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System A - 100
Modular Vactrol Phaser
A-101-3
1. Einführung
Das Modul A-101-3 ist ein 12-stufiger Phasenschieber
(Phase-Shifter), der mit sog. Vactrols als phasenschie-
bende Elemente arbeitet. Ein Vactrol ist eine Kombination aus Photowiderstand und Leuchtdiode. Vactrols
sind bekannt für Ihren weichen und verzerrungsarmen
Klang. Falls Sie mehr über Vactrols erfahren wollen, so
finden Sie auf unserer Homepage www.doepfer.de detaillierte Informationen auf der Seite "Vactrol Grundlagen", erreichbar z.B. über die A-101-3 Informationsseite.
Im Gegensatz zu anderen Phasern bietet der A-101-3
eine Reihe von Features, die in dieser Form bisher bei
keinem anderen Phaser verfügbar sind. So bietet der
A-101-3 Zugriff auf alle Ein- und Ausgänge der 12
Phaserstufen. Durch die freie Verschaltungsmöglichkeit
aller Ein- und Ausgänge sind völlig neue Filter möglich,
die auf keine andere W eise realisierbar sind. Insbesondere die frei patchbaren Rückkopplungsschleifen
(d.h. nicht nur eine, sondern gleichzeitig mehrere Rückkopplungen oder Vorwärts-Kopplungen !), verbunden
mit der Möglichkeit positiver oder negativer Rück-
kopplung mit Hilfe der beiden Polarizer führt zu völlig
neuen Filtertypen. Die Polarizer ermöglichen positive
oder negative Verstärkung in dem Sinn, dass unter
negativer Verstärkung eine Invertierung des Signals verstanden wird (näheres hierzu finden Sie bei den Modulen A-133 VC Polarizer und A-138c Polarizing Mixer).
Auf unserer Homepage sind eine Vielzahl von Fre-
quenzkurven verfügbar, die zeigen, welche Filtertypen
mit diesem Konzept möglich sind.
Intern besteht das Modul aus zwei Einheiten mit je 6
Phasenschieber-Stufen (1-6 bzw. 7-12), die über getrennte Audio-Eingänge (mit Abschwächern) und
Audio-Ausgänge (mit Mixer-Stufen), sowie getrennte
Phasenverschiebungs-Steuerungen verfügen. Die
Phasenverschiebungen sind manuell und über externe
Kontrollspannungen steuerbar, um die Phasen z.B. mit
LFO, ADSR, Zufallsspannungen, Theremin, MIDI-to-CV,
Fußregler, Sequencer oder andere Modulationsquellen
zu steuern. Jede Einheit verfügt über eine LED zur
Anzeige der Phasenverschiebung der betreffenden
Einheit.
Jede der 12 Phasenschieber-Stufen besitzt eine
Audio-Ausgangsbuchse und eine FeedbackEingangs-buchsen, um volle Flexibilität bei der Ver-
schaltung für verschiedene Filtertypen zu erhalten. Das
Audio-Eingangssignal und das Audio-Ausgangssignal
der Stufen 6 bzw. 12 werden in 2 Mixern gemischt, um
auf Wunsch zwei getrennte Audiosignale zu erhalten.
Die beiden Submodule sind intern über normalisierte
Buchsen verbunden, so dass zwei 6-stufige Phaser
ohne zusätzliche Patches möglich sind.
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Abb.1: Blockschaltbild
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2. Funktionsprinzip
Das Modul besteht aus zwei identischen Einheiten
die sich nur in der Art der Vorverdrahtung der Buchsen (Normalisierung über die Schaltkontakte der
Buchsen) unterscheiden. Daher wird nur auf eine der
beiden Einheiten eingegangen. Bei der Beschreibung
wird auf Abb.1 der vorhergehenden Seite Bezug genommen. Die Phaserstufen 1-6 gehören zur ersten,
die Stufen 7-12 zur zweiten Einheit. Grundlagen zur
Funktion eines Phasers (Frequenzverhalten, Kammfilterfunktion etc.) finden Sie auch in der Anleitung zum
einfachen VC Phaser A-125.
Die Vactrol-Steuereinheit (Vactrol Control) besteht
im Prinzip aus einem logarithmischen Spannungs/
Strom-Wandler, der die Summe aus der manuellen
Phase-Shift-Einstellung (Manual Phase Shift) und der
externen Steuerspannung (CV Phase Shift) in einen
Strom umwandelt. Mit diesem Strom werden die 6
Vactrol-LEDs der Phaserstufen und die Anzeige-LED
gesteuert. Die Photowiderstände in den Vactrols als
phasenbestimmende Elemente reagieren auf die Beleuchtungsstärke, und erzeugen unterschiedliche
Phasenverschiebungen bei unterschiedlichen Beleuchtungen.
