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Test: Doepfer DIY Synthesizer


Doepfer DIY Synth

Der Aufbau

Zunächst sollte man die Anleitung durchlesen (als PDF auf der Doepfer-Seite zu finden) und sich überlegen, was für einen Synth man haben möchte: Nicht-, semi- oder vollmodular, mit oder ohne MIDI, Standalone oder Modulareinschub.
Ich habe mich für die Maximalversion entschieden, Standalone mit MIDI und semimodular. Die semimodulare Variante ist am sinnvollsten, da sie alle Vorteile bietet. Die Eingänge werden über normalisierte Buchsen geführt, so dass man ohne Patchkabel einen Standard-Synth hat. Beim Einstecken von Patchkabeln werden diese Verbindungen unterbrochen, und man kann alle Module völlig getrennt voneinander wie in einem Modularsystem betreiben. Zudem kann man Signal- und Modulationsverbindungen stöpseln, die nicht gegeben sind. Das bedeutet zwar mehr Verdrahtungsaufwand, ist aber sonst nur vorteilhaft. Erforderlich sind dafür Klinkenbuchsen mit Schaltkontakt, die Anschlüsse werden dann so belegt:

Normalisierte Klinkenbuchse mit Eingangspoti

Normalisierte Klinkenbuchse mit Eingangspoti

Die Ausgangsbuchsen werden einfach parallel geschaltet.

Ich habe den Schaltungsvorschlag aus der Anleitung weitgehend übernommen und ein paar Modulationseingänge für die Parameter Tonhöhe, Filterfrequenz und Lautstärke sowie ein paar extra Ausgänge hinzugefügt. Die Platine ist dafür ausgelegt, man braucht lediglich pro Eingang ein zusätzliches Poti und einen Widerstand. Gleiches gilt für die Audio-Eingänge.

An die SUM-Eingänge kann man weitere Modulationsregler anschließen

An die SUM-Eingänge kann man weitere Modulationsregler anschließen

Man kann beliebig viele Eingänge so in einen SUM-Input routen. Die Widerstände hinter den Potis bestimmen mit ihren Werten die Empfindlichkeit der Eingange (normalerweise 47 oder 100kOhm) und sind dort UNBEDINGT nötig, da es sich um bei den Modulations- und Audiomischern um Summierschaltungen mit virtueller Masse handelt. Die Eingangssignale werden kurzgeschlossen, wenn man sie ohne Widerstände anschließt, was eventuell Bauteile zerstören kann. Bei den anderen Eingängen sind die Widerstände nicht nötig, da sie sich schon auf der Platine befinden.

Weitere Änderungen:

VCO
Hier habe ich statt des Reglers für Coarse Tune (Grobstimmung) einen Stufenschalter mit Spannungsteiler eingebaut, um bequem die Oktavlage umschalten zu können, also einen Fußlagenschalter mit 32-16-8-4-2. Dafür braucht man ein paar 2KOhm Widerstände (oder etwas mehr, ich habe 2,2KOhm verwendet), am besten Metallfilmwiderstände, die sind temperaturstabiler als normale. Das funktioniert leider nicht exakt, ein wenig muss man trotzdem mit Fine Tune nachhelfen, da der Spannungsteiler durch den Eingang belastet wird und so die Teilspannungen nicht ganz ihren Sollwert erreichen können. Erst kurz vor Ende meiner Deadline fiel mir ein, wie es genauer ginge: Ein paar Präzisionstrimmpotis (Cermet Spindeltrimmer) zwischen 5V und Masse, die die 1,2,3 und 4V-Spannungen für den Stufenschalter liefern. Da war es aber schon zu spät, das noch zu verwirklichen. Einen Octave-Switcher mit aktiver Elektronik gibt es sogar fertig zu kaufen, siehe Linksammlung.

Für Halbtöne tut es ein Poti, das über einen 499kOhm Metallschicht-Widerstand einen Einstellbereich von +1 Oktave hat. Für Fine Tune dito, das Poti hängt zwischen +5V und -5V zwischen zwei 15KOhm- Widerständen über einen mit 1MOhm am SUM und kann so knapp +/- 2 Halbtöne überstreichen. Das ist abgebildet im Gesamtschaltbild weiter unten.

Die Pulsweite ließ sich mit der Beschaltung aus der Anleitung nur von 20-70% regeln, das habe ich über einen 82KOhm-Widerstand in den PW-SUM-Eingang geroutet und mit einem 10KOhm Trimmpoti auf -5V in den PW-Eingang die Pulsweite so abgeglichen, dass das PW-Poti nun in Mittelstellung ein Rechteck mit einem Verhältnis von 50:50 ergibt und auf Min/Max völlig verschwindet. Der Abgleich ist natürlich am einfachsten mit einem Oszilloskop, aber es geht auch ganz gut nach Gehör.

Die modifizierte Beschaltung der PWM-Eingänge

Die modifizierte Beschaltung der PWM-Eingänge

So hat man den ganzen Einstellbereich von 0-100% zur Verfügung und kann auch mit dem ADSR in alle Richtungen modulieren.
Für logarithmische FM habe ich einen zusätzlich Regler eingebaut, damit kann man auch z.B. Vierteltonskalen spielen, wenn man die Noten-CV darüber routet, die mit dem Portamento-Schalter abschaltbar ist (siehe Blockschaltbild weiter unten). Für einen Sequenzer und/oder separates Pitchbend o.ä. stehen zwei zusätzliche ungeregelte CV-Eingänge zur Verfügung.

