A-105-4 Quad Poly SSI VCF

Der A-105-4 ist ein polyphones Filtermodul, das auf dem integrierten Schaltkreis SSM2024 (bzw. dessen Nachbau SSI2144) basiert. Im Prinzip haben wir vier A-105 – Filter mit gemeinsamer Steuerung vor uns: Eckfrequenz, Resonanz (hier „Q“ genannt) und Eingangslevel können für alle vier Filter in gleicher Weise eingestellt werden oder auch gemeinsam über Steuerspannungen geregelt werden.

Zusätzlich hat jedes der 4 Filter noch einen individuellen Modulationseingang für die Eckfrequenz. Die Modulationsintensität dieser 4 Spannungsquellen lässt sich gemeinsam über den Regler „FM“ einstellen oder – und das konnte der originale A-105 auch nicht ohne zusätzlichen VCA – über eine weitere Steuerspannung im Eingang „CVFM“ beeinflussen.

Um das zu realisieren, hat Doepfer offensichtlich eine ganze Menge VCAs in dem Modul verbaut. Polyphonie im Modularsystem ist ein anspruchsvolles Thema: Was sonst ein einfacher Potentiometer erledigt, muss bei Polyphonie über mehrere parallele Verstärker laufen, die auch über vergleichbare Bereiche arbeiten (Abgleichaufwand!), damit alle „Stimmen“ in gleicher Weise steuerbar sind. Das ist schon ein kleines „Wunderwerk“ auf nur 8 TE.

Beim Blick hinter die Frontplatte sehen wir dann auch eine Platine für die eng bestückten Buchsen und Potentiometer, dahinter die eigentliche Hauptplatine und darauf nochmal die vier eigentlichen Filter-Platinen per „Huckepack“.

Anwendungsmöglichkeiten

Kann man mit einem polyphon ausgelegten A-100 einen der modernen polyphonen Synthesizer ersetzen? Oder gar übertreffen?

Das kommt darauf an, was man will.

Einerseits haben wir eine Beschränkung auf nur 4 Stimmen – mehr Stimmen sind zwar grundsätzlich möglich, werden dann aber deutlich umständlicher in der Bedienung. Die gemeinsame Steuerung bei allen polyphonen Doepfer-Modulen umfasst halt nur immer 4 Stimmen, bei 8 Stimmen müsste man fast alles manuell zwischen zwei solchen „Viererblöcken“ angleichen.

Andererseits reichen 4 Stimmen für sehr viele (wirklich SEHR viele) Zwecke und es gibt Eingriffsmöglichkeiten in jede Stimme, die kein anderer Synthesizer bietet, z.B. eine grundsätzlich unabhängige Handhabung von Tonhöhe und Trigger für jede Stimme: Das eine kann von einem Keyboard (z.B. mit dem polyphonen Midi-Interface A-190-5) stammen, das andere von einem Sequencer wie dem A-157 Trigger-Sequencer, der mit seinen 8 Spuren auch noch die Hüllkurven der VCAs und Filter unabhängig voneinander triggern kann.

Bei den Modulationsmöglichkeiten gibt es natürlich harte Konkurrenz von Poly-Synthesizern mit ausgefeilter Modulationsmatrix, aber beim A-100 ist man halt prinzipbedingt doch noch etwas flexibler, wenn man das will und wenn man bereit ist, etwas mehr Aufwand hineinzustecken.

Und ja, das „Manko“ beinahe aller Modularsynthesizer begegnet uns auch in der Polyphonie: Wir können keine Sounds „speichern“. Wir lernen dafür, wo wir hingreifen müssen, um etwas zu verändern, wir haben wirklich und wahrhaftig einen Regler für jede Funktion und ein individuelles Instrument statt einer „Presetschleuder“ mit OLED-Display und Knöpfen für 4 beliebige Funktionen.

Das erfordert etwas Planung im Vorfeld. Sehen wir uns also wie üblich erst einmal an, was das A-105-4 – Filter kann.

Bedienelemente

Eingänge:

CTRL-A105-4-IN

Ausgänge:

CTRL-A105-4-OUT

Regler / Schalter:

CTRL-A105-4-SW

Damit haben wir 3 „globale“ Steuerungsmöglichkeiten – manuell oder über Steuerspannungen: Den Regler „F“ bzw. den Eingang „CVF“ für die Eckfrequenz, „Q“ und „CVQ“ für die Resonanz sowie „Lev.“ und „CVL“ für den Eingangslevel der 4 im A-105-4 verbauten Filter. Ziel eines polyphonen Filters ist ja, dass sich alle 4 Filter gleich verhalten bzw. näherungsweise gleich klingen.

Zusätzlich gibt es 4 individuelle Steuerspannungseingänge für die Eckfrequenzen, die man in der Praxis meist mit 4 ADSR-Generatoren speisen wird, sofern man nicht kompexere Dinge über einen Matrixmischer (z.B. A-138m) realisieren möchte. Zusätzlich gibt es nun einen vierten globalen Regler „FM“ und den Steuerspannungseingang „CVFM“, die gemeinsam für alle 4 Filter die Modulationsintensität der 4 individuellen „FM“-Eingänge regeln.

Ein minimales Poly-Setup mit dem A-105-4

Wenn wir als Klangquelle einen A-111-4 VCO verwenden, dann werden die Ausgänge der VCOs (z.B. die vier Sägezahn-Ausgänge) mit den vier „In“-Buchsen des Filters verbunden. Analog dazu schließen wir die vier „Out“-Buchsen des Filters an die vier „In“-Buchsen eines A-132-8 Octal Poly VCAs an. Soweit also nicht anders als bei einem monophonen Filter-Modul, nur eben für jede der vier Stimmen separat.

Ebenso können wir die Ausgänge eines A-141-4 Poly VCADSRs mit den vier „FM“-Eingängen des Filters verbinden. Ein zweiter A-111-4 könnte den VCA steuern oder wir splitten die Ausgänge eines einzelnen A-111-4 über Multiples auf und verwenden die Hüllkurven gleichzeitig für Filter und Verstärker, was ich persönlich ganz gerne nutze.

Den Rest kann man manuell einstellen oder aber die jetzt noch freie oberste Reihe der Buchsen für Steuerspannungen einsetzen, die auf alle vier Filter gleichzeitig wirken: Filtereckfrequenz („CVF“), Intensität der individuellen Modulation durch die ADSRs („CVFM“), Resonanz („CVQ“) und Eingangslevel („CVL“). Dafür bieten sich die „CV3“-Ausgänge vom A-190-5 an, die man z.B. mit Noten-unabhängigen Parametern wie Aftertouch, Modulationsrad usw. belegen kann.

Einfacher Poly-Synthesizer

Etwas „modularer“ gedacht

Niemand zwingt uns, ein polyphones Modularsystem genau so wie einen 08/15-Polysynth zu nutzen. Im Gegenteil, damit verschenkt man natürlich einige interessante Möglichkeiten.

Man kann z.B. die vier individuellen CV-Eingänge des Filters an Stelle eines Poly-ADSRs mit vier unterschiedlich schnellen LFOs belegen, während der VCA weiterhin „traditionell“ mit einem A-141-4 gesteuert wird. Das ist eigentlich eine total banale Variante, die aber nur mit wenigen nichtmodularen Synthesizern realisierbar ist.

Die Filter werden nicht von ADSRs, sondern von 4 LFOs gesteuert

Filter-FM in Audiogeschwindigkeit wäre ein weiteres sehr einfaches, aber doch effektives Beispiel: Die Filtereckfrequenz wird durch den (jeweils zu filternden) Oszillator moduliert. Das Klangspektrum liegt irgendwo zwischen metallisch und verzerrt und ist beim A-105-4 recht feinfühlig dosierbar.

Dabei wird das Filter idealerweise zusätzlich durch die Steuerspannungen für die VCO-Frequenzen mit gesteuert. Durch das Filter-Tracking von – sehr nahe an – 1V/Oktave übernehmen die Filter in Selbstoszillation schon mal einen zweiten VCO pro Stimme. (Details zum Filter-Tracking siehe etwas weiter unten.)

Die Audioausgänge der VCOs modulieren die Eckfrequenz der Filter

Steuerungsmöglichkeiten auf der Platine

Wie mittlerweile üblich, bietet Doepfer auch für den A-105-4 einige interessante Eingriffsmöglichkeiten über Jumper auf der Platine des Moduls. Hier liegt das Hauptaugenmerk auf der Vorverkabelung eines polyphonen Systems, ohne dafür Patchkabel auf den Frontplatten der beteiligten VCOs oder VCAs einsetzen zu müssen.

  • CV-Eingänge für die Frequenzmodulation des Filters (doppelt vorhanden)
  • Vier individuelle Audio-Eingänge
  • Vier individuelle Audio-Ausgänge

Die Verbindungen zum A-190-5, zum A-132-8 Poly VCA (Einzelausgänge des A-105-4) und z.B. zum A-141-4 ADSR (Modulationseingänge des Filters) werden mit female-female Arduino-Kabeln hergestellt.

Filter-Tracking

JP4: oben CV-Eingänge, unten Audio-Ausgänge

Die Modulationseingänge auf der Platine bieten sich geradezu dafür an, ein Filter-Tracking zu realisieren: Man verbindet dazu einfach die vier CV-Ausgänge des A-190-5 Midi-Interfaces mit den FM-Eingängen des Filters (obere Reihe der Steckerleiste JP4). Praktischerweise arbeiten die Modulationseingänge additiv zu den Miniklinkenbuchsen auf dem Frontpanel, so dass man keine Modulationsmöglichkeiten „verschenkt“.

Micro-Multiples

Nun hat man damit aber leider die CV-Ausgänge des A-190-5 „verbaut“, die damit nicht mehr für die Steuerung der VCOs zur Verfügung stehen. Hier gibt es von Doepfer eine kleine Mini-Platine mit 12 Pins, die als „Micro-Multiples“ eingesetzt werden kann: Vier (female) Arduino-Kabel können mit der winzigen Platine auf 2 x 4 weitere Arduino-Kabel aufgesplittet werden. Der A-190-5 besitzt gepufferte CV-Ausgänge, so dass die Verteilung der Steuerspannungen keine Probleme bereitet.

Nochmal Filter-FM

Ab Version 2 des Filters gibt es auf JP6 vier weitere Pins für die Filter-FM. Die sind allerdings nicht additiv wie auf JP4, sondern erlauben eine Default-Belegung der vier „FM“ Schaltbuchsen. Hier bietet sich eine Verbindung zum A-141-4 ADSR an, die man bei Bedarf durch Patchkabel auf dem Frontpanel ersetzen kann.

Die Anschlüsse für die Default-Belegung der „FM“-Buchsen sind etwas versteckt angebracht. Die Kabel sollten übrigens hinter dem Abstandshalter zwischen den Platinen verlaufen, sonst nehmen sie evtl. dem benachbarten Modul Platz weg (habe ich erst nach dem Foto bemerkt…)

Die Steuerspannungseingänge waren bereits in der ersten Version des A-105-4 auf der Platine zugänglich – hier musste man dann allerdings noch zum Lötkolben greifen.

Default-Ein- und Ausgänge

Auf der unteren Reihe von JP4 können die Einzelausgänge des Filters z.B. mit dem A-132-8 VCA verbunden werden (erst ab Version 2 des Filters verfügbar).

Zusätzlich stehen mit JP7 die vier Audio-Eingänge des Filters zur Verfügung. Wenn man nur einen einzelnen A-111-4 verwendet, kann man darüber bequem die „In“-Schaltbuchsen des A-105-4 mit Arduino-Kabeln vorbelegen. In der ersten Version des Moduls waren dafür lediglich Lötpunkte vorhanden.

Für die weiteren vier Steuerspannungseingänge CVL, CVQ, CVFM and CVF gibt es bei Bedarf Lötpunkte zur Vorbelegung der Schaltbuchsen auf dem Frontpanel.

Beispiel: Einfache Verkabelung eines polyphonen Synthesizers

Für ein einfaches Poly-System habe ich die CV-Ausgänge über Micro-Multiples vom A-190-5 mit den CV-Eingängen von einem A-111-4 und dem A-105-4 (für Filter Tracking) verbunden. Zusätzlich werden die ADSR-Steuerspannungen eines A-141-4 an die Default-Eingänge des Filters angeschlossen – über die Buchsen am Frontpanel jederzeit unterbrechbar.

Die Audio-Einzelausgänge des Filters sind zudem mit den Default-Audioeingängen des A-132-8 VCAs verbunden.

Verkabelung „unter der Motorhaube“, v.l.n.r.: A-141-4, A-132-8, A-105-4, A-111-4, A-190-5 mit Micro-Multiples zur Verteilung der Steuerspannungen des Midi-Interfaces auf VCO und VCF

Klangbeispiele

Quad AD/LFO steuert die Filter

Die Puls-Ausgänge eines A-111-4 werden von den 4 Ausgängen eines A-143-9 QLFOs in der Pulsbreite moduliert. Die A-105-4 Filter werden nicht von einem ADSR, sondern von den Ausgängen eines A-143-1 Complex Envelope Generators (alle EGs in LFO Modus) moduliert. Die vier Teilmodule des A-143-1 werden durch vier Trigger-Ausgänge eines A-149-2 zufällig (aber synchronisiert durch eine gemeinsame Clock) immer wieder neu gestartet. Ein A-141-4 steuert ganz traditionell den A-132-8 VCA. Etwas Hall und Delay aus der DAW.

Filtersteuerung durch den A-143-1.

Filter-FM durch die VCOs

Die Dreiecks-Ausgänge eines A-111-4 werden vom A-105-4 gefiltert. Als Modulationsquellen sind die Sägezahn-Ausgänge des A-111-4 mit den „FM“-Eingängen des A-105-4 verbunden. Zusätzlich wird die Filtereckfrequenz durch die „CV Note“-Ausgänge des A-190-5 Midi-Interfaces gesteuert. Ein A-141-4 steuert den nachfolgenden A-132-8 VCA, ebenso wie die vier Velocity-Ausgänge des A-190-5.

Weitere Modulationen: Ein langsamer A-143-9 moduliert die Eckfrequenz aller 4 Filter, ein weiterer (ebenfalls langsamer) A-143-9 steuert phasenverschoben Resonanz und Eingangslevel der vier Filter. Die Velocity-Ausgänge des A-190-5 steuern zudem die vier linearen VCAs im A-132-8.

Filter-FM

Nochmal Filter-FM

Hier verwende ich die Sägezahn-Ausgänge vom A-111-4 als Klangquellen, die Filter-FM übernehmen diesmal die Dreiecks-Ausgänge. Diese werden jetzt mit Hilfe eines A-130-8 Quad Linear VCAs in den Amplituden durch die Hüllkurvensignale des A-141-4 moduliert, bevor sie in den A-105-4 gehen. An Resonanz, Eingangslevel und Gesamt-FM der Filter schraube ich manuell. Delay und Reverb wieder aus der DAW.

Nochmal FilterFM.

Unisono

Warum nicht einmal die polyphonen Module monophon – „unisono“ einsetzen?

Das A-190-5 Interface ist diesmal nicht auf „poly“, sondern auf „unisono“ eingestellt. Damit wird jede Midi-Note auf alle 4 VCOs ausgegeben, Akkorde sind nicht möglich. Dafür ist ein VCO des A-111-4 eine Oktave nach oben, ein weiterer eine Oktave nach unten transponiert. Wir verwenden die Puls-Ausgänge, die Pulsbreite wird von einem A-143-9 moduliert. Das A-105-4 Filter wird (neben dem intern vorgepatchten Tracking) durch die A-141-4 Hüllkurven und durch einen zweiten A-143-9 moduliert. Dazu verwende ich zwei A-130-8 als „polyphone Mixer“. Beide A-143-9 werden zusätzlich durch die Note-CV des A-190-5 gesteuert. Die Sequenz stammt von einem Arturia KeyStep 37, Hall und Echo aus der DAW.

Die Hüllkurven stammen diesmal nicht vom A-141-4 Poly-ADSR, sondern von zwei A-140-2 Dual ADSRs und sind pro Stimme leicht unterschiedlich eingestellt.

Unisono.

Weitere Klangbeispiele mit deutlicher Beteiligung des A-105-4 befinden sich im Beitrag zum A-132-8.

Technische Daten

Breite8 TE
Tiefe50 mm
Strombedarf70 mA (+12V) / -70 mA (-12V)