doepfer Doepfer A-111-1 High-End VCO Doepfer a111 Manuel en Allemand

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CV 2
CV 1
CV 2
A-111
High End VCO
Range
System A - 100
1. Einführung
Das Modul A-111 (VCO) ist ein spannungsgesteuerter Oszillator (engl. voltage-controlled oscillator).
Dreieck- und Sinus-Welle.
High-End-VCO
A-111
Lin. FM
PCV
Lin. FM
PCV
H-Sync
S-Sync
Saw Sine Tri Pulse
Tune
Fine
PW
Die Frequenz des VCO's wird bestimmt durch die Stellung von Range-Schalter, Tune-Regler, Fine­Regler und durch die Steuerspannungen an den zwei CV-Eingängen. Die Fußlage (Oktavlage des tiefsten Tones) können Sie mit dem Range-Wahlschalter in 7 Stufen einstellen. Der Tune-Regler dient zur Grobab-
stimmung (engl. tune), der Fine-Regler zur Feinab- stimmung (engl. fine) der VCO-Frequenz. Der A-111 verfügt über Steuereingänge zur exponen­tiellen und linearen Frequenzmodulation. Bei der Pulswelle können Sie die Pulsweite (engl.
pulse width) manuell oder per Steuerspannungen ein­stellen bzw. modulieren (Pulsweitenmodulation). Der A-111 besitzt Eingänge für harte (Hard Sync) und weiche Synchronisation (Soft Sync).
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A-111
High-End-VCO
System A - 100
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2. VCO 2 - Übersicht
A-111
HIGH END VOLTAGE CONTR. OSCILLATOR
CV 1
CV 2
Lin. FM
H-Sync PCV
S-Sync Pulse Saw Triangle Sine
-3
Octave
0
+4
CV 2
10
0
Lin. FM
10
0
➓
VCO 2
0
0
0
0
Tune
10
10
10
10
Fine
PW
PCV
Bedienkomponenten:
1 Range : 7-stufiger Wahlschalter für Oktavlage 2 Tune : Regler zur Grobstimmung 3 Fine : Regler zur Feinstimmung 4 CV 2 : Abschwächer für 2. Tonhöhen-CV an
Eingang CV 2 "
5 PW : Regler für Pulsweite 6 PCV : Abschwächer für Pulsweiten-CV an
Eingang PCV
&
7 Lin. FM : Abschwächer für Steuerspannung zur
linearen FM an Eingang §
Ein- / Ausgänge:
! CV 1 : Eingang für Tonhöhen-CV (1 V/Okt.)
CV 2 : dto., Pegel jedoch regelbar mit
"
Lin. FM : CV-Eingang für lineare FM
§ $ H-Sync : Eingang für Hard-Synchronisation % S-Sync : Eingang für Soft-Synchronisation & PCV : Eingang für Pulsweiten-CV /, (, ), = : VCO-Ausgänge
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2
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System A - 100
High-End-VCO
A-111
3. Grundlagen
3.1 Wellenformen
Das Modul A-111 liefert gleichzeitig vier verschiedene Wellenformen. Die generierten Signale haben alle die gleiche Tonhöhe, da für alle die Steuerspannungen an den Eingängen ! und " frequenzbestimmend sind.
Sägezahnwelle
Am Ausgang / steht Ihnen eine Sägezahnwelle zur Verfügung. Sie klingt "schneidend" und ist sehr ober­tonreich. Sie enthält sämtliche Harmonische der Grundfrequenz, wobei deren Amplituden linear mit wachsender Ordnungszahl abnehmen (also 1/2, 1/3, 1/4, ... etc.; s. Abb. 1).
Sägezahnwellen eignen sich hervorragend zur Syn­these von Klängen, die reich an Obertönen sind (z.B. streicher-, blechbläser- und stimmenähnlichen Klänge), sowie als Instrumentsignal beim Vocoder.
