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Workshop Modular Synthesizer: Xpander vs Doepfer A-106-6

Doepfer A-106-6 XP VCF

trägt stolz den Beinamen „16-fold VC XPander Filter“. Das mit 5 Potis, 12 Buchsen und einem Kippschalter sehr kompakt ausgestattete Modul zählt neben dem großen Bruder A-107 „Multitype Morphing Filter“ zu den neueren Entwicklungen rund um Doepfers A-100 Modularsystem. Filterfrequenz und Stärke der Resonanz lassen sich ganz klassisch manuell regeln. Zur externen Spannungssteuerung stehen für die Eckfrequenz 2 CV-Eingänge, für die Resonanz 1 CV-Eingang zur Verfügung. Mittels Kippschalter lässt sich zwischen den beiden 8er Filter-Gruppen umschalten.

Die jeweils 8 Filtertypen (x2) werden hier umgeschaltet

Die jeweils 8 Filtertypen (x2) werden hier umgeschaltet

Doch lassen wir Dieter Doepfer selbst zu Wort kommen und uns die Philosophie des (originalen) Xpander Filters bzw. damit auch den Aufbau seines XP VCF erklären:

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„Der XP-Filter basiert auf einem genialen Vorschlag von Doug Curtis (der XP-Filter verwendet ja ein Curtis-Filter-IC als Herzstück), der meines Wissens im Oberheim Xpander zum ersten Mal umgesetzt wurde. Ein 24dB-Tiefpass besteht aus 4 Filterstufen (6,12, 18, 24 dB) und wird daher auch als 4-Pol-Tiefpassbezeichnet. Wenn man die 4 Stufen einzeln herausführt und mit bestimmten Mischungsverhältnissen addiert oder subtrahiert, so erhält man eine ganze Reiher anderer Filter, wie z.B. Hochpässe, Bandpässe, Notch-Filter, Allpässe und Kombinationen aus verschiedenen dieser Filter.

Subtrahiert man beispielsweise den doppelten 18dB-Ausgang vom 12dB-Ausgang so erhält man einen 4-Pol-Bandpass. Addiert man den 6-dB-Ausgang mit dem doppelten 18dB-Ausgang und subtrahiert davon den doppelten 12dB-Ausgang, so erhält man die Kombination eines Notch-Filters mit einem 6dB-Tiefpass. Das sind nur zwei von einer Vielzahl möglicher Filtertypen. Im Oberheim-XP-Filter wurden insgesamt 15 verschiedene Filter realisiert. Die gleichen kommen auch beim A-106-6 vor. Aus schaltungstechnischen Gründen kommt dabei beim A-106-6 wegen der Umschaltung der zwei Filtergruppen ein Filter zweifach vor, d.h. man hat nicht 2×8=16 verschiedene Filter sondern nur 15. Im Oberheim wurde dieses „doppelte“ Filter softwaremäßig unterdrückt“

Das Herausführen der doppelten „2-Pole Highpass + 1-Pole Lowpass“ Kombination ist beim A-106-6 XP VCF übrigens absolut sinnvoll! Immerhin steht dieser Filtermodus somit auf jeder „Seite“ der beiden 2×8 Filtergruppen zur Verfügung und kann daher völlig flexibel (und quasi „immer“) eingesetzt werden.

Oberheim Xpander

Wie nicht anders zu erwarten hat es Dieter Doepfer natürlich keineswegs beim Nachbau des XP-Filters alleine belassen. So sei an dieser Stelle auf ein „erweitertes XP-Filter“ in der A-100 Modulpalette hingewiesen. Wer die Vielseitigkeit des Xpander-Filters zu schätzen weiß, den dürfte das A-107 „Multitype Morphing Filter“ gewiss ebenso interessieren. Dieter Doepfer dazu:

