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System A - 100
1. Einführung
VCF 2
A-121
A udio Lev el
FCV 2
QCV 2
Audio
FCV 1
FCV 2
QCV 1
QCV 2
Low Band High Notch
In
A-121
MULTIMODE
FILTER
Freq.
Res.
Das Modul A-121 (VCF 2) ist ein spannungsgesteu-
ertes Multi-Mode-Filter mit einer Flankensteilheit
von -12 dB / Oktave.
Vier Filterausgänge mit unterschiedlichen Filtercharakteristiken stehen gleichzeitig zur Verfügung: Tiefpaß
(engl. low pass), Bandpaß (engl. band pass), Hoch-
paß (engl. high pass) und Bandsperre (engl. notch).
Die Cut-Off-Frequenz (Eckfrequenz) bestim mt dabei
den Punkt, ab der der jeweilige Filtereffek t auftritt. Sie
können diese sowohl manuell als auch per Steuerspannungen einstellen bzw. modulieren (Filtermodu-
lation, z.B. mit einem LFO oder ADSR). Dazu stehen
Ihnen zwei CV-Eingänge zur Verfügung, wobei die
anliegenden Steuerspannungen kaskadiert (aufsummiert) werden.
Die Resonanz (Emphasis) Q ist beim VCF 2 manuell
und per Steuerspannung (spannungssteuerbare Re-
sonanz, VCQ) einstellbar bis hin zur Selbstoszillation.
In diesem Fall arbeitet das Filter als Sinusoszillator.
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VCF 2
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2. VCF 2 - Übersicht
A-121
MULTIMODE FILTER
Audio In
➊
➋
➌
➍
➎
Notch
➏
High
➐
Band
➑
Low
➒
FCV 1
FCV 2
QCV 1
QCV 2
VCF 2
0
0
0
0
0
10
Freq.
10
FCV 2
10
10
QCV 2
10
Audio
Level
Res.
➀
➁
➂
➃
➄
Bedienkomponenten:
1 Audio Level : Abschwächer für Eingangssignal
2 Freq. : Regler für Cut-Off-Frequenz
3 FCV 2 : Abschwächer für Steuerspannung am
Eingang §
4 Res. : Regler für Filterresonanz
5 QCV 2 : Abschwächer für Steuerspannung am
Eingang %
Ein- / Ausgänge:
! Audio In : Filtereingang
" FCV 1 : CV-Eingang für Cut-Off-Frequenz
§ FCV 2 : dto., Pegel regelbar mit 3
$ QCV 1 : CV-Eingang für Resonanz
% QCV 2 : dto., Pegel regelbar mit 5
& Low : Ausgang des Low-Pass-Filters
/ Band : Ausgang des Band-Pass-Filters
( High : Ausgang des High-Pass-Filters
) Notch : Ausgang des Notch-Filters
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VCF 2
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3. Grundlagen
Low Pass
Das am häufigsten verwendete Filter bei der analogen
Klangerzeugung ist das Tiefpaßfilter, das aus einem
Klangspektrum die hohen Frequenzanteile ausfiltert,
während es die niedrigen ungehindert passieren läßt.
Der Parameter Filterfrequenz f
frequency
) bestimmt dabei den Punkt, ab der dieser
Effekt auftritt (s. Abb. 1).
Out
Out
Low Pass
f
c
Band Pass Notch
f
c
Out
Freq.
Out
Freq. Freq.
(engl. cut-off-
C
High Pass
f
f
c
Freq.
c
High Pass
Das Hochpaßfilter verhält sich genau umgekehrt wie
das Tiefpaßfilter: während höhere Frequenzen als die
Filterfrequenz f
das Filter ungehindert passieren, wer-
C
den tiefere Frequenzanteile bedämpft (s. Abb. 1).
Band Pass
Beim Bandpaßfilter werden beide Enden des Spektrums in gleicher Weise bedämpft (s. Abb. 1). Die
Filterfrequenz f
wird hier auch als Mittenfrequenz
C
bezeichnet.
