WMDevices Synchrodyne

WMDevices Synchrodyne - это многокомпонентный и многоцелевой модуль Eurorack для создания и обработки звука. Synchrodyne содержит несколько фрагментов традиционного тембра синтезатора и является мощным дополнением к любой субтрактивной системе. Тем не менее, он разработан в первую очередь как экспериментальный источник звука /фильтр, предназначенный для расширения границ модульного синтеза ... стиль WMD.

Synchrodyne разработан как способ реализации фильтра с переключаемым конденсатором (SCF) без использования микроконтроллера для работы часов. Мы разработали быстрый аналоговый ГУН, который может управлять SCF с широким диапазоном регулирования частоты. Проблема с этим будет в том, что тогда VCO будет предназначен только для работы фильтра. Поэтому мы разработали умножитель частоты на основе ИС с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ), чтобы взять ГУН и умножить его частоту, чтобы ГУН мог использоваться в качестве источника звука, при этом управляя фильтром. SCF имеет отношение частоты 50: 1 или 100: 1 тактовой частоты к выходной частоте среза. ФАПЧ позволяет выбирать множество соотношений входных и выходных частот, что делает ГУН одновременным источником звука и управления.

ФАПЧ представляет свои собственные проблемы. Чтобы заставить систему ФАПЧ стабилизироваться при высоких коэффициентах умножения, нам потребовалось разработать схему демпфирования. Регуляторы демпфирования и скорости трека заставляют ФАПЧ иметь свой собственный звук, своего рода ограничитель нарастания и собственную частотную модуляцию. Мы хотели, чтобы Synchrodyne хорошо искажал аудиовход, а также генерировал автоколебания. Мы добавили одноступенчатые выпрямители к выходам фильтров -12 дБ и -24 дБ для более агрессивного звука. Мы решили разработать VCA и волновую папку для входного каскада фильтра, чтобы еще больше расширить спектр искажений и обработки Synchrodyne. Нам нужно было добавить больше функций, но пространство было ограничено, и мы не хотели делать чрезмерно дорогой модуль, поэтому мы добавили два 14-контактных заголовка расширения для будущих разработок.

Synchrodyne's VCO - это традиционный сердечник с пилой. Он использует очень современные детали для достижения стабильности и скорости, необходимых для управления Synchrodyne.

• Вход 1V /Oct - калиброванный вход для управления высотой звука. ГУН будет отслеживать, по крайней мере, 5 октав, используя этот вход.
• Вход синхронизации - вход сброса /синхронизации пилообразного сигнала нарастающего фронта. Не влияет на наклон пилы.
• Ручки грубой и точной настройки - ручка грубой настройки регулирует частоту ГУН во всем ее диапазоне. Используйте ручку Fine для настройки генератора в диапазоне приблизительно 1/3 октавы.
• Exp FM - это входное гнездо и биполярный аттенюатор обеспечивают экспоненциальную ЧМ на ГУН. Этот вход связан по постоянному току.
• Lin FM - это входное гнездо и биполярный аттенюатор обеспечивают линейный FM для ГУН. Этот вход может быть связан по постоянному или переменному току. Перемычка на задней панели позволяет подключать по постоянному току, когда она установлена. Мы рекомендуем соединение по переменному току, чтобы предотвратить сдвиг частоты, вызванный напряжением смещения биполярного аттенюатора.
• Выход пилы - здесь доступен выход пилы. Его уровень составляет примерно + -4,5 В.
• Импульсный выход - этот выходной сигнал представляет собой прямоугольную волну, необходимую для управления ФАПЧ. Это не квадрат рабочего цикла 50%, а примерно 30% /70%, поскольку это обеспечивает наилучшую производительность для управления ФАПЧ.

ФАПЧ принимает прямоугольную волну от ГУН и управляет фильтром.

