A-104 Trautonium Formant Filter

Das Modul ist inspiriert von Friedrich Trautweins Trautonium, einem Vorläufer des heutigen Synthesizers. Das Trautonium wurde insbesondere bekannt durch die Arbeiten von Oskar Sala, der damit u.a. die Filmmusik zu Hitchcocks »Die Vögel« produziert hatte. Aber auch andere Komponisten des 20. Jahrhunderts haben für das Trautonium komponiert, wie etwa Paul Hindemith.

Im Prinzip besteht das Trautonium-Filter aus 4 parallel zueinander geschalteten Filtern, die jeweils manuell zwischen Bandpass und Tiefpass umgeschaltet werden können. Apropos manuell: Auch die Eckfrequenzen und die Resonanzen der Filter sind hier ausschließlich manuell zu bedienen, es gibt keine Eingänge für Steuerspannungen. Das ist natürlich »historisch korrekt«, aber trotzdem etwas schade innerhalb eines ansonsten weitestgehend spannungssteuerbaren Systems. Allerdings entschädigt das Filter durch einen Klang, der beim Erreichen der Sättigung sehr „sämig“ und höchst angenehm in eine überaus harmonische Übersteuerung geht.

Bedienelemente

Eingänge:

  1. Audio Input: Audioeingang.

Ausgänge:

  1. Audio Output: Audioausgang für das gefilterte Signal.

Regler / Schalter:

  1. Input Level: Abschwächer für den Audioeingang.
  2. Frequency (4 Regler): Eckfrequenzen der 4 Filter.
  3. Resonance (4 Regler): Resonanzen der 4 Filter.
  4. Mode (4 Schalter): Umschaltung zwischen Bandpass- (»Band«) und Tiefpass- (»Low«) Betriebsarten der 4 Filter. In Mittelstellung des dreistufigen Schalters wird das Filter ausgeschaltet.
  5. Level (4 Regler): Regler zum Mischen der Anteile der 4 parallel geschalteten Filter am Ausgangssignal.

Ein Trautonium wird nachgebaut

Der Standardeinsatzzweck eines Trautonium-Filters ist – wer hätte das gedacht – in einem Trautonium. Doepfer bietet alle Komponenten an, um sich ein voll funktionsfähiges Trautonium nachzubauen.

Im Vergleich zu den Originalen ist lediglich die Steuerung der Tonhöhe über das Manual nicht so feinfühlig gelungen. Beim Original wird eine Metallsaite in einer mechanisch sehr aufwändigen Konstruktion verwendet, der mögliche Andruck-Weg beträgt dabei mehrere Zentimeter. Im Rahmen einer butgetfreundlichen (und zudem wartungsfreundlichen!) Produktion ist so etwas wohl nicht realisierbar. Dafür lässt sich das Doepfer-Trautonium wunderbar modular erweitern und verändern, beim Original geht das natürlich nicht.

Ein umfangreich ausgestatteter Nachbau eines Trautoniums. Das System hat Platz auf 2 x 84 TE (z.B. Doepfer P6-Koffer).

Eingesetzte Module

Reihe oben: A-198 (8 TE), A-180 (4 TE), A-156 (8 TE), A-162 (8 TE), A-185-2 (6 TE), A-110 (10 TE), A-111-1 (14 TE), A-113 (26 TE).

Reihe unten: A-177-2 (4 TE), A-143-1 (28 TE), A-118 (8 TE), A-138 (8 TE), A-104 (20 TE), A-132-3 (8 TE), A-199 (8 TE).

Klangbeispiele

Setup: 3 A-110 VCOs (Sawtooth in Oktavabständen) werden von einem Arpeggiator gesteuert, gemischt und in das A-104 Filter geleitet. Der Filter-Ausgang geht in einen A-131 VCA, der über einen A-140 ADSR ebenfalls vom Arpeggiator gesteuert wird.

Mangels Spannungssteuerung werden sämtliche Veränderungen im Filter manuell durchgeführt. Bei den ersten 3 Beispielen ist der Input level auf „5“ eingestellt, eine Verzerrung findet dabei nur in geringem Umfang statt. Bei den darauf folgenden Beispielen ist der Input level auf „10“ gestellt und zeigt sehr schön die klanglichen Veränderungen durch die sehr harmonische Übersteuerung des Filters.