Das Bandpaßfilter ermöglicht es, einen bestimmten
Bereich aus einem Spektrum "herauszugreifen".
Notch
Das Notch-Filter verhält sich genau umgekehrt wie das
Bandpaßfilter, da bei diesem im Klangspektrum ein
Bereich um die Mittenfr equenz unterdrückt (engl.
reject) wird (s. Abb. 1). Bei Modulation der Mittenfrequenz mit einem LFO klingt dies ähnlich wie Phasing.
band
Abb. 1: typische Durchlaßkurven der 4 Filterarten
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Resonanz
Ein weiterer Filterparameter ist die Resonanz Q (engl.
resonance, emphasis). Mit zunehmendem W ert für Q
werden die Ausgangspegel von Frequenzen im Bereich um die Filterf requenz f
dieses Verhalten am Beispiel eines Tiefpaß-Filters
(Hochpaß-Filter spiegelverkehrt). Auf diese Weise
können bestimm te Frequenzanteile eines Klanges im
Bereich um die Filterfrequenz verstärkt werden.
0 db
Abb. 2: Einfluß der Resonanz auf das Durchlaßver-
halten beim Tiefpaß-Filter
angehoben. Abb. 2 zeigt
C
Resonanz Q
Frequenz
f
c
Beim Bandpaß wird mit zunehmendem W ert f ür Q die
Bandbreite geringer.
Gleiches gilt auch für die Bandsperre, d.h. m it zunehmendem Wert für Q wird die Sperrwirkung immer
geringer während der Resonanzeffekt ("Schwingneigung") größer wird.
Nahe dem Maximalwert für den Resonanzparameter
gerät das Filter in Selbstoszillation und arbeitet als
Sinusoszillator.
H
Die Resonanz ist beim A-121 schaltungs bedingt geringfügig frequenzabhängig. Solange
das Filter unterhalb der Eigenschwingung
betrieben wird, stört diese Eigenschaft nic ht
und ist auch kaum wahrnehmbar.
Wenn Sie jedoch das Filter bei hoher Frequenz auf Eigenschwingung einstellen, kann
es beim Abfallen der Frequenz passieren,
daß die Schwingung abreißt. Umgekehrt
kann es passieren, daß beim Erhöhen der
Filterfrequenz das Filter zu schwingen beginnt, wenn ein hoher Resonanzwert eingestellt ist. Dies ist eine Eigenart des Filter-
IC's CEM 3320 und kein Fehler der Schaltung.
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4. Bedienkomponenten
1 Audio Level
Mit diesem Abschwächer stellen Sie den Eingangspegel des zu filternden Signals ein, das dem Filterein-
gang ! zugeführt wird.
H
2 Freq.
Die Filterfrequenz stellen Sie mit diesem Regler ein.
3 FCV 2
Falls Sie die Cut-Off -Frequenz des Filters per Steuerspannung am CV-Eingang § steuern oder m odulieren
möchten, stellen Sie mit dem Abschwächer 3 den
Pegel der Steuerspannung FCV 2 ein.
Falls das Ausgangssignal des Filter s verzerrt
klingt, drehen Sie diesen Regler zurück, es
sei denn, Sie wünschen diesen Effekt für
spezielle Klänge.
4 Res.
Mit diesem Regler stellen Sie die Resonanz (engl.
emphasis, resonance) des Filters ein, wodurch die
Ausgangspegel von Frequenzen im Bereich um die
Cut-Off-Frequenz f
Nahe der Maximalposition des Res onanzreglers setzt
eine Selbstoszillation des Filters ein; das Filter arbeitet
als Sinus-Oszillator. Diesen Effek t können Sie auch
nutzen, um das Filter als eigenständige T onquelle zu
verwenden.
angehoben werden.
