Przejdź do treści
MINISYNTON.

Analiza Minisyntonu MGW-111-A i odwzorowanie cyfrowe

Materiał wejściowy

Podstawą są dostarczone skany stron 3, 4, 5, 7 i 8 artykułu Grzegorza Wodzinowskiego oraz strony 19 „Minisynton — wyjaśnienia i poprawki”. W sprostowaniu pierwotną publikację wskazano jako numer 12/83. W zestawie nie ma strony 6; nie rekonstruuję jej treści ani niewidocznych danych katalogowych. Odniesienia poniżej dotyczą numeracji z oryginalnego artykułu, nie kodu wtyczki.

1. Architektura

Klawiatura i pamięć napięcia → transpozycja → VCO → mieszanie trzech przebiegów → VCA → wyjście.

Dodatkowo: obwiednia sterująca VCA, osobny generator vibrato, osobny generator tremolo oraz dołączane kondensatory glissanda. Instrument jest monofoniczny. Nie ma wielogłosowej alokacji oscylatorów, toru szumu, filtra VCF ani osobnej obwiedni filtra.

Klawiatura i pamięć analogowa

Potencjometry klawiatury PR1…PR48 ustawiają napięcia kolejnych dźwięków. US1 jest dyskryminatorem progowym, a T1…T7 i C6 uczestniczą w zapisie oraz odczycie napięcia sterującego. Pamięć utrzymuje wysokość po zwolnieniu klawisza. C3…C5, dołączane przełącznikami, spowalniają zmianę zapamiętanego napięcia, tworząc glissando.

W cyfrowej wersji odpowiednikiem pamięci jest aktualna i docelowa częstotliwość. Po Note Off wysokość pozostaje ustalona, a wybrzmiewanie wykonuje obwiednia. Glissando wygładza częstotliwość wykładniczo, jak idealizowany układ RC w liniowym torze napięcie–częstotliwość. Nie modeluje upływności C6. Priorytet ostatniej nuty jest świadomym wyborem dla MIDI — dokumentacja nie definiuje wprost takiego algorytmu rozstrzygania wielu jednoczesnych klawiszy.

Transpozycja i strojenie

US4 z otoczeniem oraz P6/P7 dopasowują i przesuwają napięcie klawiatury. Z opisu regulacji wynika liniowa zależność częstotliwości od napięcia, a nie typowe współczesne 1 V/oktawę. Tekst podaje około 1,6 Hz na 1 mV i zakres napięcia VCO od +10,2 mV do +9,8775 V. Sprostowanie poprawia górny kraniec częstotliwości na 15 804 Hz, zamiast błędnie wydrukowanych 1580 Hz. Instrukcja strojenia klawiatury podaje 327 mV dla najniższego i 4,9388 V dla najwyższego klawisza w PP2.

Cyfrowa wersja nie mnoży numeru nuty MIDI przez stałą liczbę herców. Stosuje strój równomiernie temperowany:

f = 440 × 2^((n − 69 + 12 × oktawy + centy/100 + pitchbend)/12)

Tak otrzymana częstotliwość jest celem liniowego portamento. Parametry transpozycji i dokładnego strojenia zastępują analogowe regulacje napięcia. Użyte ograniczenie około 16 Hz–16 kHz odpowiada przybliżonemu zakresowi opisu; nie udaje dokładnego pomiaru fizycznego egzemplarza.

2. VCO i trzy przebiegi

US5 jest integratorem, a US6 komparatorem; T11 przełącza pracę generatora. Dostępne są:

  • zacisk 35 — prostokąt,
  • zacisk 36 — trójkąt,
  • zacisk 37 — przybliżona sinusoida.

Konwerter z T12 i siecią diodowo-rezystorową kształtuje sinusoidę odcinkami. PR3 służy do regulacji liniowości generatora; wartości elementów wokół integratora wpływają na zakres częstotliwości. Instrukcja wymaga także wypełnienia prostokąta 1:1.

W implementacji wszystkie przebiegi mają wspólną fazę i częstotliwość. Prostokąt 50% wykorzystuje PolyBLEP; trójkąt jest skończonym szeregiem nieparzystych harmonicznych, z liczbą składników ograniczaną przez częstotliwość. Obliczenia oscylatora odbywają się z dwukrotną częstotliwością próbkowania, po czym sygnał przechodzi przez dolnoprzepustowy filtr decymacyjny czwartego rzędu. To ogranicza aliasing, lecz nie jest obietnicą jego całkowitego wyeliminowania, zwłaszcza przy skrajnych częstotliwościach i dodatkowych harmonicznych.

„Sine character” dodaje niewielkie harmoniczne 3 i 5, by umożliwić odejście od idealnej sinusoidy. Nie jest to odtworzenie rzeczywistej sześciodcinkowej charakterystyki konwertera ani identyfikacja wartości jego zniekształceń. Brak nagrania i pomiaru oryginału uniemożliwia wiarygodne potwierdzenie identyczności brzmienia.