Filtersweep mit einem einzelnen Bandpass-Filter, keine Resonanz, „Input Level“ auf 5.
Filtersweep mit einem einzelnen Tiefpass-Filter, keine Resonanz, „Input Level“ auf 5.
Die 4 Filtereinheiten sind auf verschiedene Eckfrequenzen fest eingestellt und werden unsystematisch auf Bandpass, Tiefpass oder „aus“ gestellt, „Input Level“ auf 5.
Die 4 Filtereinheiten sind alle auf Bandpass gestellt, Eckfrequenzen und Resonanz werden unsystematisch manipuliert, „Input Level“ auf 10.
Die 4 Filtereinheiten sind alle auf Tiefpass gestellt, Eckfrequenzen und Resonanz werden unsystematisch manipuliert, „Input Level“ auf 10.
Die 4 Filtereinheiten werden alle unsystematisch in den Filtermodi (BP/LP), Eckfrequenzen und Resonanz manipuliert, „Input Level“ auf 10.

Alternative: A-127

Ein möglicher Ersatz für das Trautonium-Filter ist das A-127 Triple Resonance Filter: Es hat zwar nur drei parallel geschaltete Filter, hat dafür aber für jedes Filter einen Steuerspannungseingang und einen eingebauten Modulations-LFO. Im Originalzustand kann das Filter nur über Jumper auf der Platine zwischen Band- und Tiefpass umgestellt werden, mit den Breakout-Modul A-127-BOM stehen aber alle Betriebsarten (plus Hochpass und Notch!) für alle drei Filterstufen separat zur Verfügung.

A-101-1 Vactrol Multitype Input VCF

Das Vactrol Filter hat mehrere Besonderheiten. Am auffälligsten: Für jede der Betriebsarten Lowpass, Bandpass und Highpass existiert ein separater Eingang. Damit lassen sich mehrere ganz unterschiedliche Klangquellen in einem einzigen Filter auch unterschiedlich behandeln. Lediglich die Eckfrequenz und die Resonanz (und deren Steuerung) sind gemeinsam. Wem das zu viel ist: Die »BP«- und »HP«-Buchsen sind auf die »LP«-Buchse normalisiert, d.h. wenn nur ein Stecker im »LP« steckt, wird das Signal auf die beiden anderen Eingänge verteilt.

Die Schaltung ist angelehnt an das Filter des „Synthacon“-Synthesizers der Firma Steiner-Parker, der zwischen 1975 und 1979 gebaut wurde. An Stelle der im Original verwendeten Dioden werden hier allerdings sogenannte „Vactrols“ eingesetzt.

Damit wären wir schon bei einer weiteren Besonderheit: Vactrols. Ein Vactrol ist ein Photowiderstand, der in einer lichtdichten kleinen Kapsel mit einer Leuchtdiode verbunden ist. Je helleres Licht die LED ausgibt, desto geringer wird der Widerstand des Vactrols. Vactrols können ohne Verzerrung sehr weit ausgesteuert werden, sind aber relativ träge (d.h. reagieren langsam auf veränderte Steuerspannungen!) und haben keine eindeutige Kennlinie: das macht Schaltungen mit Vactrols klanglich sehr interessant, weil sie oft »weich« im Klang, aber auch ein wenig unberechenbar im Verhalten sind.

Bedienelemente

Eingänge:

  1. CVF In 1: Steuerspannungseingang für die Eckfrequenz (ohne Abschwächer).
  2. CVF In2: Steuerspannungseingang für die Eckfrequenz (mit Abschwächer).
  3. CVF In 3: Steuerspannungseingang für die Eckfrequenz (mit Abschwächer).
  4. CVQ In 1: Steuerspannungseingang für die Resonanz des Filters (ohne Abschwächer).
  5. CVQ In 2: Steuerspannungseingang für die Resonanz des Filters (mit Abschwächer).
  6. LP In: Audioeingang für das Lowpassfilter.
  7. BP In: Audioeingang für das Bandpassfilter. Wenn an dieser Schalt­buchse kein Stecker anliegt, wird das Eingangssignal von »LP In« verwendet.
  8. HP In: Audioeingang für das Highpassfilter. Wenn an dieser Schaltbuchse kein Stecker anliegt, wird das Eingangssignal von »LP In« (bzw. das von »BP In«) verwendet.

Ausgänge:

  1. Out1: Audioausgang des Filters.
  2. Out2: Resonanz-kompensierter Audioausgang des Filters. Bei höherer Resonanz / Selbstoszillation steigt normalerweise der gesamte Ausgangspegel eines Filters. Hier wird das Ausgangssignal entsprechend der Resonanz-Einstellung (Regler bzw. Steuerspannung) abgeschwächt.