Pulswelle
Der VCO liefert am Ausgang = eine Pulswelle. Sie können die Pulsweite (s. Abb. 2) manuell einstellen oder per Steuerspannung verändern (Pulsweitenmo- dulation).
100%
0%
f1f
2
f3f4f
f
f7f8ff
6
5
Harmonische
9
Abb . 1: Obertonspektrum einer Sägezahnwelle
Eine symmetrische Pulswelle (engl. square wave), d.h. die Pulsweite beträgt 50 %, enthält nur die unge­raden Harmonischen der Grundfrequenz (s. Abb. 3) und besitzt den typischen "hohlen" Klang.
c
a
1/f 1/f
b
Abb. 2: verschiedene Pulsweiten einer Pulswelle
3
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High-End-VCO
100%
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Dreieckwelle
Eine Dreieckwelle (Ausgang )) ist arm an oberen Harmonischen und klingt "weich" ("dumpf"). Sie ent­hält nur ungerade Harmonische, deren Amplituden mit wachsender Ordnungszahl quadratisch abnehmen (also 1/9, 1/25, ... etc.)
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0%
f1f
f3f4f
2
f
f7f
ff
6
5
Harmonische
8
9
Abb. 3: Obertonspektrum einer symmetrischen Puls-
welle
Je weiter die Pulsweite von der symmetrischen Puls­welle abweicht (s. Abb. 2, b und c), desto geringer wird der Anteil unterer Harmonischer; der Klang wird zu­nehmend "spitzer" und "nasaler".
Pulswellen werden wegen des reichen Obertongehalts häufig bei der subtraktiven Klangformung mit einem Filter und für holzbläser-ähnliche Klänge verwendet.
4
100%
0%
f1f
f3f4f
2
f
f7f8ff
6
5
Harmonische
9
Abb. 4: Obertonspektrum einer Dreieckwelle
Auf Grund ihres weichen, "runden" Klanges eignen sich Dreieckwellen gut zur Synthese flöten-, orgel­und vibraphonähnlicher Klänge, wegen des geringen Obertongehaltes jedoch weniger gut zur Bearbeitung mit einem nachfolgenden Filter.
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High-End-VCO
A-111
Sinuswelle
Sinuswellen sind "reine" Wellen, d.h. sie enthalten überhaupt keine Harmonische der Grundfrequenz (s. Abb. 5) und eignen sich daher nicht für die subtraktive Klangbearbeitung mit einem Filter.
100%
0%
f1f
2
f3f4f
f
f7f8ff
6
5
Harmonische
9
Abb. 5: Spektrum einer Sinuswelle
3.2 Frequenzmodulation
Da die Frequenz des VCO's per Steuerspannung ein­stellbar ist, bietet sich die Möglichkeit der Frequenz- modulation, d.h. die Frequenz ändert sich kontinuier­lich entsprechend dem Verlauf der Steuerspannung.
Im Gegensatz zum Standard-LFO A-110 bietet das Modul A-111zwei Arten der Frequenzmodulation.
Für die exponentielle FM führen Sie das Modulations­Signal den CV-Eingängen ! oder " zu; für die lineare FM steht ein eigener CV-Eingang § mit Abschwächer zur Verfügung.
Liegt die Frequenz des Modulations-Signals im Sub- Audio-Bereich (z.B. Modulation mit langsam schwin­genden LFO), so werden Sie keine gravierenden Un­terschiede zwischen beiden Modulationsarten feststel­len. Es ergibt sich in diesem Fall ein typisches "Vibrato" (s. Abb. 6).
Abb. 6: Frequenzmodulation mit langsam schwin-
gendem LFO (Vibrato)
5
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A-111
High-End-VCO
System A - 100
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Andere Klänge ergeben sich hingegen, wenn die Mo­dulationsfrequenz im Bereich der VCO-Frequenz, also im Audio-Bereich liegt.
Exponentielle FM im Audio-Bereich
Für die exponentielle FM führen Sie das Modulations­signal dem CV-Eingang ! oder " zu (s. Abb. 7).
