hlavní-stránka › Články › stavime-si-syntezator-dle-yvese-ussona

Stavíme si syntezátor dle Yvese Ussona

Tento článek volně navazuje na: Jak postavit vlastní syntezátor.

Na internetu, obzvláště na zahraničních serverech, se vyskytuje velké množství nejrůznějších schémat hudebních syntezátorů. Můžete si stáhnout technické manuály starých analogů a postavit si třeba tak věrnou kopii minimoogu. Trochu lidštějším místem jsou stránky nadšených hudebních kutilů, kteří využívají staré obvody, nebo vymýšlejí nové a vytvářejí své vlastní syntezátory.

Velmi oblíbeným DIY projektem (Design Your Own) jsou stránky Yvese Ussona, které získaly na oblibě už i v českých končinách. Stránky Yvese Ussona obsahují všechny nezbytné materiály jak zhotovit obří modulární systém moogovského typu. Je už jenom na vás, pro jak velký syntezátor se rozhodnete, a které moduly skutečně použijete.

Tento článek je pouhým doplňkem k Yvesovým stránkám, a připravuje českého kutila na některé záludnosti.

Zdroj

Pokud nevlastníte nastavitelný napájecí zdroj, je zdroj právě tím obvodem, který byste měli postavit jako první. Obvod je nejjednodušším prvkem celého zapojení. Jeho funkčnost je poměrně transparentní a jeho konstrukce nevyžaduje hlubší znalosti a zvýšenou přesnost. Je to jediný obvod, který Yves na svých stránkách nepopisuje, proto dávám k dispozici obvod vlastní. Bez napájecího zdroje byste neměli možnost průběžně testovat nově zhotovené moduly a testování celého systému najednou silně nedoporučuji.

Stavba symetrického napájení – bude v budoucnu;

Syntezátor není výrazně výkonově náročný, proto bohatě postačí 16VA transformátor a součástky dimenzované tak na 1,5A. Obvod je vhodné doplnit sériově 1A-1,5A pojistkami v každé větvi a indikačními LED diodami.

Skříňka

Pro navození old-schoolového designu je lepší vytvořit skřínku ze dřeva, ale dá se udělat i z kovových materiůlu nebo i plastu. Jednotlivé panely se dají uchytit i do nějakého univerzálního racku. Skřínka pospolu s přístrojovým panelem nejvíce ovlivní výsledné vzezření a je zde nejvíce prostoru pro kreativitu.

Mně se dobře pracovalo se dřevem. Zde záleží na vašich truhlářských schopnostech. Dá se použít třeba nějaký starý botník nebo si zadat návrh truhlářovi. Se stavbou skřínky bych počkal na později, až budete mít představu o velikosti jednotlivých modulů.

Přístrojový panel

Přístrojový panel zajišťuje hned několik funkcí. Jsou na něm připevněny veškeré ovládací i propojovací prvky (potenciometry, tlačítka, JACK zdířky…), proto musí být dostatečně tuhý, aby se při ovládání neprohýbal. Bezprostředně za panelem jsou desky plošných spojů, proto by měl být panel tvořen z elektricky vodivého materiálu, aby stínil před rušivými interferencemi. V neposlední řadě plní panel funkci estetickou.

Ideální řešení, které se s oblibou používá u profesionálních a poloprofesionálních modulárů (synthesizers.com, Yves Usson …) je hliníkový asi 2-3mm tlustý panel, který je navíc po stranách profilovaný, čímž se ještě zesílí už takto dostatečná tuhost. Na panel je posléze přilepen tenký kovový štítek s popisky zhotovenými gravírováním nebo sítotiskovou metodou.

Strojové, počítačem řízené obrábění a metoda sítotisku jsou nekompromisní technologie, které zaručí požadovaný výsledek. Pro amatérské využití a nízko-kusovou výrobu jsou však nepřiměřeně drahé.

Nezbývá, než si vše opět udělat svépomocí. Opracovávání kovových desek, by’t i dost tenkých, není v domácích podmínkách zcela bezproblémové a vyžaduje již nástroje, které nejsou součástí malé dílničky. Zde se nabízí pomoc známého, nebo přeci jenom využití specializované firmy, která vám desky na požadovanou velikost nařeže. Další možnost je použít snáze obrábitelné materiály jako třeba plexisklo. 4mm silné plexisklo je již dostatečně tuhé, zpracovatelné a poměrně levné. Samozřejmě ale neposkytuje stínění.

