4voice - modular SEMblance

English summary

Start

Tom Carpenter z Analogue Solutions potěšil před pár lety fanoušky analogové syntezátorové klasiky Oberheim SEM výbornou replikou Semblance. Umí to samé co SEM, je osazen prakticky stejnými součástkami a nabízí pár věcí navíc > hlavně více modulačních cest s FM mezi oscilátory nebo do filtru. Semblance jsem měl několik let (po inspiraci z posledního Kufsteinu), moc mě bavil, barevnost zvuku skvělá. Proto když přišla nabídka na koupi několika základních desek Semblance, neváhal jsem dlouho a rozhodl se postavit Bestii. Charakter zvuku znám, to by mohlo fungovat i polyfonně... A myšlenka byla na cestě. Zabralo to půl roku a tady je výsledek.

Semblance

Původní Semblance charakterizuje subtraktivní syntéza, postavená výhradně z diskrétních součástek. Nic než tranzistor nebo operační zesilovač z aktivních prvků uvnitř není.
Zdroje audio signálu jsou dva napětím řízené oscilátory s možností synchronizace a pilových a čtvercovým výstupem. Každý oscilátor jde rozladit v v rozsahu +/- cca 1 a půl oktávy s možností jemného doladění. Zdroje pro modulační rozladění jsou obálka, LFO, externí vstup nebo druhý oscilátor. Čtverec má proměnlivou střídu signálu, fixně nebo stejných modulátorů jako pro rozladění. Oscilátory je možné spolu synchronizovat, master/slave může být libovolný z nich nebo LFO.
Následuje mix před filtrem, jedna nebo druhá vlna (jako u většiny nastavení na Semblance, i tady je nula ve středové poloze potenciometru síly signálu a pravá polovina reguluje něco jiného než levá) u obou oscilátorů, šum nebo externí signál.
Výsledek jde do LP/BP/HP/Notch 12dB VCF s rezonancí. Filtr má značný vliv na charakter zvuku, jeho rezonance je výborně znějící a přidávání nezeslabuje signál. Díky 12dB zdvihu ale nedovede samooscilaci, jako další zvukový zdroj filtr použít nelze. Trochu se sice snaží, ale marně;) U Notch módu Cutoff ovládá frekvenci spodního ořezání, horní oříznutí je vyvedeno na samostatném potenciometru. Modulovat se filtr dá pozitivně/negativně obálkou, LFO, externím vstupem, VCO2 a výstupy z CV převodníku - ladění nebo přiřaditelný kontroler.
VCA lze ovládat obálkou, gatem, obálkou + CV2 nebo nechat stále otevřené.
Z modulátorů máme k dispozici dvě ADR obálky a LFO (čtverec, trohúhelník, sample&hold a externí vstup). Obálky jsou velmi rychlé, LFO končí někde kolem 20Hz, nezaashuje do slyšitelného pásma.
Všechno dohromady funguje velmi efektivně, rychle se dá dosáhnout požadovaných výstupů a práce se zvukem je hodně zábavná. Semblance není vyloženě bass-killer, silou jsou spíš středové leady, krátké perkusivní zvuky. Měkčí basu ale samozřejmě získat lze, kvalita zvuku je obecně velmi vysoko.

Úpravy

Ale samozřejmě nepostavím jen "obyčejný" polySemblance. To chce něco navíc. Kus inspirace poskytl následník Semblance, modulární Telemark. Modulární matrici to chce. A ještě dva suboscilátory, jeden na oscilátor a ring modulátor mezi nimi. A protože výsledný produkt bude obsahovat 4x Semblance, tak všechno 4x...;)

Začala fáze přemýšlení, výroby plošných spojů, pájení, hledání bodů, které je vhodné dát do modulárních vstupů/výstupů. Nakonec to jsou všechny, které mohou něco ovlivňovat, případně mohou poskytnout efektivní signál pro další zpracování:

MIDI: OUT: gate, CV1, 2x CV2

VCO: OUT: saw, sqr, sync out, IN: CV1 (předzapojeno k midi převodníku), ext1/2, sync in, pwm.

