Voltage: Cheap Organ

Zugegeben: Cherry Audio hat auch ein Orgelmodul im Portfolio. Aber mit 2-3 Modulen lässt sich auch schnell eine Orgel basteln, die im Gegensatz zum Original beliebig erweiterbar ist…

Um was wird es gehen?

Es wird um die gute alte Additive Synthese gehen. Dazu habe ich ja schon mehrfach geschrieben: Bei dieser Klangsynthese werden mehrere Wellenformen (klassischerweise Sinus-Wellen) unterschiedlicher Frequenz addiert, um so einen obertonreichen Klang zu erzeugen. Man kennt den typischen Klang z.B. von einer Hammond-Orgel.

Das hier ist das Ergebnis von vier Tutorials, die ich zur Additiven Synthese mit dem Reaktor gemacht habe: (Teil 1 / Teil 2 / Teil 3 / Teil 4). Das Ergebnis ist eine Zugriegelorgel die entweder mit der natürlichen Obertonreihe, der klassischen B3-Registrierung oder beliebigen Frequenzen betrieben werden kann. Der Aufwand ist beträchtlich, da im Gegensatz zum Voltage Modular, bei dem alle Baugruppen als fertige Module vorliegen, hier alles selbst gebaut werden musste. Der Aufwand hat sich aber insofern gelohnt, dass man jeden Aspekt des Instrumentes selbst bestimmen kann. Aber zurück zum Voltage Modular.

Der Additive Oszillator soll $25 kosten. Er bietet verschiedene Wellenformen und 8 Kanäle, mit denen man verschiedene Frequenzen (Tonhöhen) der gewählten Wellenform addieren kann. Die gewählte Wellenform gilt für alle 8 Kanäle. Ferner enthält der Oszillator Einstellungen, die ihr schon von dem Standard-Oszillator aus dem Starter-Paket (Nucleus) kennt.

Das sind die Module für unseren Eigenbau. Das linke und das mittlere Modul sind essentiell, das recht ist optional. Aber der Reihe nach:

• Links: Ein Oszillator/Tongenerator, der 4 Wellenformen beherrscht und in der Grundfrequenz beliebig einstellbar ist. Das Modul ist für $5,99 zu haben. Offiziell soll es $19,00 kosten, Aber schon seit ich es vor langem erworben habe, wird es für knappe $5,99 verkauft.
• Mitte: Das ist ein etwas teureres Modul: Es kostet $15 (während ich das hier schreibe: $13,75), hat es aber schwer in sich. Es enthält drei Blöcke, mit denen man zwei Eingangssignale mit 13(!) verschiedenen mathematischen Operationen verrechnen und das Ergebnis ausgeben kann. Ein Tool, das sich eigentlich immer lohnt!
• Rechts: Dieses Modul ist optional. Ihr könnt auch jedes andere Chorus-Modul verwenden – da gibt es sicher günstigere Optionen. Dieser Chorus ist nur im Cherry Audio eigenen, großen Voltage Modular Bundle erhältlich, das ich mal als Sonderangebot geschossen habe. Chrous-Module gibt es sonst schon ab $4. Und wie man einen Chorus selbst baut. bzw, wie er funktioniert, könnt ihre hier (Teil 1 / Teil 2) mit dem Reaktor erkunden.

Nun kann es fast losgehen!

Wichtig: Für das, was nun folgt, sollte ihr schon mal das Voltage Modular Tutorial „Organisatorisches“, und dort speziell den Abschnitt [3] gesehen haben: Es geht um das Ersetzen von Kabeln durch Buses. Das wird uns gleich helfen, den Überblick zu behalten.

Funktionsweise

Schauen wir uns zunächst mal die beiden neuen Module an:

Für uns sind zunächst folgende Anschlüsse wichtig:

• Output 1: Hier werden wir das Ausgansgsignal abgreifen.
• Gate: Wie jeder Tongenerator/Oszillator bei einem modularen Synthesizer, gibt auch dieser ein kontinuierliches Signal von sich. Den Aufwand einer Hüllkurve können wir uns hier aber sparen, wenn wir an der Gate-Buchse von Output 1 ein Gate-Signal anlegen und den Kippschalter zwischen Gate und Output nach unten legen. Das Modul verfügt dann über eine rudimentäre Attack-Decay-Hüllkurve, was für unsere Zwecke ausreichend ist.
• Slider: Mit dem Slider am linken Rand kann die Grundfrequenz des Generators eingestellt werden.
• Wellenformen: Der Schieberegler rechts unten lässt die Auswahl aus vier Wellenformen zu.

