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Workshop Modular Synthesizer: Grundlagen CV-Mischung

24. Juli 2021

Die Mischung von CV-Signalen im Modularsystem

Hier erst nochmals ein Überblick über alle Modular Workshops-Folgen unserer langjährigen Serie:

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An der Stelle seien auch unsere Einsteiger-Workshops für Eurorack-Neulinge genannt, die viele Grundlagen erklären und wertvolle Tipps geben:

Nachdem wir uns im ersten CV-Workshop zunächst mit den Eigenschaften von CV-Signalen befasst haben, wollen wir dieses Mal das Modell weiterführen und über den Kanal, über den das CV-Signal gesendet wird, sprechen.

Was bisher geschah…

Unterteilt wurden die Signale in Gleich- und Wechselspannungen, die alle von der Betriebsspannung begrenzt sind. Die Wechselspannungen wurden dann noch in niedrig frequente LFO-Signale und Audiosignale unterteilt. Psychoakustisch kann man nun zwischen LFO und Audio-Oszillator unterscheiden, indem man die Perzeption eines Tones als Unterscheidungsmerkmal nimmt. Dass würde heißen, alles unter 20 Hz ist LFO (denn das hören wir nicht mehr), alles darüber Audio-Oszillator. Tatsächlich werden in Synthesizern ja sehr oft LFOs gelobt, „die in den Audio-Bereich“ gehen. Warum, das werden wir später noch hören.

Aber auch das folgende kleine Hörexperiment verdeutlicht das schon. Hier wird eine Sequenz von einem Rechteck-LFO moduliert, der zunächst eine niedrige Frequenz hat. Man hört deutlich die einzelnen Sprünge als Änderung der Tonfolge. Dann wird die Frequenz langsam erhöht. Ab einem bestimmten Punkt nimmt man dann die Modulation als Veränderung der Klangqualität wahr und nicht mehr als Änderung der Tonfolge – das Ohr „kommt nicht mehr mit“.

Eine andere, der Pragmatik geschuldete Unterteilung, war die nach der manuellen Erzeugbarkeit; wenn man z.B. Tasten auf einem Keyboard drückt oder ein Poti bewegt, kann man das manuell nur mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Diese wird in der Regel aber weit unterhalb der oben genannten 20 Hz liegen – 16tel Noten auf 240 BPM entsprechen z.B. schon 16 Hz. Diese Geschwindigkeit des Anschlags längere Zeit aufrecht zu erhalten ist normalsterblichen Musikern eher weniger möglich. Im Prinzip ist es jedoch vollkommen egal, ob ein Mensch durch Drücken der Tasten die CV-Spannungen ändert, oder ein Sequenzer.

Nochmal kurz zur Wechselspannung. Rein technisch gesehen ist Wechselspannung definiert als eine Spannung, die den Strom dazu veranlasst, die Flussrichtung zu ändern. Verwirrend: Streng genommen wäre ein 1 kHz Ton, der zwischen +/-5V schwankt, eine Wechselspannung; einer, der zwischen 0 V und 10 V schwankt, jedoch nicht. Man kann im zweiten Fall von einer „alternierenden Gleichspannung“ oder „pulsierenden Gleichspannung“ sprechen. Ich finde aber, dass diese Unterteilung keinerlei praktischen Nutzen für unser Vorhaben, nämlich dem Erstellen von modularen Patches, hat.

Kanal Grande

Gemeinhin wird dem Kanal in so einem modularem System eine geringe Bedeutung eingeräumt, hauptsächlich macht er sich durch Störungen bemerkbar. Der Kanal, über den Ausgang (Sender) und Eingang (Empfänger) miteinander kommunizieren, ist einfach unsere Strippe, das Patchkabel. Und nichts ist ärgerlicher als eine Strippe mit Wackelkontakt, sei es wegen Kabelbruch oder Lötstellenproblemen.

Es gibt allerdings verschiedene Arten von Patch-Kabeln, die es erlauben, Signale zusammenzuführen oder aufzuteilen. Im Grunde handelt es sich dabei um passive Multiples, die generell mit etwas Vorsicht zu genießen sind.