Das Audio-Eingangssignal gelangt über einen Abschwächer auf die erste Phasenschieber-Stufe (Stage
1). Die 6 Phaserstufen sind hintereinander geschal-
tet, wobei der Ausgang jeder Stufe (Stage Out) als
Buchse zur Verfügung steht. Ausserdem verfügt jede
Stufe über einen Rückkopplungseingang
(Feedback In), der das an der Buchse anliegende
Signal mit dem Ausgangssignal der vorhergehenden
Stufe mischt. Durch dieses modulare Konzept können
die verschiedensten Varianten von Phasern und auch
anderen Filtern realisiert werden, da alle Ein- und
Ausgänge völlig frei gepatcht werden können. Es sind
beispielsweise Phaser von 2 bis 12 Stufen, Phaser mit
frei wählbaren einfachen oder mehrfachen Rückkopplungsschleifen oder parallel geschaltete Phaser möglich, um nur ein paar Beispiele zu nennen (weiteres
siehe bei den Anwendungsbeispielen). Auch auf unserer Homepage sind eine Vielzahl von Frequenzkurven verfügbar, die zeigen, welche Filtertypen mit diesem Konzept möglich sind.
Als weitere Baugruppen stehen ein Mixer und ein
Polarizer zur Verfügung. Mit dem Mixer wird das
Original-Signal (Audio In) mit dem phasenverschobenen Signal (Shifted Audio In) mit frei einstellbaren
Verhältnis gemischt. Die typische StandardEinstellung bei einem Phaser ist 50:50, d.h. OriginalSignal und phasenverschobenes Signal werden mit
gleichem Pegel gemischt. Dies ergibt den typischen
Phaserklang, der auf der kammartigen Form des
Frequenzgangs beruht. Es sind jedoch auch andere
Mischungsverhältnisse sinnvoll (z.B. nur das phasenverschobene Signal für das sog. "Phasenvibrato").
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Der Schaltkontakt der Buchse "Shifted Audio In" ist mit
dem Ausgang der Phaserstufe 6 verbunden. Wenn in
diese Buchse kein Kabel eingesteckt wird, liegt also am
Ausgang "Mixed Audio Out" das Signal eines 6-stufigen
Phasers an. Um einen Phaser mit einer anderen Anzahl
von Stufen zu erhalten, muss der Ausgang der gewünschten Stufe (Stage Out) mit dem Eingang "Shifted
Audio In" verbunden werden. Um beispielsweise einen
12-stufigen Phaser zu erhalten muss der Ausgang der
Stufe 12 (Stage 12) mit dem Eingang "Shifted Audio In"
des Mixers 1 verbunden werden.
Speziel für die Steuerung der Rückkopplungswege ist
der Polarizer gedacht. Dies ist im Prinzip ein Abschwä-
cher, der aber auch negative Verstärkungen erzeugen
kann (in dem Sinn, dass unter negativer Verstärkung
eine Invertierung des Signals verstanden wird). Im deutschen Sprachraum wird dieses Element oft auch als
bipolares Koeffizientenglied bezeichnet. In Mittelstellung
des Polarizer-Reglers ist die Verstärkung annähernd
Null (entspricht also dem Linksanschlag eines herkömmlichen Abschwächers). Bei Rechtsanschlag beträgt die Verstärkung 1 (das Signal passiert also ohne
Abschwächung die Polarizer-Einheit). Bei Linksanschlag
beträgt die Verstärkung -1 (das Signal erscheint also
invertiert am Polarizer-Ausgang). Der Schaltkontakt der
Buchse "Polarizer In" ist mit dem Ausgang der Phaserstufe 6 verbunden. Wenn in diese Buchse kein Kabel
eingesteckt wird, wird also das Signal von Stufe 6 für
den Polarizer verwendet. Der Ausgang des Polarizers ist
mit dem Schaltkontakt der Buchse "Feedback In Stage
1" verbunden. Ohne eingesteckte Kabel ist also der
Stufe 1" geschaltet und mit
Feedback-Weg "Stufe 6
dem Polarizer-Regler kann dieses Feedback in beliebiger positiver oder negativer Stärke eingestellt werden.
Auf unserer Homepage finden Sie eine Reihe von Beispielen für den A-103-1 mit mehreren Rückkopplungswegen (mit Abbildung der Frequenzkurven und
Klangbeispielen) - erreichbar über die über die A-101-3
Informationsseite.