• Вход CLK - Импульсный выход ГУН здесь нормализован. Подключите внешний источник тактовой частоты, чтобы управлять ФАПЧ чем-нибудь еще.
• Ручки переключателя умножения и деления - эти поворотные переключатели регулируют частоту умножителя и делителя тактовой частоты внутри ФАПЧ. Отрегулируйте их, чтобы установить соотношение частот. Более высокие коэффициенты умножения заставляют ФАПЧ медленнее реагировать на изменения, особенно на низких входных частотах.
• Выход по дельте фазы (??) - Этот выходной сигнал является результатом коэффициента умножения. Он производит некоторую собственную ШИМ, когда ФАПЧ стабилизируется, и будет равняться входной тактовой частоте, если ФАПЧ заблокирована. Этот выход обеспечивает интересный самомодулирующий источник звука или синхронизации.
• Выход PLL - это выход каскада PLL. Это входная частота, умноженная и разделенная на заданные отношения.
• Ручка скорости трека - управляет скоростью реакции ФАПЧ при попытке не отставать от изменений входной частоты. Полностью против часовой стрелки он вводит много глиссандо в реакцию на фильтре. Полностью CW, и он будет перегонять, заставляя PLL реагировать быстрее, чем входная частота. Овертрек вызывает всплески высокочастотного и низкочастотного выходных сигналов.
• Ручка демпфирования - этот регулятор снижает скорость колебаний при перегрузке, гасит перегруз и повышает стабильность. По мере выбора более высоких коэффициентов умножения частоты потребуется большее демпфирование.
• Вход влияния и ручка - этот элемент управления действует напрямую с элементами управления скоростью трека и демпфированием для стабилизации частоты ФАПЧ. Используйте источник напряжения для модуляции сигнала ФАПЧ. Очень сложные модуляции возможны при использовании Influence с внутренним VCO и другими элементами управления.

Ядро Synchrodyne - это 4-полюсный (-24 дБ /октава) переключаемый Схема конденсаторного фильтра. 2-полюсный выход является ответвленным и обеспечивает более мягкий звук фильтра. Synchrodyne будет автоколебаться при высоких резонансах на обоих выходах, однако это более заметно на 4-полюсном выходе.

Топология переключаемого конденсаторного фильтра имеет несколько интересных особенностей. Это конструкция с дискретизированными данными, поэтому на низких частотах среза фильтр будет создавать шум наложения спектров, аналогичный снижению частоты дискретизации на счетчике Гейгера. Эта топология также очень стабильна и точна, что позволяет выбирать предсказуемые частоты среза. Во всем своем диапазоне (от 0,02 Гц до 16 кГц) фильтр будет оставаться в пределах 0,2% от того места, где он должен быть.

• В разъеме - вставьте сюда сигнал для фильтрации.
• Вход VCA CV и ручка - Когда нет входа на разъем VCA CV, ручка действует как аттенюатор для входного сигнала. При подключении к гнезду VCA CV ручка действует как аттенюатор для сигнала CV, управляющего входным VCA.
• Fold Toggle - поворот вверх заставляет входной VCA управлять четырехступенчатой ​​волновой папкой. Затем выходной сигнал волновой папки попадает в фильтр. Уровень входящего сигнала, поступающего в фильтр из волновой папки, регулируется синим регулятором на задней панели Synchrodyne. Это будет разбито на расширение.
• Ручка резонанса - непосредственно управляет резонансом переключаемого конденсаторного фильтра.
• Резонансный вход CV и аттенюатор - этот вход будет добавлен к основному резонансу ручку через аттенюатор. Используется для анимации резонанса фильтра.
• Переключатель соотношения 100: 1 - 50: 1 - управляет соотношением частот ядра фильтра. Разница между двумя настройками составляет одну октаву. На низких частотах соотношение 50: 1 приведет к большему искажению наложения спектров /дискретизации.
• Переключатель LowPass /BandPass /HighPass - выбор режима вывода для двухполюсных и четырехполюсных выходов.
• Выходы фильтров - доступны 2-полюсные (-12 дБ /окт.) и 4-полюсные (-24 дБ /окт.) разъемы. Обратите внимание, что они сдвинуты по фазе на 180 градусов друг относительно друга. Кроме того, одноступенчатый волнообразный выход доступен как для 2-полюсного, так и для 4-полюсного выходов. Волновые выходы обеспечивают еще один уровень звуковой глубины для экспериментов.

