VCO(Voltage Controlled Oscillator)

VCOEin analoger Oszillator beruht auf dem Prinzip des elektronischen Schwingkreises. Ein VCO ist ein also Spannungsgesteuerter Oszillator. Der Oszillator schwingt beim Einschalten an und wird erst beim Ausschalten des Gerätes abgebrochen.

Er ist das klangerzeugende Element in einem Synthesizer und ist wegen der musikalischen Verwendung an besondere Kriterien gebunden. Die VCOs müssen so stabil und genau sein. Das heißt, daß eine einmal eingestellte Oktave über den ganzen Frequenzbereich konstant wiedergegeben werden muß.

Ohne eine Stabilisierung würden sich die Frequenz mit der Erwärmung der Bauteile ändern, was ein ständiges Nachstimmen nach sich ziehen würde. Ohne die Temperaturstabilisierung wäre der VCO musikalisch nicht einsetzbar.

Zum Steuern der Tonhöhe wird eine Steuerspannung verwendet, die bei fast allen analogen Synthesizern Verwendung fand. Diese Steuerspannung hat eine Steuercharakteristik von 1V / Oktave, was bedeutet das bei der Erhöhung der Steuerspannung um 1V sich die Oszillatorfrequenz verdoppelt.

Der Oszillator stellt die Grundwellenformen (Sägezahn,Rechteck,Dreieck und Sinus)zur Verfügung, die sich durch die Anzahl und die Art der Obertöne unterscheiden.

Die in den Signalen enthaltenen Obertöne können nach Bedarf mit einem VCF herausgefiltert werden um so weitere Klangfarben zu erhalten. Diese Art der Klangsynthese wird deshalb auch als "Subtraktive Synthese" bezeichnet.

Das Modul:

Dieses Modul ist ziemlich komplex. Diese liegt zum einen an den vielen Bauteilen auf der Platine zum anderen an den vielen Bauteilen auf der Frontplatte.

Die Verbindung zum Bus ist nach Formant Pro Art ausgeführt und über ein Flachbandkabel mit dem Internen Bus verbunden.

Die Schaltung des VCO's stammt aus dem FormantPro. Jedoch sind mir beim Aufbau des Oszillators "einige" Fehler in dem Schaltplan und in der Bestückungsliste aufgefallen, die wichtig sind um eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten.

Korrekturen gibt es hier.

Es gibt auch eine "überarbeitete" Version dieses VCO. Es wurden eine Fehlerkorrektur durchgeführt, einige Verbesserungen eingeflegt und auch der eigentliche Sägezahnoszillator durch ein "moderneres" Bauteil ersetzt, um eine bessere Bauteilbeschaffung zu gewährleisten. Desweiteren wurde auch eine komplett überarbeitete Version angefertigt.

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

Oszillogramme:

Im Folgenden sind die vier Wellenformen (Pulswelle, Sägezahwelle, Dreieckwelle und Sinuswelle) zu sehen. Die Pulswelle kann noch in der Pulsbreite moduliert werden. Eine Frequenzmodulation ist bei der Sägezahwelle zu sehen.

PULSWELLE

SÄGEZAHNWELLE

DREIECKWELLE

SINUSWELLE

Zu sehen sind hier auch die Abweichungen von der idealen Wellenform! Bei der Pulswelle könnte die fallende Flanke etwas steiler sein, die Sägezahnwelle und die Dreieckwelle hat jeweils einen kleinen Peak und die Sinuswelle ist etwas "schief", aber für einen Oszillator in einem Synthesizer ist das in Ordnung.

Spezialbauteile:

Spezialbauteile ist hier ein TTL IC vom Typ 7413. Dieser Baustein wird nicht mehr hergestellt, also nur noch als Lagerware zu bekommen. In der zweiten Version wurde deshalb ein anderen Baustein verwendet.

Audio-Samples:

Einige MP3-Soundbeispiele:

Pulswelle, die Frequenz von HIGH nach LOW verstimmt.
Pulswelle, die Frequenz von LOW nach HIGH verstimmt.
Pulswelle, die Frequenz mal schnell verändert.
Sägezahn, die Frequenz von HIGH nach LOW verstimmt.
Sägezahn, die Frequenz von LOW nach HIGH verstimmt.
Sägezahn, die Frequenz mal schnell verändert.
Pulswellen ( )
Sägezahn ( )

Source:

Dieses Modul stammt aus dem Buch FormantPro von Hans-Joachim Helmstedt. Das hier gezeigte Module verwenden auch das original Platinenlayout.

Anhang:



Backgroundmusic by MummStyleSound (Stop/Play)

Z
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