„Im A-107 haben wir dieses Konzept auf die Spitze getrieben: Hier sind die 4 Verhältnisse, mit denen die Filterstufen addiert bzw. subtrahiert werden über vier DAC (Digital-Analog-Converter) frei programmierbar, und es sind insgesamt 36 verschiedene Filter möglich. Zusätzlich kann zwischen den Mischungsverhältissen und damit den Filtertypen weich umgeblendet werden (mit Hilfe von 4 VCAs und 4 spannungsgesteuerten Slew-Limitern, die von den DAC-Ausgängen gesteuert werden). Daher heißt das A-107 auch „Morphing Filter“ – im Grunde nichts weiter als ein erweitertes XP-Filter mit mehr verschiedenen Filtertypen und der stufenlosen Umblendmöglichkeit zwischen Filtertypen.“

Ein kleiner, minimaler (und immer wieder erwähnenswerter!) Vorteil bleibt natürlich beim A-106-6 XP Filter einzigartig: Man kann hier 8 Filtertypen direkt via Miniklinke abgreifen …

Durch die Tatsache, dass 8 (!) Filterarten zur gleichzeitigen Nutzung zur Verfügung stehen, stellt das Doepfer XP-Filter auch einen gewissen Fortschritt gegenüber dem Original dar. Immerhin hat der Xpander in diesem Punkt eindeutig das Nachsehen! Selbst im Multi-Mode mit 6 unabhängigen Stimmen und jeweils unterschiedlicher Filtercharakteristik ist der Oberheim dem Doepfer XP VCF unterlegen (bringt er es doch „nur“ auf 6 gleichzeitig verfügbare Filterarten). Das ist nun gewiss keine Auf- oder Abwertung, denn eher ein Hinweis, welch Filterpotenzial beim Xpander Filter des A-100 Systems direkt abgegriffen, weitergeleitet und genützt werden kann.

Bis zu 8 Filtertypen lassen sich gleichzeitig abgreifen

Bis zu 8 Filtertypen lassen sich gleichzeitig abgreifen

Die Auflistung der einzelnen Module sieht wie folgt aus:

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Der Klang

Zunächst ist es sehr lohnend, alle Filterarten komplett durchzuhören. Nicht immer sind die klanglichen Unterschiede von einem Modus zum nächsten das große „Aha-Erlebnis“, doch man bedenke, dass die 16 (bzw. 15, um genau zu sein) Modi bei einem einzigen Modul – dem A-106-6 XP VCF – zur Verfügung stehen. Wie gesagt: Bis zu 8 davon gleichzeitig!

A106-FilterTypes5-8

A106-FilterTypes9-12

A106-FilterTypes13-16

Xpander VCF vs Doepfer A-106

Wie ist nun der Klang des A-106-6 Moduls im Vergleich? Wie ein Oberheim Xpander? Zum eigenen Erstaunen muss ich sagen: zu einem guten Teil ja! Speziell die Filterarten Lowpass, Highpass und Notch sind praktisch kaum vom Original zu unterscheiden. Andere Filtermodi erzeugen hingegen ein leicht abweichendes Klangbild, wobei die Unterschiede hier hauptsächlich im Verhalten und im Ausdruck der Filterresonanz begründet liegen.

Das kann nun vielfältige Ursachen haben. Dieter Doepfer hat hierzu bereits Stellung genommen:

„Die Schaltung im A-106-6 ist eigentlich identisch zum Original. Von daher wundert es mich, dass Unterschiede bei der Resonanz bzw. Präsenz festgestellt werden. Ich vermute aber, dass auch nicht alle Xpander 100% gleich klingen und das Ganze von Bauteiletoleranzen verursacht wird.“ (D. Doepfer)

Ganz sicher liegt es nicht am unterschiedlichen CEM-Chip vom Xpander (CEM3372) zum Doepfer XP VCF (CEM3379). Die in beiden Bausteinen verwendete Filterschaltung ist nämlich identisch …