Modular-Grundlagen - Teil 2 - Mehrfachkabel

Modular-Grundlagen – Teil 2 – Mehrfachkabel

Von Multiples und Mixern

Was machen diese? Ganz einfach gesagt: Multiples und Mixer verteilen Signale innerhalb des Modularsystems. Ich möchte, wieder etwas kontrovers, alle Arten von CV-Multiples und CV-Mixern (also aktive und passive) unter unserer Kanal-Rubrik zusammenfassen. Denn sie sitzen immer zwischen Sender und Empfänger und bereiten unser CV-Signal auf die eine oder andere Weise für unseren Empfänger auf. Jede einzelne Stufe verändert das CV-Signal nur linear, d.h., sie spielt nur mit der Amplitude der eingehenden Schwingungsform(en), nicht jedoch mit ihrer Form. Diese bleibt unverzerrt. Wenn man zwei CV-Signale zusammenmischt, ergeben sich jeweils Additionen und Subtraktionen der beiden Wellen als Ergebnis. Dieses gemischte CV-Signal liegt dann am Ausgang des Mixers an.

Zunächst einmal gibt es von Multiples und Mixern passive und aktive Varianten. Die passiven Multiples sind einfach Buchsen und Kabel, deren Ein- und Ausgänge zusammengelötet sind. Passive Mixer sind mit einem Poti ausgestattet, welches das eingehende Signal bis auf null abschwächen kann. Diese Art wird Attenuator genannt.

Eins-auf-Viele vs. Viele-auf-Eins im Modularsystem

Auch hier gibt es wieder eine Unterteilung. Entweder ist das Multiple/der Mixer eine Eins-auf-Viele- oder eine Viele-auf-Eins-Version. Bei der passiven Variante ist Vorsicht geboten, wenn man die Viele-auf-Eins-Variante nutzen möchte. Warum sind passive Kanäle generell nicht unproblematisch? Damit verbindet man ungeschützt mehrere Module miteinander. Dabei kann es vorkommen, dass sich verschiednen Module untereinander „nicht vertragen“ und anfangen, sich gegenseitig ungewollt zu beeinflussen. Über die passive Verbindung kann es geschehen, das ein Modul einem anderen Spannung klaut. Das ist vor allem dann ein Problem, wenn man Oszillatoren betreiben möchte – diese reagieren dann im wahrsten Sinne leicht verstimmt auf einen vorgeschalteten passiven Kanal.

Das Zusammenführen von CV-Signalen überlässt man lieber den aktiven Multiples/Mixern. Diese arbeiten intern mit einem Puffer, über den die angeschlossenen Module gefahrlos untereinander verbunden werden können. Außerdem ermöglicht er es auch, Signale problemlos zu addieren. Und er kann so gestaltet sein, dass er das Signal umkehrt und aus +5 V -5 V machen kann: diese Art wird Attenuverter genannt; ein Kofferwort aus Attenuator (Abschwächer) und Converter (Umwandler).

Wann kann man also gefahrlos passive Kanäle verwenden? Z.B. für Clock-Trigger. Allerdings darf man es nicht übertreiben, denn bei zu vielen Empfänger kann sich die Clock-Schwingunsform verändern und von einigen Modulen nicht mehr erkannt werden. Auch Modulations-Quellen wie LFOs oder Hüllkurven lassen sich häufig gut über passive Kanäle übertragen.

Problematisch wird es, wie gesagt, bei der Übertragung einer präzisen V/Okt-Spanung, sei es für einen Oszillator oder ein resonierendes Filter, das tonal gespielt wird. Hier können winzige Änderungen der Spannung schon für schiefe Töne sorgen.

Die Mischung von CV-Signalen in der Praxis

So, genug der verwirrenden Details, wir wollen schließlich Patches erstellen und schlussendlich Sound machen! Auch hier wieder ein Dankeschön an Moon Modular Berlin, die uns zu diesem Zweck ein kleines, aber feines 5 HU-Rack zusammengestellt haben!

In diesem Rack von Moon Modular finden wir auch die Module „Multiples 594“ und „Reversible Mixer 526“. Multiples 594 ist ein passives Multiple, das sowohl Eins-auf-Viele als auch Viele-auf-Eins-Funktionalität aufweist. Man kann sehr gut erkennen, dass hier keine aktive Elektronik und folglich auch kein Stromanschluss vorhanden ist.

Das Modul Reversible Mixer 526 ist ein aktiver Mischer, der es ebenfalls erlaubt, dass Signal in seiner Polarität umzukehren, also ein Attenuverter. Die drei Eingänge können einzeln zugeschaltet werden und werden dann gemischt zusammen am „Out +“ ausgegeben. Am „Out -“ liegt das gleiche Signal dann um 180° verschoben vor, man könnte auch sagen: spiegelverkehrt.