VCF
Beim Filter habe ich die Ausgänge mit zwei Mix-Reglern statt einem versehen, mit ihnen kann man Hoch/Tief/Band/Notch beliebig mischen. Notch ergibt sich aus der Hoch/Tiefpassmischung.
Diese Art der Beschaltung hat auch zur Folge, dass beim Notch etwas Bandpass durchzuhören ist, wenn man die Resonanz aufdreht. Das ist aber kein Nachteil, sondern eher interessant, weil man sonst in diesem Fall kaum noch etwas vom Notch hört.

Die modifizierte Filterbeschaltung

Die modifizierte Filterbeschaltung

Den eigentlichen Audio In habe ich stillgelegt, da er nicht empfindlich genug ist, und Sägezahn und Rechteck beide über den SUM-Input geroutet mit 15KOhm Eingangswiderständen. Die Oszillatorsignale können das Filter so ab etwa 12 Uhr-Stellung der Eingangsregler wohldosierbar übersteuern. Die LED am Ausgang (eine zweifarbige wie beim LFO) dient der Kontrolle und fängt an zu leuchten, wenn man in den Grenzbereich kommt.

VCA
Vor allem habe ich den VCA mit zusätzlicher Modulation durch Gate (Note-On-Signal) versorgt, damit er wenigstens eine Orgelhüllkurve bekommt, wenn man den einzigen ADSR für Filterfrequenz oder PWM braucht. Ein Gate-Signal ist allerdings ziemlich steilflankig und führt bei tiefen Tönen naturgemäß zum Knacksen, da die Kurvenform rabiat an- und abgeschaltet wird. Man kann es aber über den Slew routen und so etwas entschärfen. Das ergibt dann sogar eine Hilfs-Hüllkurve mit einem gemeinsamen Regler für Attack und Release. Es geht natürlich auch umgekehrt, Gate über Slew zum Modulieren.
Auch hier habe ich eine Übersteuerungs-LED eingebaut wie beim Filter.

Dynamisch spielbar via Velocity ist der VCA ohne weitere Module leider nicht, denn der Modulationsmischer des VCAs ist wie der aller anderen Module ein Summierer, d.h. alle Modulationen werden addiert. Im Falle der Lautstärke bräuchte man jedoch einen Multiplizierer, um die Hüllkurve mit der Velocity zu modulieren, also einen zusätzlichen (und gleichstromfähigen) VCA.

Sonstiges
Dem Gate-Input habe ich eine LED spendiert, dann sieht man immer, ob Noten beim DIY ankommen.
Für alle Fälle habe ich zwei Multiples (Verteiler) mit eingebaut, einfach vier parallelgeschaltete Buchsen. Die kann man immer brauchen.

Hier mein abgewandelter Schaltplan in der Totale:

Das Blockschaltbild (Klick aufs Bild zum Vergrößern)

Das Blockschaltbild (Klick aufs Bild zum Vergrößern)

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Klangbeispiele

  1. Avatar
    BroSco

    Toller Bericht mal wieder!
    So ein komplett eigener Synth ist schon was Tolles. Es sollte Jeder einen haben. Irgendwann traue ich mich vielleicht auch mal an Sowas ran.

    Nach dem Satz „Ich blinke, also bin ich“ bin ich übrigens eine halbe Stunde nicht mehr aus dem Lachen rausgekommen. Die beste „Ich denke, also bin ich“ Abstraktion die mir bis jetzt untergekommen ist :D

    Frohe Weihnachten!

    Cheers
    Dennis

    • Profilbild
      h.gerdes AHU

      Tja wenn abendländisch-humanistische Bildung und Technophilie zusammentreffen, kommt sowas bei raus ;-)

      Es ist zwar eine Menge Arbeit, aber Doepfer hat es wirklich so einfach wie möglich gemacht. Löcher bohren, zusammenschrauben, verkabeln, Bsiauum! Mit etwas Lötkolben-Erfahrung kann man so einen DIY locker hinkriegen. Knifflig ist nur Fehlersuche.
      Aber kein Vergleich zu Selbstbau-Projekten früherer Zeiten. Ich habe mal einen Elektor Formant angefangen, so richtig mit Platinen ätzen, Transistoren selektieren, bestücken, usw. Irgendwann habe ich den halbfertigen Kram völlig entnervt verkauft. Dagegen war der DIY-Bau jetzt ein Spaziergang.

      Happy Xmas!

  2. Profilbild
    Diodenfreak

    Schön, dass es noch Bausätze gibt. Platinen entwickeln, Ätzen, Bohren und Löten sind nicht jedermanns Sachen und kosten auch eine Menge Zeit. Wenn man dagegen nach Anleitung eine Platine zusammenlötet, hält sich der Aufwand in Grenzen.

    Ich habe Anfang der 80er Jahre versucht, einen Synthesizer nach Schaltungen aus dem Buch von Helmuth Tünker (Electronic Pianos und Synthesizer) zusammenzubauen. Ich gab nach kurzer Zeit auf.

    Zur Zeit baue ich an einem zweiten analogen Synthesizer mit selbst entwickelten Schaltungen.

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