C
5 QCV 2
Der Abschwäch er 5 ermöglicht Ihnen, den Pegel der
Steuerspannung zur Modulation der Resonanz an-
zupassen.
5
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5. Ein- / Ausgänge
! Audio In
Diese Buchse ist der Audio-Eingang des Filters. Verbinden Sie die Buchse mit dem Ausgang einer Tonquelle (z.B. VCO, Rauschgenerator, Mixer).
" FCV 1
Die Buchse CV 1 ist ein Steuerspannungs-Eingang
für die Filterfrequenz. Er hat eine Charakteristik von
1 V / Oktave (wie beim VCO).
Falls Sie diesen Eingang mit dem Aus gang einer Mo-
dulationsquelle (z.B. LFO, ADSR) verbinden, wird die
Filterfrequenz mit dem Signal der Modulationsquelle
moduliert, d.h. die Klangfarbe ändert sich entsprechend dem Signalverlauf der Modulationsquelle.
Falls Sie das VCF 2 als Sinus-Oszillator verwenden,
verbinden Sie diesen Eingang mit der Tonhöhensteuerspannung. Gleiches gilt, wenn ein VCF-Tracking
gewünscht ist, d.h. ein Mitlauf der VCF-Fr equenz mit
der VCO-Frequenz.
§ FCV 2
Bei der Buchse CV 2 handelt es sich ebenfalls um
einen Steuerspannungs-Eingang für die Filterfre-
quenz. Im Gegensatz zur Buchse CV 1 können Sie
aber den Pegel der Steuerspannung, d.h. die Intensität
der Wir kung von Modulationsquelle auf das Filter, m it
dem Abschwächer 3 einstellen.
$ QCV 1
Diese Buchse ist ein Steuerspannungs-Eingang für
die Resonanz des Filters. Er hat eine Charakteristik
von 1 V / Oktave (wie beim VCO).
Falls Sie diesen Eingang mit dem Aus gang einer Mo-
dulationsquelle (z.B. LFO, ADSR) verbinden, wird die
Resonanz des Filters mit dem Signal der Modulationsquelle moduliert, d.h. die Amplituden der Fequenzen im Bereich um die F ilterfrequenz werden entsprechend dem Signalverlauf der Modulationsquelle angehoben.
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VCF 2
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% QCV 2
Bei dieser Buchse handelt es sich ebenfalls um einen
Steuerspannungs-Eingang für die Resonanz des
Filters. Im Gegensatz zur Buchse QC V 1 können Sie
aber den Pegel der Steuerspannung, d.h. die Intensität
der Wir kung von Modulations quelle auf die Res onanz,
mit dem Abschwächer 5 einstellen.
& Notch • / High • ( Band • ) Low
Die Buchsen & bis ) sind die Filterausgänge. An
ihnen steht das mit dem jeweiligen Filtertyp gefilterte
Eingangssignal zur Verfügung (s. Abb.1).
6. Anwendungsbeispiele
Die Cut-Off-Frequenz des A-121 k önnen Sie auf vielfältige Weise modulieren:
• VCF - LFO
Modulation der Filterfrequenz ergibt periodische
Änderungen des Klangspektrums. Bei niedrigen
Frequenzen (ca. 1 - 5 Hz) entsteht der typische
"Wah-Wah"-Effekt. Interessante Klänge ergeben
sich bei Modulationsfrequenzen im Audio-Bereich;
hier gelten im Prinzip die Ausführungen zur Frequenzmodulation in der Anleitung zum A-110 (s.
Kap. 6).
• VCF - ADSR
Die Modulation mit einer Hüllkurve resultiert in einer
zeitlichen Änderung des Klangspektrums. Typische Anwendungen sind die Synthese des Ein-
schwingverhaltens ( z.B. E-Baß, Drums, etc.) und
der Filter-Sweep, bei dem mit einer langsamen
Hüllkurve das Frequenzspektrum "durchfahren"
wird.