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Modular-Grundlagen - Teil 2 - Sinus 180 Grad

Modular-Grundlagen – Blaue Kurve: Sinus, rote Kurve: Sinus um 180 Grad Phasenverschoben

Die Mischung macht’s

Um zu verdeutlichen, was der Reversible Mixer 526 macht, lege ich am ersten Eingang eine CV-Sequenz an, am Zweiten einen LFO. Dazu muss ich sagen, dass das Modul 524 von Moon Modular primär ein LFO ist (5 min bis 40 Hz), der als Extra einen Audio-Mode anbietet und so Frequenzen im Audiobereich (0,5 Hz bis 4,5 kHz) erreichen kann. Er soll V/Okt-steuerbar sein, allerdings konnte ich mit einem Volt keine ganze Oktave erreichen, sondern nur ca. 10 Halbtöne. Und so steht auch in der Beschreibung auf der Website, dass er für „ernsthafte VCO Anwendungen“ nicht empfohlen wird.

Diese beiden CV-Signale werden zusammengemischt und das Ergebnis sieht man dann im Oszilloskop. Na ja, beinahe, aber ab und zu bleibt die Wellenform stehen und man sieht den Einfluss sehr gut. Das so gemischte CV-Signal gebe ich dann auf den CV-Eingang eines Oszillators, das Ergebnis kann man hören. Faktisch präge ich der Sequenz (CV Signal 1) eine langsame Tonhöhenschwankung durch den den LFO (CV Signal 2) auf.

Das begleitende YouTube-Video zum Workshop

In einem Video habe ich nun folgende Punkte versucht darzustellen. Im Video lassen sich die einzelnen Bereiche durch die Time-Marker auch direkt anspringen:

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MODULAR BASICS TEIL 2 – SEQ. CV + ZUMISCHUNG VON LFO CV

Wie man sieht, bestimme ich mit dem rechten Regler die Amplitude des LFOs. Dabei bestimmt der Mixer einfach, wieviel LFO am Ausgang nun ankommen soll. Das hört sich aber zunächst gar nicht nach Vibrato an. Später erhöhe ich die Frequenz des LFOs und mische dann nur noch eine Winzigkeit zum CV-Signal der Sequenz hinzu – das klingt schon eher nach Vibrato (Entschuldigung übrigens für meine sonnenverbrannten Pfoten).

MODULAR BASICS TEIL 2 – LFO MINIMAL ZUM SEQ. CV BEIGEMISCHT = VIBRATO

Im nächsten Beispiel mische ich vom LFO3 eine Rechteckwelle zum CV-Signal der Sequenz und stimme es so ab, dass es dem Signal genau 1 V hinzuaddiert, was nichts anderes bedeutet als: ich füge einen Oktavsprung hinzu.

MODULAR BASICS TEIL 2 – SEQ. CV + RECHTECK LFO ERHÖHUNG DER FREQ

Zum Schluss drehe ich den LFO3 recht schnell, so dass er in den hörbaren Bereich kommt (ca. 40 Hz beim Moon Modular 524).

MODULAR BASICS TEIL 2 – SEQ. CV + LFO FREQ. BIS 40 HZ

Das inspiriert mich doch gleich, den Rechteck-LFO in den Audio-Modus zu schalten.

MODULAR BASICS TEIL 2 – SEQ. CV + LFO FREQ. BIS 4,5 KHZ

Deutlich hört man, wie sich durch die Modulation im Audiobereich die Klangqualität ändert. Die einzelnen Oktavsprünge nehmen wir als solches nicht mehr wahr.

Das greift zwar jetzt schon etwas vor, aber was macht man, wenn man jetzt noch einen LFO übrig hat? Genau – man bestimmt damit nun die Frequenz unseres Rechteck-Signals (LFO3), das wiederum unsere Sequenz moduliert.

MODULAR BASICS TEIL 2 – SEQ. CV + RECHTECK-LFO, MODULIERT VON TRI-LFO

Der Kanal ist in diesem Fall einfach das Patchkabel vom LFO4-Ausgang in den Frequenz-Eingang von LFO3 – der Reversible Mixer 526 ist hier nicht beteiligt. Wer aber genau hinschaut wird erkennen, dass jeder Eingang des LFO/OSC 524 selbst mit einem Attenunverter ausgestattet ist. Dieser bestimmt, wie stark die LFO/OSC-Frequenz von einem eingehenden Signal beeinflusst werden kann. Wie man sieht, wird die Wellenform im Oszi-Display nun recht komplex – und das hört man auch.

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Fazit

Helfermodule wie Mischer oder Multiples sind unerlässlich, um einen komplexen Signalfluss zu realisieren. Man kann verschiedene Quellen zusammenfassen und feinjustieren, bevor sie dann über diesen Kanal endlich ihr Ziel, den Empfänger, erreichen. In unserem Beispiel war das ein Oszillator mit einem Volt/Okt-Eingang.

Im nächsten Teil gehen wir dann noch näher auf die Eigenschaften der Empfänger ein: warum sie meist DC-gekoppelt sind und warum wir bis jetzt das Filter und die Hüllkurve so sträflich vernachlässigt haben.

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Klangbeispiele
Forum
  1. Profilbild
    AMAZONA Archiv

    Auch beim Hausarzt gibts immer wieder diesse Probleme mit Fremdwörtern, schmeisst er mit Wörtern wie Hyperakusis, Hypotonie und Leukopenie um sich, so musst auch ich erst nachschlagen:

    Perzeption
    [Per·zep·ti·o̱n]
    SUBST
    Wahrnehmung von Sinneseindrücken

    Also ehrlich, ich weiss nicht warum man das nicht einfach in Deutsch schreiben kann, beim Arzt kann ich es ja noch verstehen, der will es dir nur nicht verraten, aber hier will man dem Leser doch was beibringen, und dann bitte in Deutsch.

    Trotz allem, ein guter Workshop. TOP Arbeit!

    • Profilbild
      t.goldschmitz  RED

      Hi Bert!
       
       :D
       
      Da kommt einfach mein Studium durch, schätze ich. Wenn man einmal die Begriffe drin hat, kommt man nicht so schnell davon weg.
       
      Ich gebe Dir recht und einfach „Wahrnhemnung“ zu schreiben wäre wohl zielführender gewesen. Und danke für das Lob!

      • Profilbild
        iggy_pop  AHU

        […] „Wahrnhemnung“ […] — das ist ein schönes Wort.

        Journalistische (und nicht nur die) Faustregel:

        Du mußt so schreiben, daß sogar Deine Oma es versteht, obwohl sie keinerlei Ahnung von der Materie hat.

      • Profilbild
        t.goldschmitz  RED

        Top! ich bi so ein Tr****l :P.
         
        Also drei mal, damit der kleine Thilo es auch richtig lernt. „Wahrnehmung“, „Wahrnehmung“, „Wahrnehmung“.
         
        OK, hinsetzen und jetzt nicht mehr geschnackt während des Unterrichts.

  2. Profilbild
    Son of MooG  AHU

    Ich dachte immer, dass Attenuverter eine Zusammensetzung von Attenuator und Inverter ist.
    Wenn ich mehrere VCOs, die nicht über den Doepfer-Bus gespeist werden können, von einem MIDI – CV/Gate – Interface ansteuern will, ist ein aktives Multiple wie das Doepfer A-180-3 schon Pflicht.
    Der Dreadbox Attenuator ist mit 2HP schön schlank und bietet einmal lineare und einmal logarithmische Kennlinien, daher verwende ich auch mehrere davon.

    • Profilbild
      t.goldschmitz  RED

      Denke, kann man auch so sehen. Man kann ja sagen, dass „Inverter“ eine Unterform der „Converter“ sind.

      • Profilbild
        AMAZONA Archiv

        Ja jetzt ehrlich, du hast das so schön erklärt, dass ich jetzt endlich mal kapiert hab was dieser Attenuverter ist und welcher Unterschied zum Attenuator besteht! Hab ich nämlich dämlich nie verstanden. Ich glaube auch leider muss ich mir nun so ein Ding kaufen gehen. 🤘Gib GAS ich will Spaß – alter Hit.

  3. Profilbild
    moinho  

    Steevio-Fans kennen (im Hinblick auf „aufpassen mit Pitch-CV“) die Macht der A-185-2 Precision Adder:
    Spannungen können mit Schaltern (addieren/subtrahieren/aus) addiert, subtrahiert oder abgeschaltet werden, und dazu gibts noch ein aktives Multiple für die Summe. Sehr schön für „aus zwei einfachen Sequenzen mach acht, die teilweise noch komplexer sind“.

    • Profilbild
      AMAZONA Archiv

      Den Doepfer prezisions Adder ist ein tolles Gerät, den nutze ich um Oktaven zu schalten für so blöde Oscillatoren ohne Oktavschalter. Und das ist sehr praktisch, macht er aus jedem mittelmäßig ausgestatteten Osci ein einfach zu bedienendes Instrument.

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