„Wir verwenden den CEM3379, im Original Oberheim Xpander wurde der CEM3372 verwendet. Curtis brachte damals eine Reihe von sog. Audio-Prozessoren mit den Nummern CEM337x heraus, die alle den gleichen Filterbaustein auf dem IC hatten, bei denen die zwei zusätzlichen VCAs aber unterschiedlich angeordnet waren … “ (D. Doepfer)

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Klangbeispiele
Forum
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      Farbfalter  

      Ich bin kein Profie, sollte meine Erklärung Fehler beinhalten, würde ich mich freuen wenn mich jemand korrigiert.
      Der Unterschied zwischen digitalen und analogen Hüllkurven, ist folgender: Analoge Hüllkurven Generatoren sind schneller und unterliegen keiner Auflösung/Abstufung.
      Stell dir vor du hast eine sehr einfache Hüllkurve, die nur über eine decay Regler verfügt. Die decay Zeit ist unterteilt in bspw 128 Schritte, die digitale Version kann nur eine der 128 Werte annehmen, während die analoge Version alle Werte zwischen 0-128 annehmen kann, die übergäng sind daher fließend.
      Hättest du mich vor einem Jahr gefragt, hätte ich gesagt, man höre keinen Unterschied. Aber mittlerweile besitze ich ein Modular System. Besonders in der Synthese von Perkussionsinstrumenten haben analoge hüllkurven die Nase vorne. Bsp. wird für eine Bassdrum im 909 style der pitch für eine Handvoll Millisekunden erhöht. Mit dem analogen A-140 von doepfer kein Problem(im schnellsten der drei Modi). Die komplette ADSR Kurve ist schnell genug um sie in die kurze Zeit eines Kick unterzubringen.
      IMO nur wichtig, wenn du Perkussionsinstrumente synthetisieren willst (oder super schnelle Filter zap‘s)

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        sebber71

        An der Auflösung und der Schnelligkeit kann es nicht liegen, eine digitale Hüllkurve in einem 96 kHz System löst mit 96.000 Schritten pro Sekunde auf, nicht mit 128 über den ganzen Verlauf (128 Schritte, das hört sich jetzt sehr nach MIDI an, das ist aber eine ganz andere Geschichte). Und digitale Hüllkurven können, weil sie keiner physikalischen Beschränkung unterliegen (der Kondensator muss nicht erst geladen werden etc.), quasi „unendlich“ schnell sein. Daran kann es also nicht liegen. Mit der Erhöhung des Pitch für ein paar Sekunden, da kommen wir der Sache wohl schon näher, aber das ist die Erklärung, wieso die 909 so gut klingt, nicht die Erklärung, wieso analoge Hüllkurven besser sind.

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          Gut erklärt, vielen Dank! Macht Sinn. Wie gesagt ich bin nur ein „Laie“. Die 128 war nur als Beispiel gedacht, natürlich sind die tatsächlichen Werte viel größer.
          Ich frage mich, weshalb ich immer wieder lese, dass die Analogen Hüllkurfen schneller sind. Handelt es sich dabei nur um ein Gerücht?

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            sebber71

            Ja genau, das frage ich mich auch. Ich habe ein bisschen den Verdacht, dass es noch aus Zeiten kommt, in denen das wirklich so war. Also ungefähr zu der Zeit, als zu viele Schriftarten auf dem Windowsrechner noch den Arbeitspeicher verkleinert haben und Windows 95 zwar auf CD, aber ohne CD-Treiber ausgeliefert wurde :-) Vielleicht kann der Autor ja was dazu sagen?