Po vyzkoušení různých typů materiálů, jsem nakonec použil polyamidovou deskou z obou stran potaženou hliníkovou fólií. Takovéto kompozitní řešení využívá výhody obou materiálů. Panel je dostatečné tvrdý, ale při tom není křehký, takže ačkoliv je panel ukotven za své nejzazší konce, nijak se neustálým zasunování patchkabelů neprohýbá. Desky jsou 3mm tlusté, a jelikož jsou z většiny tvořeny polyamidem, nejsou ani příliš těžké. Hliníková vrstva stíní nejen všudypřítomnému rušení od ledničky, rádia atd., ale také, a to zejména od rukou uživatele, od kterého se při přiblížení indukovala rušivá napětí.

Komunikační standard, patchcords

Na propojení jednotlivých modulů doporučuji použít klasický ¼“ konektor JACK (6,35mm). Tyto konektory jsou pohodlné, snadno manipulovatelné a více odolné než malé 3,5 mm. Na rozdíl od „banánků“ poskytují stínění. Nehledě na to, že většina dalších zařízení používá rovněž tyto konektory, a tak je velmi jednoduché vést výstup třeba rovnou do efektů externích výrobců. Jen v některých případech, například ve snaze o maximální miniaturizaci je vhodné využít malé varianty konektoru JACK (3,5mm). Zřejmě je ale neseženete v barevném patchcordovém provedení.

Barevné patchcordy různých kvalit a velikostí seženete v každých větších hudebninách. Já jsem je nakupoval v Praze na Jungmannově náměstí. Doporučuji koupit ty s přímými konektory, ne s pravoúhlými, se kterými je o něco horší manipulace a někdy se jich nevejde více vedle sebe.

Knoflíky, zdířky, potenciometry…

Právě za tyto součástky zaplatíte kromě času nejvíce. Ač se jedná o desetikorunové částky, ve svém počtu již vytvoří nezanedbatelnou sumičku.

Výběr knoflíků významně ovlivní vzezření přístroje, a tak mu určitě věnujete patřičný rozmysl. Chtěl jsem co nejvíce napodobit typické knoflíky minimoogu, proto jsem zvolil černo-stříbrnou kombinaci P-S8861. Nutno podotknout, že tento knoflík je dělaný na hladkou osičku, proto není na mých drážkovaných zcela přesně vyosen. O jiné podobně blízké náhradě však nevím. Čím větší knoflík, tím citlivěji a pohodlněji budeme moci nastavit jeho hodnoty.

V českých obchodech se nejčastěji setkáte se dvěma typy potenciometrů. Kovový a umělohmotný 16mm v největším rozměru a osičkou o průměru 6mm. Umělohmotný je paradoxně dražší (25 Kč). Jedinou výhodu vidím v tom, že se velikost jeho osičky dá snadno přizpůsobit požadované délce. Předpokládám, že se do něj asi tolik nepráší a možná by mohl být přesnější. Všimněte si ale mých opatrných slov asi a možná. Naproti tomu kovový je levnější (10 Kč) a má mnohem jistější konstrukci. Při otáčení klade příjemný odpor a hřídelka se u něj neviklá tolik jako u plastového. Problémem kovového poťáku je, že ne vždy seženete požadovanou kombinaci hodnoty odporu a délky hřídélky, která se dělá ve třech velikostech: 15mm, 20mm a 30mm.

Je na úvaze, jestli vám vaše dílo nestojí za to, abyste se porozhlédli na zahraničních serverech a pořídili si kvalitní nekompromisní poťáky pro audio aplikace.

Potíže také budete mít s reverzním (exponenciálním) potenciometrem, který má rychlý nástup a pomalý dojezd, čili trochu proti logice reprezentovaných křivek. V GM se prodává tuším jenom v hodnotě 500kOhm.

Použití nových součástek

Dodavatelé součástek:

• GM electronics
• GES
• Farnell
• TME

Navržený syntezátor vychází ze schémat starých třeba i 20, 30let. Některé součástky se již nevyrábí, jiné jsou již překonané a nejsou doporučované pro další používání.