CV 1
A-110
VCO
Range
Tune
CV 2
CV 2
A-110
VCO
Range
Tune
Abb. 7: Frequenzmodulation im Audio-Bereich
Durch die schnelle Änderung der Tonhöhe des modu­lierten VCO's entstehen sogenannte Seitenbänder (engl. side bands), d.h. zur eigentlichen Grundschwin­gung des modulierten VCO's kommen sämtliche
Frequenz-Differenzen und -Summen der im Träger-
und Modulations-Signal enthaltenen Obertöne
hinzu. Im Falle von Sinusschwingungen für Modulations- und Träger-Signal entstehen beispiels­weise bei einer Trägerfrequenz von 500 Hz und einer Modulationsfrequenz von 100 Hz die Seitenbänder 400 Hz und 600 Hz.
Sie sollten dies einmal nachvollziehen, indem Sie zunächst Sinuswellen verwenden und die Modulati­onsfrequenz aus dem Sub-Audio-Bereich in den Audio-Bereich langsam hochfahren.
Werden zur Frequenzmodulation im Audio-Bereich an­dere Wellenformen als Sinusschwingungen verwen­det, so sind die entstehenden Klänge noch weitaus komplexer und die Ergebnisse teilweise nicht vorher­sehbar, da ja z.B. eine Sägezahnwelle aus unendlich vielen, sinusförmigen Partialtönen unterschiedlicher Frequenz besteht und im modulierten Signal folglich sämtliche Kombinationen von Summen und Differen­zen aller Partialschwingungen vertreten sind.
Bei der exponentiellen FM haben Änderungen in der Steuerspannung proportionale Änderungen im Ton- intervall zur Folge. Dies kann zu unerwünschten Ef­fekten führen. Wird z.B. ein auf 440 Hz schwingender Sinus-VCO von einer Sinuswelle mit 2 V
Amplitude
SS
moduliert ( s. Abb. 8), so beträgt die maximale Fre-
6
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High-End-VCO
A-111
quenz des modulierten Signals 880 Hz (+1 Oktave), die minimale 220 Hz (-1 Oktave) .
+ 1
0
- 1
Abb. 8: exponentielle FM im Audio-Bereich
Dies hat zur Folge, daß eine gewünschte Veränderung des Spektrums durch exponentielle FM stets auch eine (nicht gewünschte) Veränderung der Tonhöhe mit sich bringt!
Lineare FM im Audio-Bereich
Die lineare FM ist ein eigenständiges Syntheseprinzip. Insbesondere mit der Einführung des DX 7 Anfang der achtziger Jahre fand dieses Prinzip weite Verbreitung und konnte sich mit seinem "digitalen" Klangcharakter etablieren.
Bei der linearen FM haben Änderungen in der Steuer­spannung proportionale Änderungen in der Fre- quenz zur Folge.
Moduliert man z.B. einen auf 440 Hz schwingenden Sinus-VCO mit einer Sinuswelle der Frequenz 220 Hz, so entstehen die Seitenbänder 220 Hz und 660 Hz; die
Frequenz des modulierten Signals ist gleich der Trägerfrequenz (440 Hz).
Sie werden feststellen, daß das Verhältnis von Trä­gerfrequenz f
und Modulatorfrequenz fM von ent-
C
scheidender Bedeutung für das Klangergebnis ist.
Bei exakt gleicher Frequenz von Träger und Modula­tor erhalten Sie einen Ton, der einer mit einem Tiefpaß bearbeiteten Sägezahnwelle ähnelt (s. Abb. 9) wäh­rend Sie im Fall der doppelten Modulatorfrequenz einen pulswellenähnlichen Ton erhalten (s. Abb. 10).
7
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A-111
Abb. 9: fM = f
High-End-VCO
C
Abb. 10: fM = 2 • f
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C
Insbesondere mit nicht-ganzzahligen Verhältnissen von Träger- und Modulatorfrequenz können Sie inter­essante geräusch- oder stimmenähnliche Klänge er­zeugen (s. Abb. 11). Die Ergebnisse sind oftmals verblüffend, da schon kleinste Frequenzänderungen der Modulatorfrequenz drastische Klangänderungen zur Folge haben können (vergleiche Abb. 10 mit Abb.
