Модульный синтезатор может быть таким как вы захотите, и в этом его прелесть. Но нужно знать какими средствами можно этого добиться. В этой статье я расскажу без каких составляющих нельзя обойтись совсем и охвачу самые базовые и классические модули с которых когда-то все начиналось.
Кейс
Модули надо куда-то устанавливать. У них нет собственного корпуса. Модульный синтезатор может иметь кейс разных размеров, из разных материалов, мобильный или стационарный, предназначенный для разных форматов модулей. Как и с ассортиментом самих модулей, наибольший выбор вы найдете для формата еврорек.
При выборе кейса надо руководствоваться не только текущей потребностью места, но и вашими будущими планами на расширение своего сетапа. А это трудно прогнозировать. Лично мое мнение — лучше больше чем меньше. Лучше поставить заглушки на пустые места в кейсе, чем каждые полгода заниматься поисками нового кейса. Или думать о том чем пожертвовать в пользу нового приглянувшегося модуля.
Еще один важный параметр кейса это его глубина. Чем тоньше кейс вашего модульного синтезатора, тем выше мобильность. Но этот же параметр ограничит в выборе модулей, которые можно будет установить в слишком тонкий кейс.
Размер кейса производители указывают не в сантиметрах и не в дюймах, а в стандартных единицах в которых измеряются размеры лицевых панелей самих модулей. Высота в юнитах (U). Для еврорек модуля это обычно 3U. Некоторые производители так же делают модули с высотой 1U. Для таких надо предусмотреть отдельный ряд в кейсе. Ширина измеряется в hp (Horizontal pitch). Единицы эти позаимствованы у производителей печатных плат. Что вполне логично. Вот по ширине все еврорек модули разные.
Если вы имеете прямые руки и огонек в глазах, то имеет смысл попробовать собрать кейс самостоятельно. Можно буквально сколотить из досок. На звук не влияет. А при наличии под рукой мастерской с лазерной резкой, задача в разы упрощается благодаря Эндрю из nonlinearcircuit. Он подготовил для вас проекты готовых корпусов. Остается только склеить получившиеся детали и установить туда рельсы, которые нужно приобрести отдельно.
Питание
Еще один важный элемент без которого модульный синтезатор не запоёт. Модули обычно требyют биполярного питания. Это значит, что в блоке питания есть активный плюс, активный минус и ноль. Вольтаж разный у разных форматов. Например еврорек модули питаются от блоков с 12 вольтовыми выходами. Так же в большинстве блоков питания для еврорек имеется выход на +5V, для которого предусмотрено место на стандартной шине питания.
Блоки питания бывают линейными и импульсными. Импульсные легче и компактнее. Линейные подразумевают наличие понижающего трансформатора, а он может быть громоздким и тяжелым. Его вес зависит от мощности. Но принято считать, что линейные блоки создают меньше нежелательных помех на общей шине при большой нагрузке. Такие блоки, например, часто применяются в профессиональной аудио технике.
Но благодаря прогрессу не стоящему на месте и талантливым инженерам, сейчас вы легко можете найти импульсные блоки питания для еврорек которые по шумовых характеристикам не уступают линейным. И при этом сохраняют свою компактность и легкость. А вообще это холивар покруче чем Android и iOS.
При выборе блока питания вам необходимо подсчитать сколько тока в миллиамперах (mA) будут потреблять все ваши модули на каждом выходе отдельно. И затем подобрать блок питания учитывая максимальный ток потребления всей системы. Обычно плюсовое плечо самое нагруженное, чуть меньше нагрузки приходится на минус и совсем редко встречаются модули, которые потребляют ток из +5V выхода. Встречаются даже блоки питания для еврорек, на которых 5V выход отсутствует.
VCO
Voltage controlled oscillator или генератор управляемый напряжением — модуль без которого ваш модульный синтезатор не зазвучит. Задача этого модуля — генерировать волну переменного тока. Она может иметь разные формы и характеристики. На эти характеристики можно воздействовать ручками на лицевой панели или управляющим напряжением, от других модулей и контроллеров, направляемых во входы.
Например изменяя частоту генерируемой волны мы меняем высоту звука, т.е. ноту. В еврорек VCO применяется стандарт 1V/OCT при котором изменение напряжения на входе на 1 вольт изменяет тон на 1 октаву.
Классическим для VCO считается наличие 4 различных форм волны на выходе — синус, треугольник, пила и квадрат (меандр). Меандром его назвают, потому что соотношение положительной и отрицательной фаз можно изменять, делая таким образом форму волны похожей на прямоугольник.
Имея в своем распоряжении всего 2 классических VCO вы уже можете весело проводить время, модулируя различные характеристики первого генератора вторым.
Но этот генератор генерирует сигнал непрерывно, тут нет ручки громкости или кнопки которая заставляет его играть только когда её нажимаешь. Для этого используются другие модули.
