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FORMANT MULTIMODE VCA

Der VCA ist ein spannungsgesteuerter Verstärker. Bei dem hier gezeigten Modul, handelt es sich um einen Dual VCA mit linearer Steuercharakteristik. Dieses Modul ist für die Verarbeitung von Steuerspannungen gedacht, während der exponentielle VCA für die Verarbeitung von Signalspannungen gedacht ist.

 

Mit dem CV-Poti ist eine Abschwächung der CV-Spannung möglich; mit dem Gainregler ist die Grundverstärkung einzustellen. So ist es möglich die Steuercharakteristik an die benötigten Erfordernisse anzupassen.

Zur Ansteuerung kann ein ADSR-Hüllkurvengenerator eingesetzt werden. Eine CV-Spannung anderen Ursprungs wird auch in vielen Fällen zur Steuerung herangezogen. Hier ist z.B. der External Input Envelope Follower zu nennen, mit dem man in Verbindung mit einem VCA, Steuer- und Signalspannungen durch externe Audiosignale modulieren kann.

Das Modul:

Formant-VCADie ganze Schaltung ist auf einer einseitigen EURO-Platine aufgebaut worden.

Oszillogramme:

Im Folgenden sind diverse Oszillogramme zu sehen die die Funktion des VCA's zeigen. Die gelbe Wellenform zeigt das Steuersignal. Das Ausgangssignal ist hier blau dargestellt. Bei dem Eingangssignal handelt es sich um eine Wellenform mit hohen Frequenz (4kHz), um das Ausgangssignal besser darstellen zu können.

Die ersten drei Oszillogramme zeigen den Sägezahn, die Sinuswelle und die Dreieckwelle als Ansteuersignal. Es handelt sich um ein Signal mit einem Pegel von 5Vss, das im Offset verändert wird. Es ist hier deutlich zu sehen wie der Lautstärkeverlauf des Ausgangsignals genau der Steuerspannung folgt. Zu beachten ist das Negative Steuerspannungen zu keinem Ausgangssignal führen und das bei Steuerspannungen die nicht ins negative gehen auch kein komplettes Schließen des VCA's ermöglichen. Der Offset ist auch mit einem Poti auf dem Modul möglich.

Das vierte Oszillogramm zeigt verschieden Steuerspannungen und das dazu gehörige Ausgangssignal. Hier hat die Eingangswellenform eine relativ kleine Frequenz, wie deutlich zu sehen.

Sägezahn als Steuerspannung

Sinus als Steuerspannung

Dreieck als Steuerspannung

div. Steuerspannungen

Die ersten drei Oszillogramme zeigen den Sägezahn, die Sinuswelle und die Dreieckwelle als Ansteuersignal. Es handelt sich um ein Signal mit einem Pegel von 5Vss, das im Offset verändert wird. Es ist hier deutlich zu sehen wie der Lautstärkeverlauf des Ausgangsignals genau der Steuerspannung folgt. Zu beachten ist das Negative Steuerspannungen zu keinem Ausgangssignal führen und das bei Steuerspannungen die nicht ins negative gehen auch kein komplettes Schließen des VCA's ermöglichen. Der Offset ist auch mit einem Poti auf dem Modul möglich. Das vierte Oszillogramm zeigt verschieden Steuerspannungen und das dazu gehörige Ausgangssignal. Hier hat die Eingangswellenform eine relativ kleine Frequenz, wie deutlich zu sehen.

Und im Folgenden sind jeweils drei Oszillogramme mit linearer und drei Oszillogramme mit logarithmischer Steuerspannungscharakteristik darstellen. Auf der linken Seite linear, und auf der rechten Seite mit logarithmischer Steuerspannungscharakteristik. Es handelt sich jeweils um das gleiche Steuerspannung. Der Wechsel der Charakteristik ist mittels Schalter auf dem Modul möglich.

Sägezahn als Steuerspannung
lineare Steuercharakteristik

Sägezahn als Steuerspannung
logarithmische Steuercharakteristik

Dreieck als Steuerspannung
lineare Steuercharakteristik

Dreieck als Steuerspannung
logarithmische Steuercharakteristik

Sinus als Steuerspannung
lineare Steuercharakteristik

Sinus als Steuerspannung
logarithmische Steuercharakteristik

Spezialbauteile:

Hier wurde ein ICs vom Typ CA3080 verwendet. Leider ist dieser Baustein "abgekündigt", er wird also nicht mehr hergestellt. Und einen PIN-Pinkompatiblen Ersatz gibt es leider auch nicht. Also für aktuelle Projekte nicht mehr verwenden!
Hier gibt es das Datasheet vom CA3080!
Außerdem ist die Beschaffung der Doppeltransistors macht Probleme. Hier kann man entweder auf zwei gepaarte Einzeltransistoren zurückgreifen, oder sich vielleicht auch an moderne Doppeltransistoren in SMD Bauform zurückgreifen.

Ähnliche Module:

Dieses ist nicht der einzige VCA in diesem Synthesizersystem! Je nach Einsatzgebiet können bzw. sollten unterschiedliche Module verwendet werden. Audiosignale sollten mit einen exponentiellen VCA bearbeitet werden. Steuerspannungen sind überwiegend mit dem linearen VCA zu bearbeiten. Es gibt Module die können zwischen den Betriebsarten Umschalten, es gibt Module die habe zwei VCAs in einem Modul! Hier gibt es auch weiter Informationen!

FormantPro Exponentieller VCA
FormantPro Linearer Dual VCA
DUAL VCA MIT LM13700
HQ SSM2018T VCA

Quelle:

Dieses Modul stammt aus dem Buch "Formant-Music-Synthesiser" von C.Chapman, das im Elektor Verlag erschienen ist. Diese Schaltungen wurde aber auch schon in dem Elektor-Magazin veröffentlich. Also eine sehr weit verbreitete Schaltung, die schon etwas älter ist, aber super funktioniert. Die hier gezeigten Module verwenden auch das original Platinenlayout. Es wurde jedoch eine Adapterplatine zum Synthesizerbus verwendet

Anhang:

Verwendete Patch/Messkabel mit 4mm "Bananenstecker"
Informationen zum internen "Synthesizer-Bus-System"
Geschichte und Funktionsweise von Klangsynthese