12).
Abb. 11: f
= 3.3 • f
M
Abb. 12: fM = 2.05 • f
C
C
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Entscheidend für das Klangergebnis ist auch die Inten­sität der Modulation, d.h. wie weit Sie den Regler 7 des Träger-VCO's aufdrehen.
3.3 Synchronisation
Unter Synchronisation versteht man den Vorgang, wenn die Frequenz eines VCO's ("Slave") an die Fre­quenz eines anderen VCO's ("Master") angeglichen wird. Dazu wird ein Audio-Ausgang des Master-VCO's (vorzugsweise Rechteck- oder auch Sägezahnwelle) mit dem Sync-Eingang des Slave-VCO's verbunden wird.
Im A-111 stehen zwei Arten der Synchronisation zur Verfügung: die "Hard Sync" und die "Soft-Sync". Dementsprechend existieren auch zwei Sync-
Eingänge ($ und %).
Hard-Sync
Betrachten Sie dazu das folgende Beispiel (s. Abb.
13), bei dem der Slave-VCO Dreieckwellen und der Master-VCO Rechteckwellen produziert. Der Kurven­verlauf der Dreieckwelle ändert sich bei steigender und fallender Flanke der Rechteckwelle: im steigen-
8
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System A - 100
den Teil der Dreieckwelle bei einer positiven Flanke, im fallenden Teil der Dreieckwelle bei einer negati­ven Flanke der Rechteckwelle.
Ist die Frequenz des Master-VCO's f des Slave-VCO's f
, wird dessen Frequenz lediglich
S
größer als die
M
auf die des Masters hochgezogen (s. Abb. 13 a: die Periodendauer der "gesyncten Dreieckwelle" T gleich der Periodendauer T
des Master-VCO's.).
M
R
ist
Slave-Signal
Hard-Sy nc-Sig nal
a:
f > f
M
High-End-VCO
0V
T
S
0V
S
T
R
A-111
Im anderen Falle (f
< fS) wird dessen Frequenz auf
M
die des Masters abgesenkt (Abb. 13 b: die Peri­odendauer T odendauer T
entspricht wieder exakt der Peri-
R
des Master-VCO's). Gleichzeitig werden
M
jedoch harmonische Seitenbänder produziert, d.h. die Kurvenform des Slave-VCO's ändert sich, was sich in interessanten Klangveränderungen auswirkt.
H
Die Ausführung der Hard Sync im A-111 unterscheidet sich von der im Standard-VCO A-110, bei dem eine Richtungsumkehr nur bei negativen Flanken stattfindet. Dadurch ergeben sich beim A-111 im Falle, daß f
< fS ist, komplexere, vielfältigere Kurven-
M
verläufe, die reicher an Seitenbändern sind und interessanter klingen.
Master-Signal
b:
Hard-Sync-Signal
f < f
M
Master-Signal
S
0V
T
M
0V
0V
Abb. 13: "Hard Sync" beim A-111
T
R
T
M
9
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A-111
High-End-VCO
System A - 100
Soft-Sync
Bei der Soft Sync findet im Gegensatz zur Hard Sync keine Änderung der Kurvenform statt. Der Master­VCO sorgt hier lediglich dafür, daß die Dreieckwelle ihren Umkehrpunkt früher durchführt.
Slave-Signal
doepfer
0V
T
S
Dabei wird die Frequenz f des Master-VCO's f
M
des Slave-VCO's auf die
S
in der Art "hochgezogen", daß
sie ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz des Master-VCO's ist.
In Abb. 14 sehen Sie diesen Sachverhalt. Die Fre­quenz der "gesyncten Dreieckwelle" f hoch wie die des Master-VCO's f odendauer T
ist doppelt so groß wie TR).
