Модульный синтезатор

В этой статье есть несколько проблем. Помогите улучшить ее или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти сообщения ) Данная статья , возможно, содержит оригинальное исследование .Пожалуйста, улучшите его, проверив сделанные заявления и добавив встроенные цитаты . Заявления, состоящие только из оригинальных исследований, должны быть удалены. ( январь 2015 г. )( Узнайте, как и когда удалить это сообщение ) Для проверки данной статьи необходимы дополнительные цитаты .Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив ссылки на надежные источники . Материалы без ссылок могут быть оспорены и удалены. Найти источники:  "Modular synthesiser" – новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( Июнь 2020 г. )( Узнайте, как и когда удалить это сообщение ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение )

Модульные синтезаторы — это синтезаторы, состоящие из отдельных модулей для различных функций. Модули могут быть соединены вместе пользователем для создания патча . Выходы модулей могут включать аудиосигналы , аналоговые управляющие напряжения или цифровые сигналы для логических или временных условий. Типичные модули — это генераторы, управляемые напряжением , фильтры, управляемые напряжением , усилители, управляемые напряжением , и генераторы огибающей .

Первый модульный синтезатор был разработан немецким инженером Харальдом Боде в конце 1950-х годов. ^[1] В 1960-х годах появились синтезатор Moog и модульная электронная музыкальная система Buchla , созданная примерно в тот же период. ^[2] Moog состоял из отдельных модулей, которые создавали и формировали звуки, таких как огибающие , генераторы шума , фильтры и секвенсоры , ^{[3] [4]} соединенных коммутационными шнурами . ^[5]

Японская компания Roland выпустила Roland System 100 в 1975 году, за ней в 1976 году последовала System 700 и в 1979 году System 100m ^{. [1]}

В конце 1970-х годов модульные синтезаторы начали в значительной степени вытесняться в поп-музыке высокоинтегрированными клавишными синтезаторами, стойками MIDI -подключенного оборудования и сэмплерами . К 1990-м годам модульные синтезаторы вышли из моды по сравнению с более дешевыми, меньшими цифровыми и программными синтезаторами. ^[1] Однако по-прежнему существовало сообщество, которое выбирало физически патченный подход, гибкость и звучание традиционных модульных систем.

С конца 1990-х годов ^{[ когда? ]} наблюдается всплеск популярности аналоговых синтезаторов, чему способствовали практика физической стандартизации, увеличение количества доступного ретро-оборудования и интереса к нему, снижение производственных затрат и повышение надежности и стабильности электроники, вновь открытая способность модулей управлять вещами, отличными от звука, и в целом повышение уровня образования за счет разработки систем виртуального синтеза, таких как VCV Rack , MAX/MSP, Pd и Reaktor и т. д.

Основные модульные функции: сигнал, управление, логика и синхронизация. Обычно входы и выходы представляют собой электрическое напряжение .

Разница между модулем синтезатора и автономным блоком эффектов заключается в том, что блок эффектов будет иметь соединения для ввода и вывода аудиосигнала, а также ручки или переключатели, с помощью которых пользователи смогут управлять различными параметрами устройства (например, скоростью модуляции для эффекта хоруса), в то время как модуль синтезатора может иметь соединения для ввода и вывода, но также будет иметь соединения, позволяющие другим модулям дополнительно управлять параметрами устройства (например, для подключения модуля низкочастотного осциллятора к входу модуляции модуля задержки для получения эффекта хоруса).

Существует множество различных типов модулей. Модули с одинаковыми базовыми функциями могут иметь разные входы, выходы и элементы управления в зависимости от степени их сложности. Некоторые примеры включают генератор, управляемый напряжением (VCO), который может иметь опции для синхронизации (жесткой или мягкой), линейной или экспоненциальной частотной модуляции и переменной формы волны; фильтр, управляемый напряжением (VCF), который может иметь как резонанс, так и управление полосой пропускания; и генератор огибающей, который может обеспечивать выходы на каждом этапе процесса. Примеры более сложных модулей включают преобразователь частоты, секвенсор и вокодер.