• Front End Linear VCA
• Переключаемый четырехступенчатый WaveFolder
• TempCo Sawcore VCO
• Линейный (AC /DC) и Expo (DC) FM
• Биполярные аттенюаторы для FM
• Калиброванный вход 1 V /Oct
• Вход жесткой синхронизации
• Диапазон ГУН ~ 0,02 Гц -> 400 кГц
• Контур фазовой автоподстройки частоты
• Умножитель /делитель частоты системы ФАПЧ
• Переменное нарастание и демпфирование в системе ФАПЧ
• Переключаемый конденсаторный фильтр
• Выход многомодового фильтра
• -12 и -24 дБ /окт. li>
• Стабильная автоколебание при -24 дБ /окт.
• Регулировка напряжения резонанса фильтра.
• Одноступенчатая волновая папка на выходах
• Расширяемая
• 14 л.с., потребляемая мощность ~ 60 мА
• 100% аналоговый /дискретный /CMOS

The WMDevices Synchrodyne is a multi part and multi use Eurorack module for the creation and manipulation of audio. Containing several pieces to a traditional synthesizer voice, the Synchrodyne is a powerful addition to any subtractive oriented system. However, it is designed primarily as an experimental sound source/filter, intended to push the limits of modular synthesis...WMD style.

The Synchrodyne is designed as a way to implement a switched capacitor filter (SCF) chip without the use of a microcontroller to run the clock. We developed a fast analog VCO that can drive the SCF with a broad range of frequency control. The problem with this would be that the VCO is then dedicated to only running the filter. So we designed a frequency multiplier based around a Phase Locked Loop IC (PLL) to take the VCO and multiply its frequency up so that the VCO could be used as an audio source, while still controlling the filter. The SCF has a frequency ratio of 50:1 or 100:1 clock frequency to output cutoff frequency. The PLL allows for many ratios of input to output frequencies to be selected, making the VCO a simultaneous audio and control source.

The PLL introduced its own challenges. Taming the PLL to stabilize at high multiplication ratios required us to develop a damping circuit. The Damping and Track Speed controls cause the PLL to have its own sound, sort of a slew limiter and self Frequency Modulation. We wanted the Synchrodyne to distort nicely with audio input, and also to self-oscillate. We added single stage rectifiers to the -12 dB and -24 dB filter outputs for a more aggressive sound. We opted to develop a VCA and wavefolder for the front end of the filter to further expand the palate of distortion and processing of the Synchrodyne. We had more features to add, but space was limited and we didn't want to make an excessively expensive module, so we added two 14pin expansion headers for future development.

The Synchrodyne's VCO is a traditional Sawtooth Core. It uses very modern parts to achieve the stability and speed necessary for driving the Synchrodyne.

• 1V/Oct Input - Calibrated input for pitch control. The VCO will track at least 5 octaves using this input.
• Sync Input - Rising edge sawtooth reset/sync input. Does not affect slope of sawtooth.
• Coarse & Fine Knobs - Coarse knob adjust the frequency of the VCO throughout its full range. Use the Fine knob to tune the oscillator within approximately 1/3 octave range.
• Exp FM - This input jack and bipolar attenuator provide exponential FM to the VCO. This input is DC coupled.
• Lin FM - This input jack and bipolar attenuator provide linear FM to the VCO. This input can be DC or AC coupled. A jumper on the back enables DC coupling when in place. We recommend AC coupling to prevent frequency shift caused by the bipolar attenuator's offset voltage.
• Saw Output - The Sawtooth output is available here. Its level is approximately +-4.5 volts.
• Pulse Output - This output presents the rectangle wave necessary for driving the PLL. It is not a 50% duty cycle square, but approximately 30%/70% as that provided the best performance for driving PLL.

The PLL takes the rectangle wave from the VCO and drives the filter.

