторых, он уже упакован в корпус. И при одиночном использовании, патч-панель вынужденно играет второстепенную роль, поскольку в общем случае можно обойтись и без нее — ведь все уже работает. Учитывая малое количество электронных узлов в синтезаторе, число дополнительных соединений невелико: пяти входящих в комплект патчкордов достаточно для любых фантазий.

А вот если для экспериментов соединить два-три экземпляра Werkstatt, чтобы нарастить количество узлов, то тогда уже можно конструировать более серьезные схемы. Очень интересной также выглядит возможность сопряжения Moog Werkstatt с другими модульными синтезаторами. Поскольку расширитель для контактов (CV-Expander) имеет разъемы типа миниджек, Werkstatt можно непосредственно соединять с модульными синтезаторами формата Eurorack, которые используют такой же формат разъема (например, Cwejman или Doepfer). Ну а с переходниками типа джек-миниджек можно присоединять Werkstatt практически к любой модульной системе. А поскольку разные системы обычно имеют индивидуальные схемотехнические особенности, то и звучание таких сборных конструкций может быть весьма разнообразным.

Звуковые примеры

EG-to-LFO_Mod (9,21 Мб)
Gate-to-VCF_Mod (4,17 Мб)
Mix-Ext (7,02 Мб)
PulseBell (1,18 Мб)
ResoBass (8,2 Мб)
Saw-piano (2,5 Мб)
Soft_Lead (3,09 Мб)
Song (3,98 Мб)
Staccato-legato (3,19 Мб)
Werkstatt-Mix (6,14 Мб)

0
Ваша: нет

Реклама

Рейтинг@Mail.ru