VCF: OUT: lp, hp, bp, notch; IN: CV1 (předzapojeno k midi převodníku), CV2 (předzapojeno k midi převodníku), ext3

Mix: IN: ext4, direct in

VCA: IN: CV2 (předzapojeno k midi převodníku), direct in

LFO: OUT: sqr, tri, s&h; IN: CV2 (předzapojeno k midi převodníku)

EG: OUT: celkový výstup; IN: gate (předzapojeno k midi převodníku)

RM: OUT: celkový výstup; IN: in A (předzapojeno k saw VCO1), in B (předzapojeno k saw VCO2)

Sub: OUT: výstup :2, :4, :8 (u druhého sub); IN: vstup ((předzapojeno k sqr VCO1/2)

3x multimatrice pro každý modul

Některé vstupy jsou předzapojeny, viz popis výše, tam jsem použil patice s rozepínacím kontaktem. Ve výsledku tak není nutné nechat se ovládat původním signálovým schématem, ačkoliv určitá semimodulární koncepce přetrvává. Ještě ad patice - na tom se nedá šetřit. Čínské šmejdy z GESu jsem pracně nahrazoval výrazně lepšími/dražšími z Farnellu, jinak rozepínání fungovalo jednou, dvakrát.... a pak už ne.

Suboscilátory jsou na bázi cmosů 4024, ring modulátor používá tradiční zapojení s LM1496. První sub má přepínání o oktávu nebo dvě níž, druhý také, ale ještě bude vyveden výstup o tři níže, pro použítí jako modulátor třeba někdy někde.

Výstupní mix je postaven jako replika zapojení z Oberheimu 4Voice s možností panorámování každého modulu, přidána je funkce mutování signálu, resp. solo vybraného modulu (to se ukázalo být jako nutnost po prvním otestování - je potřeba mít rychle přehled, co který modul hraje). Jako opamp jsem použil moje oblíbené NE5532 (původně použitým 741 neholduji;). Výstup je stereofonní v podobě nízko a vysokonapěťové, ta druhá utáhne také sluchátka.

MIDI je realizováno na bázi Midiboxu CV s modulem AOUT_NG, osazeným 12bit 8mi kanálovým převodníkem TLV5630IDW. 4 kanály slouží pro ladění (CV1), 4 kanály jako modulátor (CV2) a 4x gate spíná obálky konkrétních modulů. Software Midiboxu dovede polyfonní režim, monofonní režim a všechno mezi tím, je možné například vytvořit konfiguraci 3násobný polymode a k tomu jeden solo synth atd. Nativní zapojení má minimální výstupní napětí 0V, což se ukázalo u Semblance oscilátoru jako nedostatečné, je potřeba jej posunout o 2V níž, k čemuž lze s výhodou použít dvouvoltovou referenci z převodníku. Gate se dá ovládat také manuálně u každého modulu, k ladění/testování není potřeba mít MIDI zdroj.

Vestavěné napájecí zdroje jsou dva a každý s vlastním transformátorem; lineární nízkošumový s LM317/LM337 +/- 12V pro analogovou část a 5 V s 7805 pro digitální část (midipřevodník).

Case

A teď krabici;) V regionu jsem oslovil 20 firem, odpověděla zpět čtvrtina a všichni se zájmem negativním. Pro příště mají smůlu. Nakonec kolega Autiolab z jižních Čech zvládl výrobu zrealizovat; je to 1,5mm ocelový plech, vypalovaný na CNC a nabarvený práškovou vypalovací barvou. Samotná case je veliká 110 x 35 x 15 cm, váží 11kg, ani se nehne, žádné prohýbání se nekoná, o což šlo hlavně. Popisky jsou průmyslová samolepící průhledná fólie, potištěná na barevném laseru. Vypadá to dobře a trvanlivost mám vyzkoušenou z jiných projektů. Barvy bloků v modulární matrici korespondují s barvami čepiček potenciometrů jednotlivých bloků, díky tomu je orientace v nastavení snazší. Čepičky jsou z eBay z Číny, trochu byl sice problém sehnat stejný tvar v tolika barvách, nakonec to ale vyšlo;)

Montáž

Jednotlivé plošné spoje (je jich 18), jsou přimontovány ke krabici na distančních mezikusech. Pomocí nich je přenášena země do jednotlivých modulů Semblance. Při osazení jsem dával pozor na oddělení napájecí, analogové a digitální části, mezi jednotlivými bloky jsou uzemněné příčky, znesnadňující pronikání signál. To se ukázalo být jako účinné, výsledný odstup signál/šum je 78dB.
Bál jsem se rozlaďování modulů (nejen) od sebe, ovšem Semblance je velmi dobře postaven, drží stabilně v rozsahu cca sedmi oktáv.