An Hand dieser Frequenzkurven können folgende Gesetzmäßigkeiten abgeleitet werden
• Die Zahl der Kerben (notches) des Kammfilters
wird von der Zahl der verwendeten Stufen bestimmt:
Zahl der Kerben = Ganzzahl (Zahl der Phaserstufen/2)
• Die Zahl der Resonanz-Peaks im Frequenzgang
wird von der Zahl der verwendeten Phaserstufen für
die Rückkopplung bestimmt: Zahl der Peaks =
Ganzzahl (Zahl der Phaserstufen/2)
• Die Höhe der Resonanz-Peaks wird von der Rück-
kopplungsstärke bestimmt
Durch das offene Konzept des Moduls ist eine unter-
schiedliche Anzahl von Kerben und Peaks möglich,
indem man den entsprechenden Patch für die gewünschte Anzahl von Kerben und Peaks verwendet !
→→→→
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3. Übersicht
"
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Bedien- und Anzeige-Elemente:
1 Level: Abschwächer für Audio-Eingang
2 CV: Abschwächer für CV-Eingang "
3 Shift: Manuelle Phasenverschiebung
4 Mix: Mischungseinstellung zwischen Original
und phasenverschobenem Signal
5 Pol.: Polarizer-Einstellung
6 Shift: LED-Anzeige für Phasen-verschiebung
Nur die Elemente einer der beiden identischen Phasenschieber-Einheiten sind angegeben. Die zweite Einheit ist
identisch, mit folgenden Abweichungen:
Ein-/Ausgänge:
! Audio In: Audio-Eingang
" CV In: Steuereingang
§ Shifted Audio In: Mixer-Eingang für phasenver-
schobenes Signal
(Schaltbuchse intern verbunden
mit Ausgang Stage 6)
$ Mixed Audio Out: Mixer-Ausgang (= Phaser-
Audio-Ausgang)
% Polarizer In: Polarizer-Eingang (2 x, davon
eine Schaltbuchse, intern verbunden mit Ausgang Stage 6)
& Polarizer Out: Polarizer-Ausgang
/ Feedback In: Rückkopplungseingänge (6x,
Feedback In 1 = Schaltbuchse,
intern verbunden mit Ausgang
Polarizer)
( Stage Out: Phasenschieber-Ausgänge (6x)
• Audio In 7-12 ist als Schaltbuchse ausgeführt und intern mit Ausgang Stage 6 verbunden
• CV In 7-12 ist als Schaltbuchse ausgeführt und intern mit der Buchse CV In 1-6 verbunden
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4. Bedienkomponenten
! Audio In / 1 Level
Dies ist der Audio-Eingang ! mit dem zugehörigen
Abschwächer 1. Führen Sie an der Buchse ! das
Audio-Signal zu, das mit dem Phaser-Effekt versehen
werden soll. Stellen Sie den Level-Regler 1 so ein, dass
das Ausgangssignal gerade nicht verzerrt - es sei denn
Sie wünschen diesen Effekt. Bei normalen A-100Pegeln (z.B. VCO A-110) beginnen Verzerrung etwa bei
Mittelstellung des Level-Reglers. Der Eingang wurde
absichtlich so empfindlich gemacht, damit der Verzerrungen absichtlich eingesetzt werden können (ergibt
insbesondere mit bestimmten Feedback-Einstellungen
interessante Klänge).
Achtung: Bei der rechten Phaser-Einheit ist der Eingang
! als Schaltbuchse ausgeführt und mit dem Ausgang
von Stufe 6 der linken Einheit verbunden, solange kein
Stecker in die rechte Buchse ! eingesteckt wird. Dies
vereinfacht die Realisierung von Phasern mit mehr als 6
Stufen, da der Ausgang von Stufe 6 automatisch mit
dem Eingang von Stufe 7 verbunden ist. Sollen die
beiden Einheiten als getrennte Phaser betrieben werden, so werden die linke und rechte Buchse ! mit je
einem eigenen Audiosignal gespeist.
" CV In / 2 CV / 3 Shift
Diese Gruppe ist für die Steuerung der Phasenverschiebung zuständig. Mit dem Regler 3 Shift wird die Phasenverschiebung manuell eingestellt und kann mit einer
externen Steuerspannung (z.B. LFO, Random, ADSR),
die an die Buchse " CV In angelegt wird, moduliert
werden. Mit dem Regler 2 CV ist die Wirkung der
externen Steuerspannung einstellbar.
Achtung: Bei der rechten Phaser-Einheit ist der Eingang
" als Schaltbuchse ausgeführt und mit der Buchse "
der linken Einheit verbunden, solange kein Stecker in
die rechte Buchse " eingesteckt wird. Dies vereinfacht
die Realisierung von Anwendungen, bei denen alle 12
Stufen mit dem gleichen Modulationssignal gesteuert
werden sollen. Werden beide Einheiten getrennt betrieben, so werden die beiden Buchsen " i.d.R. mit unterschiedlichen Steuersignalen betrieben.
Der erforderliche Steuerspannungshub an der Buchse "
beträgt ca. 5V, um den gesamten Phaser-Steuerbereich
zu durchfahren (bei voll aufgedrehtem Abschwächer 2).