• CLK Input - The Pulse Output from the VCO is normaled here. Plug in an external clock source to drive the PLL with something else.
• Multiply & Divide Switch Knobs - These rotary switches adjust the frequency of the clock multiplier & divider inside the PLL. Adjust these to set the frequency ratio. Higher multiplcation factors cause the PLL to react slower to changes, especially at low input frequencies.
• Phase Delta Output (??) - This output is the result of the multiplication factor. It produces some self PWM as the PLL stabilizes and will equal the input clock frequency if the PLL is locked. This output provides an interesting self modulating audio or clock source.
• PLL Output - This is the output of the PLL stage. It is the input frequency multiplied and divided by the set ratios.
• Track Speed Knob - This controls the reaction speed of the PLL in trying to keep up with changes to the input frequency. Fully CCW it will introduce lots of glissando in the filter reaction. Fully CW and it will over-track, causing the PLL to respond faster than the input frequency. Overtracking produces bursts of high frequency output and low frequency output.
• Damping Knob - This control reduces the rate of fluctuation while overtracking, damping the overtracking and increasing stability. More damping will be needed as higher ratios of Frequency Multiplication are selected.
• Influence Input and Knob - This control acts directly with the Track Speed and Damping controls in stabilizing the frequency of the PLL. Use a voltage source to modulate the PLL signal. Very complex modulations are possible by using Influence with the internal VCO and other controls.

The core of the Synchrodyne is a 4 pole (-24 dB/octave) Switched Capacitor Filter circuit. The 2 pole output is tapped and provides a mellower filter sound. The Synchrodyne will self-oscillate at high resonances on both outputs, however it is more prominent on the 4 Pole output.

The Switched Capacitor Filter topology has a few interesting features. It is a sampled data construct, so at low cutoff frequencies, the filter will produce aliasing noise, similar to the sample rate reduction on the Geiger Counter. This topology is also very stable and accurate, allowing for predictable cutoff frequencies to be selected. Across its entire range (.02 Hz to 16 kHz) the filter will remain within ﾱ0.2% of where it should be.

• In Jack - Insert signal to be filtered here.
• VCA CV Input and Knob - When there is no input to the VCA CV jack, the knob acts as an attenuator for the input signal. Plugging into the VCA CV jack causes the knob to act as an attenuator for the CV signal controlling the input VCA.
• Fold Toggle - Flipping this up causes the input VCA to drive a four stage wavefolder. The output of the wavefolder then goes o the filter. The level of the input signal going into the filter from the wave-folder is adjustable with the blue trim-pot on the back of the Synchrodyne. This will be broken out to the expansion.
• Resonance Knob - Directly Controls the resonance of the Switched Capacitor Filter.
• Resonance CV Input and Attenuator - This input will add to the primary Resonance knob through the attenuator. Use for animating the Filter's resonance.
• 100:1 - 50:1 Ratio Toggle - This controls the filter core's frequency ratio. There is one octave of difference between the two settings. At low frequencies, the 50:1 ratio will produce more aliasing/sampling distortion.
• LowPass / BandPass / HighPass Toggle - Selects the output mode of both the 2 Pole and 4 Pole outputs.
• Filter Outputs - Jacks for the 2 Pole (-12 dB/oct) and 4 Pole (-24 dB/oct) are available. Please note that they are 180 degrees out of phase from each other. Additionally, a single stage wave-folded output is available for both the 2 Pole and 4 Pole outputs. The wave-folded outputs provide another level of sonic depth to experiment with.

• Front End Linear VCA
• Switchable Four Stage WaveFolder
• TempCo Sawcore VCO
• Linear (AC/DC) & Expo (DC) FM
• Bipolar Attenuators for FM
• Calibrated 1 V/Oct Input
• Hard Sync Input
• VCO Range ~.02 Hz - >400 kHz
• Phase Locked Loop
• PLL Frequency Multiplier/Divider
• Variable Slew & Damping in PLL
• Switched Capacitor Filter
• Multimode Filter Output
• -12 & -24 dB/oct Output Taps
• Stable Self-Oscillation at -24 dB/oct
• Voltage Control of Filter Resonance
• Single Stage WaveFolder on Outs
• Expandable
• 14 HP, ~60 mA Power Draw
• 100% Analog/Discrete/CMOS