M
ist doppelt so
R
(anders: die Peri-
M
Mit der Soft Sync können Sie, da keine Änderung der Kurvenform stattfindet, keine Klangänderung hervorru­fen. Vielmehr eignet sich diese optimal dazu, zwei oder mehrere VCO's in bestimmten Frequenzver-
hältnissen (z.B. harmonisch) zueinander zu stim­men.
10
Soft-Sync-Signal
Master-Signal
0V
T
0V
Abb. 14: "Soft Sync" beim A-111
R
T
M
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4. Bedienkomponenten
Range
1
Die Fußlage (Oktavlage des tiefsten Tones) stellen Sie mit diesem Wahlschalter ein. 7 Positionen stehen zur Verfügung, die einen weiten Frequenzbereich ab­decken.
Tune • 3 Fine
2
Diese beiden Regler dienen zur Stimmung des VCO's. Während Ihnen der Tune-Regler 2 eine Grobstim- mung der Oszillatorfrequenz im Bereich von ca. ± ½ Oktave ermöglicht, nehmen Sie mit dem Fine-Regler 3 eine Feinabstimmung vor. Zur präzisen Stimmung des Oszillators sollten Sie ein elektronisches Stimm­gerät verwenden.
P
Werden zwei oder mehr Oszillatoren mit glei­cher Fußlage vom selben Noten-Befehl ge­steuert, können Sie mittels der TUNE-Regler der einzelnen VCO's diese leicht gegenein­ander verstimmen. Dadurch erhalten Sie Schwebungen und chorusähnliche Klänge, die sich insbesondere für die Gestaltung von Klangflächen eignen.
High-End-VCO
CV 2
4
Die Frequenzänderungen des VCO's ergeben sich durch die Steuerspannungen, die an den zwei CV­Eingängen ! und " zugeführt werden. Der Pegel der am CV-Eingang " zugeführten Tonhöhen-CV ist mit dem Abschwächer 4 einstellbar.
PW
5
Mit dem Regler 5 stellen Sie die Pulsweite (engl.
pulse width) der Pulswelle ein, die Sie am Ausgang abgreifen können (s. Abb. 2 in Kap. 3.1).
PCV
6
Die Pulsweite der Pulswelle läßt sich auch per Steuer­spannung steuern und modulieren (s. 6. Anwendungs­beispiele). Diese führen Sie am Eingang & zu, wobei Sie den Pegel mit dem Abschwächer 6 einstellen können.
Lin. FM
7
Mit dem Abschwächer 7 regeln Sie die Amplitude des an der Buchse § zugeführten linearen Modulations-Signals.
A-111
=
11
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High-End-VCO
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5. Ein- / Ausgänge
CV 1 • " CV 2
!
Die Buchsen ! und " sind die Steuerspannungs­Eingänge für die Frequenz des VCO's. Die an diesen
Eingängen anliegenden Steuerspannungen werden kaskadiert (aufsummiert). Eingang ! hat eine exakte Charakteristik von 1 V/Oktave.
Der Eingang ! wird in der Regel mit der tonhöhenbe­stimmenden Steuerspannung verbunden (z.B. vom MIDI-CV-Interface, Steuer-Keyboard mit 1 V/Oktave­Ausgang oder MAQ 16/3 CV-Ausgang).
Zusätzlich ist ein weiterer Steuerspannungseingang mit 1V/Oktave-Charakteristik intern mit der INT.CV- Leitung des System-Busses verbunden. Das Anlie­gen einer Steuerspannung auf dieser Leitung (z.B. das CV-Signal eines Keyboards über das Bus-Access­Modul) bestimmt somit zusätzlich die Tonhöhe des VCO's.
H
Den Eingang " nutzen Sie zur exponentiellen Fre­quenzmodulation sowohl im Sub-Audio- als auch im
Audio-Bereich; der Pegel der ihm zugeführten Steuer­spannung ist mit dem Abschwächer 4 einstellbar.
§
Am Eingang für lineare Frequenzmodulation § füh­ren Sie das Modulations-Signal zu. Der Pegel ist mit dem Abschwächer 7 einstellbar.