Bevor es weiter geht, noch eine Anmerkung:

Die Wellenform-Auswahl pro Generator ist insofern ein Vorteil gegenüber der Cherry Audio Komplettlösung, als dass dort nur für alle Kanäle eine gemeinsame Wellenform gewählt werden kann. Unsere Lösung ist zusätzlich in der Lage, beliebig viele Generatoren zu nutzen, während die Komplettlösung auf 8 Kanäle beschränkt ist. In dem folgenden Beispiel werden es 9 Kanäle sein, weil das den Zugriegeln einer klassischen elektrischen Orgel entspricht.

Das MM-1 Modul enthält drei identische Funktionsblöcke. An den beiden oberen Buchsen werden die Eingangssignale angelegt, die miteinander verrechnet werden sollen.

 Zur Verfügung stehen:

• Die Grundrechenarten addieren, subtrahieren, multiplizieren, und dividieren
• Ein Ringmodulator
• Ein Rectifier (ist Eingang 1 höher als Eingang 2, liegt am Ausgang 5 Volt an, ansonsten -5 Volt).
• Ein Comperator (konvertiert negative Pegel in Positive und lässt positive Pegel unverändert)
• A > B (Beide Eingänge werden verglichen, der mit dem höheren Pegel liegt am Ausgang an)
• LOG* (Eingang 1 wird logarithmisch verrechnet, Eingang 2 bleibt unberücksichtigt).
• EXP* ((Eingang 1 wird exponentiell verrechnet, Eingang 2 bleibt unberücksichtigt).
• Zwei Quantizer (1 Volt, bzw. 0.5 Volt)
• Modulo: Division ohn Rest

Der Values-Button am unteren Rand blendet die Ergebnisse der Berechnungen unter der Output-Buchse ein.

* Die Anleitung schweigt sich leider aus, welcher Logarithmus und welcher Exponent zum Einsatz kommen. Probieren geht über studieren…

Verkabelung

Für die folgenden Schritte möchte ich nochmal auf das Tutorial „Organisatorisches“ verweisen, weil wir aus Gründen des Überblickes erst einmal auf Kabel verzichten und die Verbindungen über Buses herstellen.

Ich habe in der oberen Reihe die MM-1 Module abgelegt. Rechts daneben einen Amplifier und ein Oszilloscope (zur optischen Kontrolle) und am rechten Rand den optionalen Chorus-Effekt. In der Reihe darunter befinden sich die 9 Tongeneratoren.

Die Ausgänge der 9 Generatoren habe ich via Buses mit den Eingängen der MM-1 verbunden (grün markierte In- und Outputs mit den entsprechenden Nummern). Beim ersten Funktionsblock sind beide Eingänge belegt, bei allen folgenden ist der jeweils linke Eingang leer. Das liegt daran, wie wir die Ausgänge gleich verschalten werden, um alle Wellenformen addiert zu bekommen. Und das sieht dann so aus:

• 1. Addierer: An den Eingängen des ersten Addierers liegen die Generatoren 1 und 2.
• 2. Addierer: Den Ausgang des ersten Addierers verbinden wir mit den linken Eingang des zweiten Addierers und legen den nächsten Generator (3) auf den rechten Eingang.
• 3. Addierer: Den Ausgang des zweiten Addierers verbinden wir mit den linken Eingang des dritten Addierers und legen den nächsten Generator (4) auf den rechten Eingang.
• 4. Addierer: (im nächsten MM-1 Modul): Den Ausgang des dritten Addierers verbinden wir mit den linken Eingang des vierten Addierers und legen den nächsten Generator (5) auf den rechten Eingang.
• […]
• Den Ausgang des letzten – und in dem Fall 9. – Addierers, verbinden wird abschließend mit dem Eingang des Amplifiers.

Jetzt sind alle neun 9 Wellenformen addiert und bereit zur Verwendung.

Als nächstens legen wir einen Bus für das Pitch-Signal an und verbinden diesen mit den Pitch-Eingängen der Tongeneratoren (Abb. 6).

Danach ist das Gate-Signal an der Reihe (Abb. 7).

Abschließend verbinden wir den Amplifier mit dem Oscilloscope und dem Chorus und den Chorus mit den Ausgängen. Das wars auch schon.
In der linken Hälfte der Abb. 10 seht ihr nochmal die verwendeten Buse.

Und wie klingt das Ganze dann? So klingt es:

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