VCA
Voltage controlled amplifier или усилитель управляемый напряжением — модуль без которого ваш VCO не заткнётся. Слово “усилитель” тут немного сбивает с толку. Он скорее ослабитель, чем усилитель. Его задача — работать ручкой громкости, которой можно управлять с помощью напряжения.
Но вся прелесть в том, что с помощью VCA можно воздействовать на амплитуду любого сигнала, не только волны из генератора. Можно изменять амплитуду какого-то управляющего сигнала вторым управляющим сигналом, создавая цепочку сложных модуляций.
На просторах youtube я однажды встретил замечательное видео, демонстрирующее всю силу и возможности этого, на первый взгляд, незатейливого модуля.
VCF
Voltage controlled filter или фильтр управляемый напряжением. Главный помощник в формировании звука при субтрактивном синтезе. Его задача — ослабевать отдельные частоты в сигнале приходящем на вход фильтра и усиливать частоты в месте среза (резонировать на частоте среза).
Вычитая частоты из входящего сигнала мы радикально изменяем звучание. При этом имеется много различных схем и модулей, которые по разному могут выполнять одну и ту же задачу. Например воздействуя на одну и ту же квадратную волну одни фильтры делают звук мягче, другие агрессивнее. Разные настройки при резонансе на одном и том же срезе могут добавлять в выходной сигнал разные субгармоники.
Большинство классических фильтров подразумевают фильтрацию высоких частот (LP — low pass). Но есть фильтры с фильтрацией низких частот (HP — hi pass) или с фиксированной полосой пропускания (BP — band pass).
Генератор огибающей
Он же envelope generator. Люди уже знакомые с синтезом звука наверняка уже слышали магическую аббревиатуру ADSR. Так вот это тот самый модуль, который отвечает за генерацию единичной волны определённой формы с заданными атакой (A), спадом (D), поддержкой (S) и затуханием (R). Нужна она для того, чтобы придать отдельным извлекаемым звукам схожесть со звуками, которые встречаются в природе и могут извлекаться из аккустических музыкальных инструментов.
Напрявляя сигнал из выхода генератора в CV вход модуля VCA. Мы будем воздействовать на амплитуду сигнала на входе. Придавая таким образом бесконечному гулу из генератора динамические характеристики звуков извлекаемых из пианино или флейты.
Конечно использовать сигнал этого генератора можно не только для управления VCA но и для любого другого параметра, который необходимо изменять в определенный момент по сигналу от какого-либо триггера (так называют сигнал который представляет собой короткий всплеск напряжения, например от нажатия клавиши на клавиатуре).
LFO
Low frequency oscillator — низкочастотный генератор. Этот генератор используется для изменения различных параметров других модулей. Максимальная частота, которую он может генерировать обычно в районе 100-200Hz, но зато минимальная частота может достигать цикла в несколько минут.
На выходе имеются несколько вариантов форм волны или выход с изменяемой формой волны.
Микшер
В модульном синтезаторе микшер нужен не только для смешивания аудио сигналов, но и для смешивания управляющих сигналов. Большой плюс еврорека в том, что и аудио, и управляющие сигналы в этом формате имеют одинаковые амплитудные характеристики. Можно экспериментировать, смешивать всё со всем, слушать управляющие сигналы или испльзовать сигнал на выходе VCO для высокочастотной модуляции параметров других модулей. Главное это не путать вход с выходом.
Секвенсор
В цельнокорпусных синтезаторах обычно есть клавиатура, подобная фортепианной. Но в модульных синтезаторах руки чаще заняты кручением ручек или перетыканием патчей. И для того, чтобы освободить руки и больше внимания уделять формированию звука был придуман секвенсор. Его задача — беспрерывное исполнение одной и той же последовательности нот.
Классический секвенсор посылает как минимум 2 типа сигнала — высота ноты по стандарту 1v/oct и gate сигнал, который сообщает когда нота начинает звучать и когда заканчивает. Многие предпочитают использовать секвенсор в формате отдельного устройства, а не модуля.
Собрав перечисленные выше составляющие вместе вы получите классический модульный синтезатор состоящий из базовых модулей, подобно первым системам Роберта Муга. Конечно, минимальный состав модульного синтезатора может быть другим. Современные модули довольно сильно отличаются от классических по функционалу и одним современным модулем можно заменить сразу несколько классических. Но с расширением функционала вы получаете усложнение интерфейса.
Лично мне кажется, что переход от цельнокорпусных устройств к модульным подразумевает, что составляющие модули должны быть как можно более простыми. Да, возможно такая система будет более громоздкой. Но модуляр трудно сделать компактным в принципе. Да и не для компактности собирают модульный синтезатор. Важна гибкость и отсутсвие рамок для полёта фантазии.