Модульные синтезаторы могут быть громоздкими и дорогими. Существуют некоторые стандарты, которым следуют производители для своего ассортимента физических синтезаторов, такие как управляющее напряжение 1 В/октава и пороги затвора и триггера, обеспечивающие общую совместимость; однако для подключения синтезаторов разных производителей могут потребоваться кабели с разными типами штекеров.

Немецкий инженер Дитер Дёпфер считал, что модульные синтезаторы все еще могут быть полезны для создания уникальных звуков, и создал новую, меньшую модульную систему, Doepfer A-100. Это привело к новому стандарту для модульных систем, Eurorack ; по состоянию на 2017 год более 100 компаний, включая Moog и Roland, разрабатывали модули Eurorack. ^[1]

Модули обычно можно разделить на категории источников и процессоров. ^[6] Стандартные модули, встречающиеся в модульном синтезаторе:

Источники — характеризуются выходом, но не имеют входного сигнала; могут иметь управляющие входы:

• VCO – генератор, управляемый напряжением , выводит сигнал, частота которого является функцией входного управляющего напряжения и настроек. В своей базовой форме это могут быть простые формы волн (чаще всего прямоугольная волна или пилообразная волна, но также включают импульсные, треугольные и синусоидальные волны), однако их можно динамически изменять с помощью таких элементов управления, как синхронизация, частотная модуляция и самомодуляция.
• Источник шума. Распространенные типы шума, создаваемые модульными синтезаторами, включают белый , розовый и низкочастотный шум.
• LFO — низкочастотный генератор может быть или не быть управляемым напряжением. Он может работать с периодом от сороковой доли секунды до нескольких минут. Обычно он используется в качестве управляющего напряжения для другого модуля. Например, модуляция VCO создаст частотную модуляцию, воспринимаемую как вибрато , в то время как модуляция VCA создаст амплитудную модуляцию, воспринимаемую как тремоло , в зависимости от частоты управления. Прямоугольный выходной сигнал от LFO может использоваться в качестве логического выхода для синхронизации или функций запуска на других модулях.
• EG - Генератор огибающей - это источник переходного напряжения. Сигнал управления триггером, подаваемый на генератор огибающей, производит одно сформированное напряжение. Часто настраиваемый как ADSR (атака, затухание, сустейн, затухание), он обеспечивает управляющее напряжение, которое нарастает и падает. Обычно он управляет амплитудой VCA или частотой среза VCF, но патчируемая 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 - задержка, атака, затухание, сустейн, затухание).
• Секвенсор или аналоговый секвенсор — это семейство типов составных модулей, которые могут быть источником или процессором. В качестве источника, в зависимости от конфигурации, он может выдавать последовательность напряжений, обычно устанавливаемых путем регулировки значений на ручках передней панели. Секвенсор также может выводить триггер или вентиль на каждом шаге. Секвенсоры пошагово управляются триггером, подаваемым на вход триггера. Конструкции могут позволять шагать вперед или назад, колебательные шаблоны, случайный порядок или использовать только ограниченное количество шагов. Примером аналогового секвенсора и контроллера с таким уровнем сложности является комбинация Doepfer A-154, A-155.

Процессоры — характеризуются сигнальным входом и выходом и могут иметь управляющие входы:

• VCF — фильтр, управляемый напряжением , который ослабляет частоты ниже (фильтр верхних частот), выше (фильтр нижних частот) или и ниже, и выше (полосовой фильтр) определенной частоты . ^[a] Большинство VCF имеют переменный резонанс, иногда управляемый напряжением.
• VCA - Усилитель, управляемый напряжением , изменяет амплитуду сигнала в ответ на приложенное управляющее напряжение. Кривая отклика может быть линейной или экспоненциальной. Также называется двухквадрантным умножителем .
• LPG - Low-pass gate, это составной модуль, похожий на VCA, объединенный с VCF. Схема использует резистивный оптоизолятор для реагирования на управляющее напряжение, которое также фильтрует звук, пропуская больше высокочастотной информации при большем усилении.
• RM - Кольцевой модулятор - Два аудиовхода используются для создания суммарных и разностных частот при подавлении исходных сигналов. Также называется аналоговым умножителем или частотным смесителем .
• Смеситель — модуль, добавляющий напряжения.
• Несколько — разветвление выходного напряжения на несколько входов.
• Ограничитель нарастания - суб-аудио фильтр нижних частот . При использовании в цепи управляющего напряжения генератора, создает эффект портаменто .
• S&H - Выборка и удержание , обычно используется как процессор управления напряжением. В зависимости от конструкции, обычно восходящий фронт (триггер), захватывает значение напряжения на входе и выводит это напряжение до тех пор, пока вход триггера не считывает другое напряжение и не повторяет процесс.
• Секвенсор (см. также выше), как процессор, может иметь входной сигнал на каждом шаге (местоположении или этапе), который выводится при переходе на. Примером такого типа секвенсора является Doepfer A-155.
• Пользовательские входы управления. К модульному синтезатору можно подключать любое напряжение, если оно находится в диапазоне напряжений, допустимых для инструмента (обычно от -15 В до +15 В).