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              drbach  

              Die digital erzeugten Steuerspannungen, also auch diejenigen der Hüllkürven müssen von digital nach analog gewandelt werden. Dazu dienen Digital-Analog-Wandler. Diese Teile waren zu Zeiten des Xpanders/M12 sehr teuer (sind sie heute noch, ist aber nicht mehr so extrem), deshalb sind in den damaligen Synthesizern meistens nur wenige (zuweilen mal ein einziger DA-Wandler) verbaut. Alle Steuerspannungen müssen sich somit einen DA-Wandler teilen, die Wandlung erfolgt gemultiplexed, dies setzt der Geschwindigkeit schon mal Grenzen. Die Spannungen werden im Anschluss an die Wandlung über eine S&H Stufe analog zwischengespeichert und zudem werden die Stufen geglättet. Diese Faktoren begrenzen allesamt die maximale Hüllkurvengeschwindigkeit.

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                sebber71

                Vielen Dank für die Antwort. Es geht also speziell um die Hüllkurven des Matrix. Irgendwie kam mir das damals, als ich nach gefragt hatte, so vor, als wären alle digitalen Hüllkurven gemeint gewesen. Denn das liest man ja auch manchesmal und da hätte ich gerne mehr darüber gewußt.

                • Profilbild
                  drbach  

                  prinzipiell leiden alle Polysynths aus dieser Zeit darunter, beim Matrix ist es halt aufgrund der Komplexität etwas ausgeprägter

                  • Profilbild
                    drbach  

                    nur dass bei aller Kritik meinerseits kein falsches Bild entsteht, ich bin ein absoluter Matrix 12 Liebhaber

  1. Profilbild
    Farbfalter  

    Vielen Dank für diesen unglaublich ausführlichen detaillierten Bericht! Habe ihn nochmals durchgelesen und gerade eine Bestellung aufgeben :)

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    Farbfalter  

    Vielen Dank für diesen großartigen Bericht. Nach erneutem durchlesen und weiterer Recherche habe ich mir gestern ein A-106-6 bestellt.

    • Profilbild
      Farbfalter  

      Mittlerweile konnte ich es ausgiebig testen. Bin äußerst zufrieden damit. Ich würde den Klangcharakter als relativ sauber, edel und weich beschreiben. Ich habe etliche Perkusions samples und Pads damit erstellt. Als Vergleich habe ich noch Ripples und das Morpheus Zplane Filter. Ich schätze die schnelle und einfache Bedienung der Doepfer Module. Morpheus ist großartig, aber bedarf im Vergleich viel mehr fein Justierung(aufgrund der enormen Möglichkeiten). Für bass drums, welche mittels Selbstoszillation erzeugt werden, ziehe ich Ripples dem A-106-6 vor. Ansonsten ist der A-106-6 perfekt geeignet für die Synthese von Perkussionsinstrumenten. Von holzig über metallisch bis unglaublich weich und soft ist damit alles möglich. Preis/Leistungsverhältnis ist absolut top. Da dieses Filter soviele verschiedene outputs hat, findet man immer einen freien passenden, um damit die cutoff Frequenz zu modulieren. Dank mehrerer cv inputs kann zusätzlich noch ein envelopes den Filter modulieren, das erleichtert unkomplizierte Filter FM. Ich auch eine 303 gepatcht, da dieses Filter einen 3pol LP besitzt, gezwitschert hat es nicht ganz so wild (auch nicht im 4pol LP), aber angenehm war der Klang durchaus.

  3. Profilbild
    drbach  

    Der Xpander hat 6 CEM3374 Dual VCO (sonst wäre es ja nur ein ein VCO/Stimme Synthesizer) und der Matrix 12 entsprechend 12 CEM3374 (und auch 12 CEM3372 Filter).

    Bei Tubeohm gibt es ein Eurorack DIY Module, welches ebenfalls die Xpander-Filtertopologie abbildet. Der Core wird hier allerdings über die „klassischen“ 13700-OTAs gebildet. Der Core im CEM3372 ist gänzlich anders, trotzdem ist der Klangcharakter des CEM3372 im OTA-Lager anzusiedeln. Ich werde demnächst ein Tubeohm-Module bauen, ich bin dann gespannt, wie es im Vergleich zum Xpander-Filter dasteht.

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