Jako operační zesilovač je implicitně používán TL071, jehož příznivé vlastnosti vycházejí z jeho unipolární konstrukce. Zejména vyniká nízkým šumem, tedy vlastností, která je v audio aplikacích velmi důležitá. Všude kde je to možné, jsou zesilovače v rámci minimalizace sdružovány ve vyšších modelech TL072 a TL074, které pojmou více OP v jednom pouzdře.

Většina tranzistorů, zejména těch, které jsou spárovány v diferenčním zapojení, je nahrazena tranzistorovým polem CA3086. Kromě ušetření místa obdržíme i závazek identických součástek, které jsou teplotně svázané. Obvod CA3086 se dá nahradit obvodem CA3046 nebo CA3096. I tak ale budete mít obtíže jakékoliv z obvodů sehnat. V Čechách je již neseženete, poslední 3 kousky jsem si z GM odnesl já, s tím, že s ním do budoucna již nepočítají a nebudou je objednávat. Dají se ale stále sehnat na Farnellu, nebo polském TME.

V preciznějších aplikacích jako je VCO, se diferenční tranzistorový pár nahrazuje obvodem LM394, MAT02 nebo SSM2010. Všechny tři součástky nejsou opět v ČR již sehnatelné a je nutné je objednat ze zahraničí (Farnell, TME). Připravte se na to, že jsou také poměrně drahé. Je na zvážení, jestli radši nepoužít dva teplotně svázané tranzistory.

Staré 5% uhlíkové rezistory jsou nahrazeny 1% metalizovanými. Ty jsou kromě větší přesností méně teplotně závislé (u VCO je to někdy kritické) a vykazují menší teplotní šum

Cenová dostupnost také dovolila vyměnit řadu elektrolytických kondenzátorů za tantalové, které jsou časově stabilnější a nemají tak vysoký svod.

Všechny integrované obvody doporučuji uložit v precizní patici, která umožňuje v případě selhání jejich neinvazivní vyjmutí (jak se mi také již mnohokrát stalo:).

Potřebné vybavení

Tak bezpodmínečně musíte mít pájku, ať už trafopájku nebo mikrpájku. Použitá třída přesnosti nevyžaduje žádné přesnější vybavení ani žádnou mravenčí práci. Hodí se ale třeba odsávačka cínu. K zahození není ani minivrtačka na plošné spoje. Snad kromě větších montážních děr zcela nahradí velkou vrtačku.

Co se týče analytického vybavení, tak bez nějakého primitivního multimetru se asi neobejdete. Každý má asi jiný styl osazování součástek, ale já si každý odpor a tranzistor předem odměřím, což vás může ušetřit spoustu budoucích problémů. Po většinu času jsem si vystačil s multimetrem za 200Kč. Nakonec jsem si však přeci jen pořídil kvalitní model, který měří i další veličiny, je přesnější a práce s ním je pohodlnější.

Na finální naladění budete potřebovat osciloskop a zdroj přesného stejnosměrného a střídavého signálu. Jako zdroj střídavého signálu vám může posloužit třeba audio výstup počítače v kombinaci s jednoduchým prográmkem na generování tónů. DC zdroj můžete provizorně zhotovit měkkým děličem, ale nebude na něj velké spolehnutí. Další možnost je nastavitelný zdroj napětí pomocí integráče LM317 nebo LM337. Ten se dá nastavit ale až tak od 2V a vy budete potřebovat zejména 1V referenci.

I osciloskop se dá nahradit počítačem, a to dokonce velkolepým způsobem v kombinaci se spektroskopem. Stačí si stáhnout úžasný prográmek VISUAL ANALYSER 2009 HR, který přemění vstup vaší zvukovky na digitální osciloskop/spektroskop. Vstupní signál je frekvenčně omezen na polovinu vzorkovací frekvence vaší zvukovky a amplitudově na 0,7V maximální hodnoty linkového vstupu. Velikost signálu se dá určovat jen relativně a tvar signálu je zkreslen předřadným kondenzátorem, který chrání vstup před stejnosměrným proudem. Pro finální přesné naladění VCO budete stejně nakonec potřebovat fyzický osciloskop.

Cena

Uvádím zde průběžně aktualizovanou tabulku cen jednotlivých modulů. Zpočátku jsem si cenu neevidoval, tak až budu dělat moduly znovu, tak ceny doplním.

Finální výrobek

▉ Telotone | 28/08/2009

DISKUZE

Diskuze obsahuje 3 příspěvků

Vložit příspěvek: