A-149-1 Quantized/Stored Random Voltages

Der A-149-1 Quantized / Stored Random Voltages ist ein üppig ausgestatteter Zufallsgenerator, der sich an den Buchla-Modulen 265 und 266 orientiert.

Es gibt zwei unterschiedliche Teilmodule:

Quantized Random Voltages stellt Zufallsspannungen bereit, deren Höhe sich innerhalb eines „Rasters“, einer Quantisierung bewegt. Das sind dann Abstände von 1 V beim Ausgang „n+1“ und Abstände von 1/12 V beim Ausgang 2n. So etwas ist beim Ansteuern von VCOs sehr praktisch, da 1 V als Steuerspannung einen Oktavabstand, 1/12 V einen Halbtonabstand bewirkt.

Das zweite Teilmodul, Stored Random Voltages kann 256 verschiedene Spannungswerte erzeugen, deren Verteilung manipuliert werden kann – z.B. eine Häufung kleiner Werte, alle 256 Werte sind gleich wahrscheinlich usw.

Bedienelemente

Eingänge:

  1. CV N In: Steuerspannung für die Anzahl Rasterungen „N“ (oberes Teil­modul).
  2. Clk In: Clock-Eingang zum Triggern der nächsten Zufallsspannung (oberes Teilmodul). Legen Sie hier das Rechtecksignal eines LFOs oder Sequencers etc. an.
  3. CV D In: Steuerspannung für die Form der Zufallsverteilung (unteres Teilmodul).
  4. Clk In: Clock-Eingang zum Triggern der nächsten Zufallsspannung (unteres Teilmodul). Auch hier: LFO oder Sequencer als Trigger-Quelle.

Ausgänge:

  1. n+1: Je nach Reglerstellung von „Man N“ werden hier zufällig N+1 verschiedene Spannungen im 1 V-Raster erzeugt.
  2. 2n: Je nach Reglerstellung von „Man N“ werden hier zufällig 2 hoch N verschiedene Spannungen im 1/12 V-Raster erzeugt.
  3. Gleichverteilte Spannung: Ausgabe von zufälligen Spannungen, deren Höhe gleichverteilt ist (d.h. jeder Spannungswert hat die gleiche Chance „dranzukommen“).
  4. Spannung mit einstellbarer Verteilung: Hier lässt sich über die Einstellung der Verteilung (Regler „Distribution“) eine Verschiebung der Wahrscheinlichkeiten für tiefe oder höhere Spannungen erzielen.

Regler / Schalter:

  1. CV N: Abschwächer für die Steuerspannung an „CV N In“ (oberes Teilmodul).
  2. Man N: Manueller Regler für „N“ mit Einfluss auf die Anzahl verschiedener Spannungswerte, die das obere Teil­modul erzeugen kann.
  3. CV D: Abschwächer für die Steuerspannung an „CV D In“ (unteres Teilmodul).
  4. Man D: Manueller Regler für die Form der Verteilung am unteren Ausgang des Teilmoduls.

Steuerung des Tonumfangs

Mit „Quantized Random Voltages“ können zufällige Tonfolgen erzeugt werden, deren Tonumfang über den Parameter „N“ fein steuerbar ist. N kann Werte zwischen 1 und 6 annehmen. Die Anzahl möglicher Oktaven beim Ausgang „n+1“ liegt damit zwischen 2 (N=1) und 7 Oktaven (N=6). Für die Halbtonschritte aus dem Ausgang 2n gilt:

N: Tonumfang:
1 2 Halbtöne
2 4 Halbtöne
3 8 Halbtöne
4 16 Halbtöne
5 32 Halbtöne
6 64 Halbtöne

Glättung mit einem Slew Limiter

Bei Modulation der Eckfrequenz eines Filters könnte man eine langsame Taktfrequenz wählen, zur Glättung einen Slew Limiter nachschalten und über die Modulation der Verteilung die Wahrscheinlichkeit für geöffnetes oder geschlossenes Filter manipulieren.

Ein A-105 wird durch Zufallsspannungen aus dem A-149-2 gesteuert. Ein A-170 Slew Limiter sorgt für „Glättung“.

Synchronisation

Über den Eingang »Clk In« lässt sich die Erzeugung der Zufallsspannungen gut mit einem Sequencer o.Ä. synchronisieren.

Ein A-155 Sequencer erzeugt das „Raster“ für zufällige Gatesignale aus dem A-149-1.

Auch „Stored Random Voltages“ lässt sich über einen unabhängig arbeitenden „Clk In“-Eingang synchronisieren, liefert aber feiner aufgelöste Zufallsspannungen im Bereich von 0 V bis +5 V: 256 verschiedene Zustände im Vergleich zu den maximal 64 verschiedenen Zuständen bei den „Quantized Random Voltages“. Auch das lässt sich für interessante mikrotonale Zufallsmelodien einsetzen, die Unterscheidung der auf diese Weise erzeugten Achtelton-Intervalle wird aber nicht jedem leicht fallen.

A-149-1 Quantized / Stored Random Voltages als Rauschgenerator

Das Modul A-149-1 ist eigentlich ein Zufallsgenerator für Steuerspannungen: Zwei Teilmodule erzeugen Zufallsspannungen innerhalb von Quantisierungsrastern oder gemäß einer grob einstellbaren Verteilung. Da beide Teilmodule mit einer externen Clock gesteuert werden müssen, lassen sie sich natürlich mit entsprechend hoch getakteter Clock ebenso auch für die Erzeugung weiterer sehr interessanter Spielarten des Rauschens einsetzen.

Teilmodul Quantized Random Voltages:

Zur Erzeugung von Rauschen im Audiobereich legen Sie am oberen Eingang „Clk In“ das Rechtecksignal eines schnellen LFOs oder eines VCOs (in den folgenden Beispielen ein A-110) an. Neue Zufallsspannungen werden nur bei Anliegen eines Triggersignals erzeugt.

Das Rauschen am Ausgang „n+1“ wird aus N+1 verschiedenen Spannungswerten in zufälliger Abfolge gebildet und klingt ein wenig wie „Modem-Datenübertragung“. Höhere Werte von N – manuell über den Regler „Man N“ oder über Steuer­spannung geben dem Rauschen mehr Tiefe und Vielschichtigkeit. Alle Klangbeispiele hier mit maximalem N, aber variierter Taktfrequenz:

Das Rauschen am Ausgang 2n wird aus 2 hoch N verschiedenen Spannungswerten in zufälliger Abfolge gebildet. Höhere Werte von N wirken sich hier aber nicht mehr klanglich, sondern nur auf die Amplitude aus. Über diesen Ausgang kann bei hoher Taktfrequenz eine Art „weißes Rauschen mit Artefakten“ erzeugt werden, es gibt immer eine Art Aliasing-Geräusch dabei. Sehr schön, wenn es mal „Lo-Fi“ / 8bittig sein soll:

Teilmodul Stored Random Voltages:

Auch für den Eingang »Clk In« dieses Teil­moduls benötigen Sie eine schnelle Trigger-Quelle, um Rauschen im Audiobereich zu erzeugen. Wir verwenden wieder unseren A-110.

Das Rauschen am Ausgang der zufälligen Gleichverteilung ähnelt dem „2n– Rauschen“:

Bei der einstellbaren Verteilung lässt sich noch ein wenig »Körnigkeit« erzeugen – ebenfalls im Klang sehr digital und etwas »kaputt«. Der zur Steuerung verwendete A-110-VCO ist in diesem Beispiel 2 Oktaven höher gestimmt, als bei den anderen Beispielen, die Form der Zufallsverteilung wird während der größten Steuerfrequenz variiert (von Mittelstellung des Reglers zunächst gegen den Uhrzeigersinn bis zum Anschlag, dann im Uhrzeigersinn bis zum Anschlag und danach wieder zur Mitte).

Technische Daten

Breite 12 TE
Tiefe 60 mm
Strombedarf 40 mA (+12V) / -10 mA (-12V)

A-118 Noise + Random Volt.

Wie der A-117 Digital Noise ist auch der A-118 ein Zufallsgenerator, arbeitet aber nicht mit rückgekoppelten Schieberegistern, sondern mit dem „natürlichen“ Rauschen von Transistoren und erzeugt dadurch ein ganz typisches „Synthesizer“-Rauschen.

Dieter Döpfer hat mir einmal erklärt, dass aufgrund der Bauteiltoleranzen dieser Transistoren jeder A-118 etwas anders klingt – spannend!

Bei vielen Synthesizern und Noise-Modulen stößt man auf den Versuch, die Charakteristik des Rauschens mit Farben auszudrücken. Ein „weißes“ Rauschen enthält theoretisch (aber selten in realen Systemen) alle Frequenzbestandteile in gleicher Amplitude. Daneben wird vorgefiltertes Rauschen in verschiedenen Farbvariationen angeboten: „Rotes“ Rauschen, das weniger Höhenanteile aufweist, „blaues“ Rauschen, das weniger Bassanteile aufweist.

Wie der A-117 (der zusätzlich noch die metallisch wirkenden Cymbals- und Cowbell-Klänge à la TR 808 beherrscht) hat auch der A-118 noch eine sehr nützliche Zusatzfunktion: Eine sich zufällig ändernde Spannung mit vergleichsweise niedriger Frequenz. Die Geschwindigkeit der Änderungen und die Amplitude sind einstellbar.

Neben weißem Rauschen lässt sich mit dem A-188 sehr variables farbiges Rauschen erzeugen:

Weißes Rauschens (Ausgang „White“) aus einem A-118. Das Spektrum wird hier und in den folgenden Abbildungen zwischen etwa 20 Hz und 20 kHz angezeigt.
Farbiges Rauschen (Ausgang „Colored“) bei den Reglerstellungen Red=“0″ und „Blue=“0“.
Farbiges (rotes) Rauschen bei den Reglerstellungen Red=“10″ und Blue=“0″.
Farbiges (blaues) Rauschen bei den Reglerstellungen Red=“0″ und Blue=“10″.

Bedienelemente

Eingänge

Das Modul besitzt keine Eingänge.

Ausgänge:

  1. White gibt das weiße Rauschen aus. Die Einstellung der Regler hat auf den Klang keinen Einfluss.
  2. Colored gibt ein eingefärbtes Rauschen aus, bei dem man über die Regler „Red“ und „Blue“ die tiefen und hohen Frequenzanteile justieren kann.
  3. Random Output gibt eine Zufallsspannung aus – mit Frequenzen meist unterhalb der Hörgrenze. Zwei Kontroll-LEDs zeigen die aktuelle Spannung an. Form und Verlauf der Zufallsspannung werden von „Rate“ und „Level“ (siehe weiter unten), aber auch von den Reglern „Red“ und „Blue“ beeinflusst, da die Spannung vom farbigen Rauschen abgeleitet wird.

Regler / Schalter:

  1. Blue regelt den Anteil hoher Frequenzen am Ausgang „Colored“.
  2. Red regelt den Anteil tiefer Frequenzen am Ausgang „Colored“.
  3. Rate regelt die Periodendauer der Zufallsspannung am Ausgang „Random Output“. Etwas gegen die Intuition bedeutet 0= schnell und 10=langsam. Nur bei kleiner Rate klingt die die Zufallsspannung wie ein typisches Rauschen, danach werden zunehmend Einzelimpulse als Knackser hörbar.
  4. Level regelt die Amplitude der Zufallsspannung.

„Angerauchtes“

Rauschen eignet sich wunderbar als Beimengung für Sounds, die „leicht kratzig“ oder „rauchig“ klingen sollen. Snaredrums oder auch der perkussive „Anschlag“ anderer Drumsounds sind ohne Rauschen nicht vorstellbar.

Rauschen als Modulationsquelle

Neben dem Beimischen von Rauschen zu VCOs gibt es noch weitere einfache Möglichkeiten, einen Klang mit dem A-118 etwas „anzurauen“, etwa durch Modulation der VCO-Tonhöhe oder Eckfrequenz von Filtern:

Der Rauschgenerator A-118 moduliert die Frequenz des A-110 VCOs und erzeugt damit ein (je nach Einstellung mehr oder weniger intensives) „Anschmutzen“ der Tonhöhe.
Beinahe identischer Patch, aber hier moduliert der Rauschgenerator das Filter und erzeugt etwas „Unruhe bei den Obertönen“.

„Random Out“ als Geräuschquelle

Auch wenn der Random Output eigentlich als Lieferant zufälliger Steuerspannungen gedacht ist, kann er doch eine nette Variante zum Thema „Rauschen“ liefern:

Der Einfluss von „Blue“ und „Red“ auf die Zufallsspannung wurde bereits bei der Beschreibung der Ausgänge des Moduls kurz erwähnt. Der Regler „Blue“ liefert nur bei extrem kleinen „Rate“ Einstellungen ein hörbares zusätzliches „Oberlicht“ auf dem Rauschen, aber ab einer „Rate“-Stellung von etwa 1 kann er vernachlässigt werden. Umso mehr beeinflusst das Ausmaß von „Red“, was wir zu hören bekommen. Mit zunehmendem „Rotanteil fängt das tieffrequente Rauschen an zu stottern und wird immer wieder von Impulsen (als Knackser deutlich hörbar) unterbrochen. Wenn der „Rate“-Regler dann von 0 nach oben gedreht wird, glätten sich die Knackser, das Frequenzspektrum wird insgesamt noch tiefer, bis schließlich ein kaum mehr hörbares Signal übrigbleibt.

Das Rauschen aus dem Random Output ist vergleichsweise gedämpft und weich, der Einfluss von „Red“ und „Blue“ ist etwas höher als beim normalen „Colored“-Ausgang:

Rauschen aus dem „Random Output“ des A-118. Rate = „0“, Red=“0″, Blue=“0″.
Rauschen aus dem „Random Output“ des A-118. Rate = „0“, Red=“0″, Blue=“10″.
Rauschen aus dem „Random Output“ des A-118. Rate = „0“, Red=“10″, Blue=“0″.

Achtung: Je nach Aufnahme-Equipment werden unter Umständen auch noch extrem tieffrequente Signale aufgezeichnet und können dann zu Problemen bei Abmischung, Kompression usw. der Aufnahme führen. Wir hören zwar nichts, aber es gibt doch ein Signal, das ggf. zu Verzerrungen führen kann. Machen Sie im Zweifel eine Probeaufnahme und kontrollieren Sie grafisch – die meisten Aufnahmeprogramme bieten eine solche Option an, ob sich da noch ein „Ton“ von vielleicht 1-2 Hz befindet.

Steuerspannungen mit dem A-118

Sowohl das Modul A-117 als auch A-118 sind nicht nur praktische Klangerzeuger für „Geräuschhaftes“, sondern können auch zufällige Steuerspannungen erzeugen. Beim A-118 erhalten wir eine zufällig schwankende Spannung, die für kontinuierliche Steuerungsaufgaben geeignet ist.

Klangbeispiele

Weißes Rauschen aus dem A-118:

Farbiges Rauschen (Ausgang „Colored“) aus dem A-118. Zunächst ohne rotes und blaues Rauschen, dann wird der „blaue“ Anteil erhöht und wieder auf 0 reduziert, danach Erhöhung und Zurücknehmen des „roten“ Anteils, schließlich gleichzeitige Erhöhung von „blauem“ und „rotem“ Rauschen und wieder zurück auf 0 für beides:

Gleiches mit dem „Random Output“, Rate ist auf „0“ gestellt. Am Ende wird bei maximalen Reglern für „Blue“ und „Red“ noch die Rate etwas erhöht (etwa bis „1“) und zum Ende alle Regler wieder zurück auf „0“:

Technische Daten

Breite 8 TE
Tiefe 40 mm
Strombedarf 20 mA (+12V) / -10 mA (-12V)

A-117 Digital Noise / Random Clock / 808 Sound Source

Der Digital Noise Generator A-117 erzeugt zufällige, kurze Impulse. Die Frequenz dieser Impulse ist grundsätzlich steuerbar, nämlich über den Regler »Rate« oder alternativ dazu über eine extern angelegte Clock. Im Gegensatz zu einem Oszillator ist das jeweilige Auftreten »ja oder nein« ebenso wie die Länge eines solchen Impulses ist aber zufällig (technisch gesehen „pseudozufällig“ aufgrund der Erzeugung über Schieberegister, musikalisch aber eindeutig „zufällig genug“).

So erhalten wir ein recht spezielles Rauschen, das sich bis zu einzelnen Impulsen, „Knacksern“ herunter stimmen lässt. Die Impulse sind auch als Triggersignale einsetzbar: Die Grund-Frequenz der Trigger-Impulse bleibt immer erhalten, aber nicht jeder Impuls wird »abgefeuert« oder weist die gleiche Länge auf.

Etwas gegen die Intuition erzeugt der „Rate“-Regler bei „0“ die höchste Frequenz (weißes bis blaues Rauschen) und bei „10“ die niedrigste Frequenz (zufällige Einzelimpulse).

Grundrauschen

Beim Betrachten im Oszilloskop kann man erkennen, dass die einzelnen Impulse näherungsweise Rechtecksignale sind:

Ausgabe des A-117 im Oszilloskop: Das Rauschen besteht aus zufälligen Rechtecksignalen. Man sieht hier auch schön, dass der letzte Impuls etwa doppelt so lang ist wie die vorherigen Impulse.

Im Spektrum ist gut erkennbar, dass bei höheren »Rate«-Einstellungen die tieffrequenten Anteile des Signals zunehmen und die hochfrequenten abnehmen:

Das Modul klingt bei höheren Rate-Werten deutlich digital und liefert damit ein komplett anderes Spektrum an Klängen wie das mit Transistor-Rauschen arbeitende A-118. Im folgenden Klangbeispiel wird der Rate-Regler von „0“ bis „10“ aufgedreht und wieder zurück auf „0“:

Alternativ zum Rate-Regler lässt sich die Frequenz des Rauschgenerators auch über ein externes Clock-Signal steuern. Der Rate-Regler ist dann ohne Funktion. Im folgenden Klangbeispiel stammt dieses Clock-Signal von einem A-111-1 VCO, dessen Frequenz zufällig über einen A-149-1 Quantized Random Voltages gesteuert wird. Um den A-117 zu steuern, muss die Grundfrequenz des A-111-1 vergleichsweise hoch eingestellt werden (hier +4 Oktaven). Der A-149-1 wird von einem A-146 LFO getaktet:

Neben dem digitalen Rauschen bietet das A-117 noch zwei verschiedene metallisch klingende »808 Sound Source«-Ausgänge, die zum Einsatz als HiHat, Becken (Ausgang „6 Oscillators“), Cowbell (Ausgang „2 Oscillators“) usw. in einem elektronischen Drumset taugen.

Bedienelemente

Eingänge:

  1. EXT. CLC: Trigger-Eingang für eine externe Taktung des digitalen Zufallsgenerators. Das kann ein Sequencer oder ein LFO sein. Bei einer spannungsgesteuerten Taktquelle (z.B. A-147 VC LFO) lässt sich die Klangfarbe des Rauschens (indirekt) per Spannung steuern.