Предложения по оборудованию варьируются от полных систем в корпусах до наборов для любителей. Многие производители дополняют свой ассортимент продуктами, основанными на недавних переделках классических модулей; часто как оригинальные, так и последующие переделанные конструкции доступны бесплатно в Интернете, поскольку оригинальные патенты истекли. Многие дизайнеры-любители также предлагают пустые печатные платы и передние панели для продажи другим любителям.

Многие ранние модули синтезаторов имели высоту в целых дюймах: 11" (например, Roland 700), 10" (например, Wavemakers), 9" (например, Aries), 8" (например, ARP 2500), 7" (например, Polyfusion, Buchla, Serge), 6" (например, Emu) и ширину в кратных 1/4" дюймах. В последнее время все более популярным стало следовать стандартной системе стоечных блоков 19" : 6U (Wiard), 5U (8,75" например, Moog/Modcan), 4U (например, Serge), 3U ( Eurorack ).

В частности, следует отметить два стандарта модулей 3U: Frac Rack (например, PAiA), который использует весь 3U для передней панели, и Eurorack (например, Doepfer), который имеет горизонтальный выступ шириной 2 мм, между которым размещаются передние панели. Существуют и другие незначительные вариации, когда европейские или японские производители округляют измерение U вверх или вниз до более близкого удобного метрического эквивалента; например, обычные модули 5U имеют размер ровно 8,75 дюйма (222,25 мм), но неамериканские производители могут предпочесть 220 или 230 мм.

Другие различия заключаются в используемых штекерах, которые могут соответствовать телефонным разъемам 1/4 дюйма (6,3 мм) или 3,5 мм, разъемам типа «банан» или соединительным проводам макетной платы ; в основном источнике питания, напряжение которого чаще всего составляет ±12 В ^[7] или ±15 В, но может варьироваться от 2,5 ± 2,5 В ^[8] до 0 ± 18 В для разных производителей или систем; в напряжениях триггера или затвора (триггер Moog S или положительный затвор) с типичными уровнями аудиосигнала (часто ± 5 В с запасом по напряжению ± 5 В); и в управляющих напряжениях вольт/октава, обычно 1 В/октава , но в некоторых случаях 1,2 В/октава .

В большинстве аналоговых модульных систем частота экспоненциально связана с управляющим напряжением (например, 1 вольт/октава или 1,2 вольт/октава), иногда это называется линейно , потому что человеческое ухо воспринимает частоты логарифмически, причем каждая октава имеет одинаковый воспринимаемый размер. Некоторые синтезаторы (например, Korg MS-20 , ETI 4600) используют систему, в которой частота (но не воспринимаемая высота тона) линейна с напряжением.

Из-за постоянно изменяющегося характера ручек и ползунков воспроизведение точного патча может оказаться затруднительным.

Существуют также программные синтезаторы для персональных компьютеров , организованные как взаимосвязанные модули. Многие из них являются виртуальными аналоговыми синтезаторами, где модули имитируют аппаратную функциональность. Некоторые из них также являются виртуальными модульными системами, которые имитируют реальные исторические модульные синтезаторы.