3. Mikser i VCA

P11…P13 z rezystorami R1…R3 na rys. 1 mieszają trzy przebiegi, następnie sygnał trafia przez zacisk 34 do VCA. VCA tworzą T8…T10, sterowane napięciem doprowadzanym przez zacisk 30.

Cyfrowym odpowiednikiem jest suma przebiegów pomnożona przez obwiednię i modulację amplitudy. Wzmocnienie nie odtwarza dokładnej nieliniowej charakterystyki pary tranzystorowej. Przy dużej sumie poziomów przebiegów miks jest normalizowany, aby zapewnić przewidywalny zapas poziomu. Wyjście ma domyślnie −12 dB. Taka normalizacja i kontrola poziomu są udogodnieniami cyfrowymi, nie cechami potwierdzonymi dla biernego miksera oryginału.

4. Obwiednia: nie klasyczne ADSR

W tekście i na rysunku występuje oznaczenie „ASDR”, ale opis jednoznacznie podaje trzy odcinki: atak — brzmienie/trwanie — wybrzmiewanie. P9 ustala atak, P8 wybrzmiewanie. Czas odcinka środkowego wynika z długości trzymania klawisza. Nie ma niezależnego parametru Decay i poziomu Sustain typowego dla czteroparametrowego ADSR.

US2 jest ogranicznikiem-integratorem; diody wyznaczają granice napięcia. US3 przesuwa zakres sterowania dla VCA. Implementacja używa liniowego ataku i liniowego wybrzmiewania z podtrzymaniem do Note Off. Domyślne legato zachowuje ciągłość obwiedni. Tryb retrigger jest rozszerzeniem MIDI, z krótkim wygaszeniem ograniczającym klik przy ponownym ataku.

5. Vibrato i tremolo

US7 i US8 wytwarzają wolne przebiegi; T13/T14 sterują żarówkami Ż1/Ż2. Ich światło zmienia oporność FR1/FR2: pierwszy tor wpływa na wysokość, drugi na amplitudę. Opis podaje zakres około 4–8 Hz, regulowany P3/P4; P1/P2 ustalają głębokość przez jasność żarówek. R59/R65 dobiera się tak, aby żarówki znajdowały się na granicy żarzenia.

Zastosowano dwa niezależne sinusoidalne LFO o zakresie 4–8 Hz. Pominięto cieplną bezwładność żarówek, nieliniowość i pamięć fotorezystorów. Vibrato jest wyrażone w centach, tremolo jako tłumienie amplitudy. To czytelne regulacje muzyczne, nie przeliczenie pozycji oryginalnych potencjometrów jeden do jednego.

6. Sprostowania istotne dla interpretacji

Sprostowanie Znaczenie dla implementacji
PR1…PR48 klawiatury mają 100 kΩ. Dotyczy dzielnika klawiatury, nie 48 oscylatorów. MIDI zastępuje dzielnik.
FR1 i FR2 są typu RPP130. Potwierdzenie optycznego sterowania modulacją; nie zostały potraktowane jak zwykłe stałe rezystory.
R19 ma łączyć bezpośrednio wyjście US3 z jego wejściem odwracającym. Obowiązuje prawidłowa funkcja sprzężenia zwrotnego przy interpretacji przesuwania napięcia obwiedni.
Diody D1 i D2 należy przyłączyć odwrotnie. Uwzględniono właściwe kierunki ataku i wybrzmiewania z opisu; błędnego rysunku nie zamieniono w netlistę.
Na rys. 3 linia biegnąca w górę od US2 jest zbędna. Poprawka zasilacza; zasilacz nie występuje w modelu DSP.
PCB: połączenia R31/R33/R34 do masy; C3/C4/C5 do R15, nie R13; zamienione T8/T10 i oznaczenia C1/C2 zamiast C7/C8. Rysunek płytki nie jest bezkrytycznie traktowany jako poprawny schemat elektryczny.
Na str. 7 powinno być 10 kΩ oraz potencjometr 10 kΩ zamiast R12/R13. Usunięcie błędu 10 Ω w procedurze uruchomienia pamięci, nie parametr syntezy cyfrowej.
Na str. 8: 15 804 Hz; P9/P8 zamiast P9/P10; PR8; PR2/PR49. Właściwy zakres VCO i rozdzielenie regulacji obwiedni od regulacji sterowania.

7. Granice tej wersji

Nie ma modelu sieci ±15 V, regulacji punktów pomiarowych ani strojenia rezystorami. Nie ma drążka X–Y; jego funkcje zastępują sterowanie wysokością i poziomem w hoście. Nie odtworzono odrębnego trybu ręcznego otwierania VCA z pominięciem bramki klawiatury. MIDI velocity, sustain, wybór legato, pitch bend, presety i automatyzacja są rozszerzeniami.

Do dokładniejszej emulacji konkretnego egzemplarza potrzebne byłyby: pomiary przebiegów przy kilku częstotliwościach, widma konwertera sinusoidalnego, charakterystyka VCA i odpowiedź czasowa obu torów optycznych. Obecna wersja jest działającym instrumentem inspirowanym i opartym funkcjonalnie na dostarczonej dokumentacji, nie certyfikowaną kopią brzmienia sprzętu.