Ausgänge:

  1. DNG / RND CLC: Digitales Rauschen bzw. bei niedriger Frequenz auch zufällige Triggersignale.
  2. 6 Oscillators: Sechs stark gegeneinander verstimmte Oszillatoren als Basis für Becken-ähnliche Klänge. Keine weiteren Eingriffsmöglichkeiten in den Klang.
  3. 2 Oscillators: Gleiches Prinzip wie bei den 6 Oscillators, aber mit lediglich 2 Oszillatoren. Dadurch ist der Klang noch etwas metallischer und kann für »Cowbells« etc. gut eingesetzt werden.

Regler / Schalter:

  1. Rate regelt die Periodendauer zwischen zwei Zufallsimpulsen: Bei niedriger Position des Reglers erhält man (anders herum, als in der PDF-Anleitung angegeben) einen dem weißen Rauschen ähnlichen Klang. Bei höheren Positionen verändert sich das Spektrum des Rauschens aufgrund der immer geringer werdenden Dichte der Pulse, bis man bereits einzelne Pulse hört. Wenn noch langsamer getaktete Zufalls-Pulse gewünscht werden, ist die Ansteuerung des A-117 mit dem Rechteck-Ausgang eines LFOs erforderlich.

Halb-zufällige Akzente

Akzente, die zwar zufällig und damit sehr »lebendig«, aber nicht a-rhythmisch sind, lassen sich mit dem A-117 erzeugen, wenn die Master-Clock des Sequencers über einen Frequenzteiler (z.B. A-160, A-163 etc.) auf z.B. Achtelnoten reduziert und dann als externe Clock für den A-117 verwendet wird.

Das Clocksignal aus dem A-154 Sequencer Controller wird über einen A-160 geteilt und taktet den A-117 DNG. Zufällig – aber taktsynchron! – werden nun Impulse erzeugt, die die »Mini-Drum-Maschine« aus A-118, VCF, VCA und ADSR steuert.

Mit den Impulsen aus dem A-117 kann man dann einen A-140 ADSR triggern und dessen Hüllkurvensignal für den zweiten Steuereingang des Filters / VCA einer durchlaufenden Sequencerstimme nutzen.

Ähnliche Ergebnisse lassen sich mit einem A-149-2 Digital Random Voltages (plus A-149-1) oder einem A-155 Analog Sequencer mit A-154 Sequencer Controller erzielen – kostengünstiger ist der A-117.

Steuerspannungen mit dem A-117

Sowohl das Modul A-117 als auch A-118 sind nicht nur praktische Klangerzeuger für »Geräuschhaftes«, sondern können auch zufällige Steuerspannungen erzeugen. Beim A-117 ist das eine zufällige Abfolge von Trigger-Impulsen, die in einem einstellbaren Raster entweder »an« oder »nicht an« sein können.

Klangbeispiel – der A-117 als Drum-Machine

Im folgenden Klangbeispiel wird der A-117 als Drumset verwendet. Das digitale Rauschen wird über ein A-124 Wasp-Filter und einen A-132-3 VCA bearbeitet, die Hüllkurve stammt von einem A-142 VC Decay. Ähnlich bearbeite ich den „6 Oscillators“-Ausgang: Hier wird ein A-123 24dB Hochpass und ebenfalls ein A-132-3 nachgeschaltet. Der „2 Oscillators“-Ausgang geht direkt in einen A- 132-3 VCA. Filter, Decay-Längen usw. werden über einen A-149-1 moduliert. Die Trigger stammen von einem A-157 Trigger Sequencer.

Erfahrene Modularisten fotografieren wichtige oder komplexe Patches, um sie jederzeit reproduzieren zu können.

Technische Daten

Breite 8 TE
Tiefe 40 mm
Strombedarf 20 mA (+12V) / -10 mA (-12V)