Falls Sie die Bus-CV nicht verwenden wol­len, d.h. kein CV-Signal wird dem Bus zuge­führt, so sollten Sie die Verbindung auftren­nen, indem Sie den Jumper J1 (oben rechts beim Blick auf die Bestückungsseite der Pla­tine, s. "7. Anhang") entfernen, da sonst die CV-Leitung des System-Bus als Antenne für Störsignale wirken könnte.
Sollten Sie später die interne Verbindung zum System-Bus wieder benötigen, stecken Sie den Jumper erneut auf.
Lin. FM
12
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High-End-VCO
A-111
H
$
Die Buchsen $ und % sind die Eingänge zur Synchro­nisation des VCO's; die Buchse $ ermöglicht "Hard
Sync", die Buchse % hingegen "Soft Sync".
&
Am Steuerspannungs-Eingang & führen Sie das Signal zur Steuerung der Pulsweite der vom VCO generierten Pulswelle zu. Der Pegel der zugeführten Steuerspannung ist mit dem Abschwächer 6 einstell­bar. Abb. 15 zeigt die Pulsweiten-Modulation mit ei­nem LFO.
/
Die Buchsen / bis = sind die Ausgänge des VCO's, an denen Sie die Wellenformen Pulswelle (/), Säge­zahnwelle ((), Dreieckwelle ()) und Sinuswelle (=) abgreifen können. Die Frequenz ist für alle Wellen an den Ausgängen / bis = identisch.
Dieser Eingang ist nur für Modulationen im Audio-Bereich (> 50 Hz) geeignet, da es sonst auf Grund der Wechselspannungs­kopplung zu Tonhöhenverschiebungen kom­men könnte.
H-SYNC • % S-Sync
PCV
(
)
=
PCV
LFO
Abb. 15: Modulation der Pulsweite mit LFO
A-111
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6. Patch-Vorlage
Die folgenden Abbildungen des Moduls dienen zur Erstellung eigener Patches. Die Größe einer Ab­bildung ist so bemessen, daß ein kompletter 19"­Montagerahmen auf einer DIN A4-Seite Platz fin­det.
Fotokopieren Sie diese Seite und schneiden Sie die Abbildungen dieses und anderer Module aus. Auf einem Blatt Papier können Sie dann Ihr indivi­duelles Modulsystem zusammenkleben.
Kopieren Sie dieses Blatt als Vorlage für eigene Patches mehrmals. Lohnenswerte Einstellungen und Verkabelungen können Sie dann auf diesen Vorlagen einzeichnen.
A-111
HIGH END VOLTAGE CONTR. OSCILLATOR
CV 1
-3
+4
CV 2
0
Lin. FM
0
H-Sync PCV
S-Sync Pulse Saw Triangle Sine
0
Octave
CV 2
10
Lin. FM
10
VCO 2
0
0
0
0
Tune
10
Fine
10
PW
10
PCV
10
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A-111
HIGH END VOLTAGE CONTR. OSCILLATOR
CV 1
-3
+4
CV 2
0
Lin. FM
0
H-Sync PCV
S-Sync Pulse Saw Triangle Sine
0
Octave
CV 2
10
Lin. FM
10
VCO 2
0
0
0
0
Tune
10
Fine
10
PW
10
PCV
10
P
14
Verkabelungen mit Farbstiften einzeichnen
Regler- und Schalterstellungen in die weißen Kreise schreiben oder einzeichnen
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7. Anhang
Die nebenstehende Grafik zeigt die Bestückungsseite des Printboards vom A-111.
Falls Sie die Verbindung von Buchse CV 1 zum System-Bus (INT.CV-Leitung) unterbrechen möchten (s. Hinweise auf S. 10), so ziehen Sie einfach den Jumper J1.
Sollten Sie später die interne Verbindung zum System­Bus wieder benötigen, stecken Sie den Jumper J1 erneut auf.
High-End-VCO
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High-End-VCO
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