• VCF - Keyboard CV
Diese Modulation resultiert in tonhöhenabhängigem Öffnen bzw. Schließen des Filters.
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VCF 2
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Räumliche spektrale Verteilung
Eine interessante Anwendung des Multimode-Filters
zeigt das Patch in Abb. 3. Die vier Ausgänge des
Filters werden je einem Kanal (d.h. den vier Ecken)
eines quadrophonen Klangraumes zugeordnet (der
Übersichtlichkeit wegen wurden VCA's und Endverstärker weggelassen).
Jeder Kanal gibt entsprechend der jeweiligen Filterkurve nur einen bestimmten Bereich des gesamten
Klangspektrums wieder, so daß sich eine räumliche
spektrale Verteilung ergibt.
Audi o L e vel
Audio
In
A-121
MULTIMODE
FILTER
Input
FCV 2
QCV 2
FCV 1
FCV 2
QCV 1
QCV 2
Low Band High Notch
Freq.
Res.
Quad Space
Erzeugung sprachähnlicher Klänge
Mit dem Patch in Abb. 4 (s. nächste Seite) lassen sich
sprachähnliche Klänge erzeugen.
Der Sägezahn eines mit ca. 100 Hz (oder weniger)
schwingenden VCO's wird zwei Bandfiltern (A-121)
zugeführt. Für die Mittenfrequenzen der Filter werden
zwei verschiedene Wer te eingestellt, für Q stellen Sie
einen kleinen bis mittleren Wert ein.
Ein mit ca. 1 Hz schwingender LFO (Dreieckwelle)
moduliert sowohl den VCO (FM) als auch die beiden
Filter, wobei seine Ausgangsspannung für das zweite
Filter invertiert wird (A-175). Stellen Sie die Modulationsstärke für den VCO (Abschwächer CV3) und für die
Filter (Abschwächer FCV2) auf einen k leinen bis mittleren Wert ein.
Die Stärke der Modulation bestimmen Sie mit einem
dynamischen MIDI-Controller (z.B. Aftertouch, Modulation Wheel, etc.).
Experimentieren Sie ein wenig mit diesem Patch (s.
nächste Seite). Bei sorgfältiger Eins tellung lassen sic h
damit interessante sprachähnliche Klänge erzeugen.
Abb. 3: räumliche spektrale Verteilung
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VCF 2
A-121
CV
VCO
Gate
LFO
CV 2
CV 3
A-132
Controller CV
Abb. 4: Erzeugung sprachähnlicher Klänge
P
Wählen Sie verschiedene Wertekom binationen für die Mittenfrequenzen der Filter.
Experimentieren Sie mit den Hüllkur venpar ametern.
A-175
A-121
A-121
Band
Band
A-138
A-131
ADSR
Durch Abschwächen der Tonhöhenspannung am Eingang des VCO's grenzen Sie den Frequenzumfang der Sprache ein.
Fügen Sie im Weg der Tonhöhenspannung
CV vor dem VCO einen Slew Limiter (A-170)
ein, so daß die "Stimme" nicht in diskreten
Intervallen, sondern mit gleitenden Übergängen "spricht".
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VCF 2
7. Patch-Vorlage
System A - 100
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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 k önnen 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.
P
• Verkabelungen mit Farbstiften
einzeichnen
• Regler- und Schalterstellungen
in die weißen Kreise schreiben
oder einzeichnen
A-121
MULTIMODE FILTER
Audio In
FCV 1
Notch
FCV 2
High
QCV 1
Band
QCV 2
Low
0
0
0
0
0
VCF 2
Audio
Level
10
Freq.
10
FCV 2
10
Res.
10
QCV 2
10
A-121
MULTIMODE FILTER
Audio In
FCV 1
Notch
FCV 2
High
QCV 1
Band
QCV 2
Low
0
0
0
0
0
VCF 2
Audio
Level
10
Freq.
10
FCV 2
10
Res.
10
QCV 2
10
10
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