4 Mix / § Shifted Audio In / $ Mixed Audio Out
Mit dem Regler 4 Mix wird das Verhältnis von Originalsi-
gnal (d.h. das am Audio-Eingang ! anliegende Signal)
und dem Signal, das an der Buchse § Shifted Audio In
anliegt, eingestellt. Die Buchse $ Mixed Audio Out ist
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der Ausgang des Mixers und i.d.R. auch der AudioAusgang des Phasers.
Die Buchse § ist als Schaltbuchse ausgeführt und intern
mit dem Ausgang von Stufe 6 verbunden. Solange also
kein Stecker in die Buchse § eingesteckt wird, erhält
man am Ausgang $
6-stufigen Phasers. Durch Verbinden von Buchse § mit
einer anderen Stufe kann man Phaser von 2 bis 12
Stufen erhalten. Der Ausgang von Stufe 1 erzeugt keinen Phaser, sondern einen Hoch- oder Tiefpass, je
nachdem ob der Ausgang von Stufe 1 normal oder
invertiert mit dem Originalsignal gemischt wird. Um
einen Phaser mit 7...12 Stufen zu erhalten muss der
Ausgang von Stufe 7...12 mit der Buchse § Shifted
Audio In der linken (!) Einheit verbunden werden, da hier
das Originalsignal als zweites Signal des Mixers vorhanden ist (am Mixer der rechten Einheit ist das Originalsignal, das dem Audio-Eingang ! der linken Einheit
zugeführt ist, ja nicht mehr vorhanden).
% Polarizer In / & Polarizer Out / 5 Pol.
Die Gruppe von Elementen gehört zu dem Polarizer. Die
Funktion des Polarizers ist in Kap. 2 ausführlich beschrieben. Die beiden als Miniatur-Multiple ausgeführten
Buchsen % Polarizer In
Polarizer Out der Ausgang des Polarizers.
Die Funktion des Polarizers (d.h. die Verstärkung im
Bereich -1...0...+1) wird von der Position des Reglers 5
bestimmt.
Pol.
Mixed Audio Out
sind der Eingang, die Buchse &
das Signal eines
Die linke der beiden Buchsen % Polarizer In
Schaltbuchse ausgeführt und intern mit dem Ausgang
von Stufe 6 verbunden. Der Ausgang des Polarizers ist
mit der Schaltbuchse des Rückkopplungseingangs von
Stufe 1 (/ Feedback In 1) verbunden. Solange also
keine Stecker in die betreffenden Buchsen eingesteckt
werden, erhält man eine Rückkopplung (Feedback) von
Stufe 6 zu Stufe 1. In der Mittelstellung des Reglers 5
Pol. ist kein Feedback vorhanden, bei Linksanschlag
maximales negatives Feedback, bei Rechtsanschlag
maximales positives Feedback. Um andere Rückkopplungen zu erhalten, müssen die Buchsen Buchsen %
Polarizer In und & Polarizer Out mit den entsprechenden Ausgangsstufen bzw. Feedback-Eingängen verbunden werden.
Unter Verwendung des zweiten Polarizers sind auch
Mehrfach-Rückkopplungen möglich, die zu sehr interessanten Frequenzgängen mit mehrfachen Resonanzpeaks führen.
Als weitere Besonderheit sind beim A-101-3 auch
"Vorwärts-Kopplungen" möglich, d.h. der Ausgang einer
Stufe kann auch auf den Feedback-Eingang eine höhere
Stufe verbunden werden.
Mit Hilfe der Mehrfach-Rückkopplungen und der
"Vorwärts-Kopplungen" verbunden mit positiven/negativen Einstellungen der Polarizer und unterschiedlicher
Steuerung der Stufen 1...6 und 7...12 ergeben sich
komplexe Frequenzgänge, die mit keinem anderen Konzept möglich sind.
ist als
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/ Feedback In (6x)
Dies sind die Rückkopplungseingänge der Phaserstufen. Die Anwendungsmöglichkeiten dieser Eingänge
wurden auf den vorhergehenden Seiten mehrfach erwähnt. Der Rückkopplungseingangs von Stufe 1 (/
Feedback In 1
intern mit dem Ausgang des Polarizers verbunden.
( Stage Out (6x)
Dies sind die Ausgänge der Phaserstufen. Die Anwendungsmöglichkeiten dieser Ausgänge wurden auf den
vorhergehenden Seiten mehrfach erwähnt. Der Ausgang
von Stufe 6 ist zusätzlich auf die Schaltkontakte der
Buchsen § Shifted Audio In und der linken der beiden
Buchsen % Polarizer In geführt.
) ist als Schaltbuchse ausgeführt und
5. Anwendungsbeispiele
noch nicht fertig
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