Компьютеры стали настолько мощными, что программы могут реалистично моделировать сигналы, звуки и патчинг модульных синтезаторов. Хотя потенциально отсутствует физическое присутствие желаемой аналоговой генерации звука, реальной манипуляции напряжением, ручек, слайдеров, кабелей и светодиодов , программные модульные синтезаторы предлагают бесконечные вариации и визуальное патчингирование по более доступной цене и в компактном форм-факторе.

Популярные форматы плагинов , такие как VST, можно комбинировать по модульному принципу.

Модульный синтезатор имеет корпус или раму, в которую могут быть установлены произвольные модули; модули обычно соединяются между собой с помощью коммутационных шнуров, а система может включать модули из разных источников, если она соответствует форм-факторам корпуса и использует те же электрические характеристики.

С другой стороны, полумодульный синтезатор представляет собой набор модулей от одного производителя, который производит сплоченный продукт, инструмент. Модули не могут быть заменены, и обычно типовая конфигурация предварительно смонтирована. Модули, как правило, неразделимы и могут физически быть частями непрерывной печатной платы. Однако производитель предоставляет механизмы, позволяющие пользователю подключать модули в разном порядке и часто подключать внешние компоненты или модули (выбранные и предоставленные пользователем) между модулями инструмента. ^{[ необходима цитата ]}

Матричные системы используют матрицы контактов или другие коммутаторы точек пересечения вместо коммутационных шнуров. ARP 2500 был первым синтезатором, использовавшим фиксированную матрицу переключателей. Матрица контактов стала популярной в EMS VCS-3 и его потомках, таких как EMS Synthi 100. Другие системы включают ETI 4600 и Maplin 5600s.

Чистая логическая компоновка этих матриц вдохновила ряд производителей, таких как Arturia , включить цифровые программируемые матрицы в свои аналоговые или виртуальные аналоговые синтезаторы. Многие полностью цифровые синтезаторы, такие как Alesis Ion , используют логику и номенклатуру матрицы модуляции , даже когда графическая компоновка аппаратной матрицы полностью отсутствует.

Различные модули полумодульного синтезатора соединены вместе в типичную конфигурацию, но могут быть перемонтированы пользователем с помощью коммутационных шнуров. Некоторые примеры: ARP 2600 , Anyware Semtex, Cwejman S1, EML101, Evenfall Minimodular, Future Retro XS, Korg MS-10 / MS-20 / PS-3100 / PS-3200 / PS-3300 , Mungo State Zero, Roland System 100 , Korg Volca Modular и Moog Mother-32 .

Реконфигурируемые системы позволяют направлять определенные сигналы через модули в разных порядках без использования коммутационных шнуров. Примерами являются Oberheim Matrix и Rhodes Chroma , а также Moog Voyager.

Гибридные синтезаторы используют аппаратное и программное обеспечение в сочетании для реализации патчей. Примерами являются Arturia Origin от Arturia (полностью автономный), Clavia Nord Modular и Clavia Nord Modular G2 (им нужен внешний компьютер для редактирования патчей) и Audiocubes .

• Чиптюн
• Изгиб цепи
• Звуковой модуль
• Включенный Бах

• 120 лет электронной музыки Информация о классических модульных синтезаторах
• Synthmuseum.com Ресурс с информацией и изображениями старинных синтезаторов
• Модульные аналоговые синтезаторы возвращаются! Статья о новых модульных системах
• Earth Modular Society (EMS) — это сообщество любителей модульных синтезаторов, которое занимается круглосуточными живыми выступлениями с использованием модульных синтезаторов и придерживается принципов открытого микрофона .
• Modular Music TV ^{[ нерабочая ссылка ‍ ]} Сайт, посвященный обучающим материалам, новостям, выступлениям и многому другому с использованием модульных систем
• Обобщенное введение в концепции модульного аналогового синтеза Статья о концепциях модульного аналогового синтеза
• ModularSynth.co ^{[ мертвая ссылка ‍ ]} Сеть производителей и изготовителей модульных синтезаторов

Механические характеристики

• Сравнительная таблица модульных синтезаторов
• Модульные форм-факторы
• ДотКом Муг 5U
• Синтез МОТМ 5У
• PAiA FracRak
• Doepfer Eurorack 3U
• Intellijel 1U
• Плитки Pulp Logic 1U