Regler / Schalter:

  1. Frequ.: Regler für die Eckfrequenz (betrifft alle Filtermodi gleichzeitig).
  2. CVF2: Abschwächer für den Steuerspannungseingang »CVF In 2«.
  3. CVF3: Abschwächer für den Steuerspannungseingang »CVF In 3«.
  4. Emph: Regler für die Resonanz (Eigenschwingung) des Filters.
  5. CVQ2: Abschwächer für den Steuerspannungseingang »CVQ In 2«.
  6. LP: Abschwächer für den Audio­eingang »LP In«.
  7. BP: Abschwächer für den Audio­eingang »BP In« bzw. alternativ dazu für den Audioanteil aus »LP In«, der in das Bandpass-Filter geleitet wird.
  8. HP: Abschwächer für den Audio­eingang »HP In« bzw. alternativ dazu für den Audioanteil aus »LP In« (oder aus »BP In«), der in das Highpass-Filter geleitet wird.

Verschiedene Oktavlagen für die Eingangssignale

Mehrere unterschiedliche Klangquellen in den Filter-Eingängen bieten ungewöhnliche Gestaltungsmöglichkeiten: Versuchen Sie doch einmal drei Oszillatoren an den Eingängen:

  • »LP In« 2 Oktaven nach oben transponiert,
  • »BP In« in mittlerer Stimmung und
  • »HP In« 2 Oktaven nach unten transponiert.

Ein vollständiges Durchfahren der Eckfrequenz ergibt nun ein extrem breites Klangspektrum (besonders eindrucksvoll mit etwas höherer Filterresonanz).

3 A-110 VCOs als Eingangssignale für das A-101-1 Vactrol Filter.

Notchfilter

Ein Notchfilter (d.h. Kerbe im Frequenzgang) erhalten Sie, wenn alle drei Eingangs-Abschwächer auf die gleichen Werte eingestellt sind und nur der Eingang »LP In « benutzt wird.

Der Grund liegt darin, dass die drei Eingänge normalisiert sind, d.h. das Eingangssignal aus „LP In“ wird auch in „BP In“ und in „HP In“ verwendet. Wenn nur auf „LP In“ ein Stecker steckt, aber alle drei Eingangs-Abschwächer gleich weit aufgedreht sind, entsteht als Mischung der drei Filtertypen ein Notchfilter.

Verhalten im Bassbereich

Das Filter reagiert auch bei höherer Resonanz nicht mit einer Absenkung der Bassanteile des Eingangsmaterials! (Ausgang »Out1« verwenden)

Bedingt durch die Trägheit der Steuerung mittels Vactrols ist das Filter allerdings für typische »elektronische Bassdrums« nicht wirklich geeignet – der Verlauf der Eckfrequenz »schnappt« einfach nicht schnell genug. »Elektronische Tomtoms« (der typische Simmons-Sound) sind mit dem A-101-1 allerdings sehr schön realisierbar.

Verschiedene A-101-1 werden aufgrund der Bauteiltoleranzen der Vactrols auch unterschiedlich klingen. Mein A-101-1 zeigt z.B. keinerlei Verzerrung der Eingangsstufe (auch bei Abschwächer = 10).

Stark verzerrte Eigenresonanz

Lassen Sie sich von meiner Vactrol-Prosa nicht täuschen: Das Attribut »weich und verzerrungsarm« gilt ganz sicher nicht für die Selbstoszillation des Filters! Bereits kurz nach dem Einsetzen der Eigenschwingung beginnt das Sinussignal zu clippen und geht später in ein angenähertes Rechtecksignal über. In Kombination mit den Audioeingängen ergibt das recht wilde und »böse« Filterklänge, die z.B. sehr weit über das Verhalten eines A-124 Wasp Filters hinausgehen.

Klangbeispiele

Drei A-110 VCOs werden von einem A-155 Sequencer gesteuert, gemischt und dienen als Input für den A-101-1. Der Filter wird von der Steuerspannung für die Tonhöhe der VCOs moduliert, sowie von einem A-140 ADSR und einem LFO (langsame Dreieckswelle). Als Ausgang wird der Resonanz-kompensierte Out 2 verwendet.

Ich fange nur mit Lowpass Input an, blende über zu Bandpass und dann zum Hochpass. Die Resonanz wird manuell erhöht und wir können die ziemlich plötzlich einsetzende und sehr intensive Resonanz des Filters hören. So etwas kann für Special Effects, Bassdrums usw. nützlich sein. Etwas später wird die LFO-Frequenz bis in den Audiobereich erhöht (ca. 4-5 kHz): aber da das Filter mit trägen Vactrols arbeitet, folgt es der Modulationsfrequenz nicht allzu weit. Filter-FM im Audiobereich ist also nicht möglich.

Technische Daten

Breite 16 TE
Tiefe 50 mm
Strombedarf 30 mA (+12V) / -30 mA (-12V)