Zvukový zážitek

A jak to hraje? Dojem si udělá každý z ukázek sám, ale skromně myslím, že skvěle. Monozvuky, kdy je k dispozici baterie 8 oscilátorů, čtyř filtrů a dalších modulů, jsou různorodé, přirozeně nesmlouvavě silné. Díky matrici se dá synchronizovat LFO, případně u sync zvuků mít jako master jeden z nich a zbytek jako slave s různým rozladěním. Sync zní také jinak, když se použije jako master trojúhelník nebo modulovaný čtverec místo dedikovaného synchronizačního výstupu. Tím to ale jen začíná, omezení čeká až hodně, hodně daleko. Porozumění s modulárním systémem je ok, třeba Doepfer WASP filter nebo 3x Triple Resonance Filter sedí k semblance perfektně (méně už třeba filtry na bázi CEM3320).
S polyzvuky je dost práce, každý parametr se musí nastavit 4x, aby hlasy hrály stejně, ale stojí to za to, výsledek není nijak charakterově ošizený a SEM filtr se ukázal jako vhodný k polyfonnímu použití. Pravděpodobně bude problematičtější jej usadit v mixu, ale což, lepší je ořezat než uměle vytvářet něco neexistujícího;)
Takže veliká spokojenost. Trochu risk na začátku vyšel, stavba mě bavila a podobně hrající polyvěc ve studiu nemám. K poslechu je níže spousta ukázek, těším se na vaše názory!;)

English summary

This spring I had a chance to buy few SEMblance motherboard from Analogue Solutions. As a very satisfied long-time user of classic SEMblance, decision to build polyphonic version was very easy and quick;) But added something more was neccessary...:
This 4voice SEMblance version boast with modulation matrix, ring modulator and two suboscillators per every of 4 SEMblance modules. MIDI interface is based on Midibox CV with 8channel 12bit DA converter with polymode, output amplifier is exact copy of Oberheim 4Voice with mute/solo circuit on every channels (I realized how important this is for tuning each module). Power source is build-in and there are two transformers with converters - lownoise linear for analogue parts and normal for digital parts.
Case is made from 1,5mm steel, it is heavy but strong enough to hold every of 18 PCBs inside. Metal case helps to prevent crosstalk, final s/s ration is about 78dB. And I was affraid of detuning voices, but result is ok, much better than I expected and better than by my other analog synths - Tom Carpenter's SEMblance is designed very well.
Modulation matrix brings new possibilites, new sounds - it is fun to synchronize all of oscillators with the first one, use :8 signal from suboscillator like modulator or chain modules between themselves. Compatibility with modular systems is also good - for example Doepfer WASP filter fits very well to character of SEM's oscillators (much more than CEM3020 based filters).
After all everybody can hear my Beast on links below, I'm looking forward to your opinions!;)

Demo monophonic:

direct recording to upgraded Behringer ADA8000 > Logic Pro 9.1 > SoundForgeOSX 1.0. No FX, no edit.

• arpeggio perfomance with 2 modules (2:28, 5,64 MB)
  
  
• arpeggio modulated performance with 4 modules (2:34, 5,90 MB)
  
  
• bass stereo sweep and tuned filtered lead (0:56, 2,15 MB)
  
  
• game with dynamics - ring modulator, BPF, outtune (3:36, 8,27 MB)
  
  

Demo polyphonic:

direct recording to upgraded Behringer ADA8000 > Logic Pro 9.1 > SoundForgeOSX 1.0. No FX, no edit.

• classic analog era - fast sweep, HPF strings... (2:46, 6,38 MB)
  
  
• classic analog era - dark strings (3:19, 7,62 MB)
  
  
• sync pads, s&h pads (3:08, 7,19 MB)
  
  
• short lead, RM sounds, FX (2:32, 5,81 MB)
  
  
• saw pads with MAM RS3 (4:33, 10,4 MB)

MAM RS3 je vaktorová rezonátorová filtr banka, designovaná Jürgenem Haiblem zpětným engineeringem podle Korg PS série. Obsahuje 3x BPF, 2x LFO a obálku se sledovačem signálu. Lze ji také ovládat externím CV signálem, vstup je mono a výstup je stereofonní (každý filtr je směrovaný na jiné místo). Velmi zvláštní věc, dovede parádní sférické pady.

Fotogalerie ze stavby

> > > > >