I. Behringer WASP: Анатомия любви и ненависти

WASP... Самый тяжёлый обзор в моей жизни...

Вот вроде смотришь - много в нём хорошего. И вроде всё как у всех - осцилляторы... Два.

Волноформы - тоже две. Как раз, самые главные - пила и прямоугольник. Есть даже "улучшенный" (ENH) прямоугольник, а на первом генераторе прямоугольник с регулируемой скважностью (PWM).

Есть мультирежимный (+ТРИ режима помимо традиционного НЧ!) фильтр с резонансом.

Есть две огибающие - ADS на амплитуду и AD на фильтр. Последняя, кстати, с задержкой(!). Плюс, режим автоматического перезапуска любой из этих огибающих. Весьма оригинальная функция, кстати.

И, наконец, LFO с множеством волноформ (синус, две пилы (прямая и обратная), прямоугольник, шум и случайные уровни вроде Sample and Hold) и с традиционными возможностями модуляции - высоты тона генераторов и частоты среза фильтра.

В модуляциях от LFO и огибающей фильтра есть даже что-то новое - возможность модуляции как "в плюс", так и "в минус".

Ну вот точно не хуже чем у других! А по некоторым параметрам и лучше.

И вроде всё как у людей.

И цена сейчас огонь! Менее 14 тыс.руб. на конец 2022 года. Это за полноценный аналоговый синтезатор с MIDI-интерфейсом и железно-деревянным корпусом!..

Будем разбираться...

Если совсем-совсем коротко (вдруг кто-то не знает), Behringer WASP Deluxe - современный клон одного бюджетного и для своего времени весьма необычного монофонического аналогового синтезатора WASP Deluxe, выпущенного британской компанией Electronic Dream Plant (EDP) в 1979 году.

WASP Deluxe - это вторая(*) и последняя модель синтезатора, выпущенная данной компанией. Первую же модель - WASP (без приставки "Deluxe"), компания-производитель выпустила годом ранее - в 1978-м. Причём, спустя всего лишь год с момента образования самой компании Electronic Dream Plant - в 1977 году.

(*) "Второй" эту модель я называю потому, что первые две схемотехнически не отличались друг от друга и являлись по сути двумя "косметическими" редакциями одного и того же самого первого синтезатора - EDP WASP.

А первый WASP (Оса) был весьма неуклюжим изделием.

Имел предельно дешёвую сенсорную клавиатуру, которая "славилась" ложными срабатываниями (особенно в сырости клубных подвалов), был крайне экономно спроектирован и построен на весьма недорогой элементной базе.

Несносно звучащий встроенный динамик тоже не добавлял крутости этому синтезатору, хотя и не был обязательным устройством воспроизведения синтезируемых звуков.

А что вы хотите? На всё про всё у молодой компании-производителя было 10 тыс. фунтов, которые им выделил на запуск производства синтезаторов лондонский музыкальный магазин Rod Argent's Keyboards, где потом эти же синтезаторы и продавались по цене чуть менее 200 фунтов.

Впрочем, дешевизна при формально многообещающих характеристиках и была основной идеей создателей этого инструмента и идею эту они блестяще воплотили (*).

(*) Вообще-то, первенец WASP получился более дорогим, нежели задумывалось изначально. Так что выпущенный заметно позже Gnat (Комар) гораздо больше соответствует первоначальному замыслу разработчиков. Этот синтезатор продавался вдвое дешевле (99 фунтов), имел большинство функций WASP, но только один НЧ-фильтр и один осциллятор, звучание которого, правда, напоминало звук синтезаторов с двумя генераторами. Конструкция Комара была ещё технологичней - абсолютно всё, включая динамик, располагалось на одной печатной плате. Была оптимизирована и эргономика управления.

В отличие от WASP первой версии, во второй версии (Deluxe) был реализован микшер сигналов генераторов, а также был добавлен инструментальный вход для третьего источника сигнала, логически размещённый перед фильтром (VCF).

С этого момента WASP перестал быть игрушкой и потому, видимо, именно эту версию Осы Behringer и реинкарнировал, попутно сделав несколько изменений в конструкции, актуализирующих этот синтезатор для использования его в XXI веке, но сохраняющих при этом его функциональную аутентичность.

Во-первых, версия от Behringer была переведена в класс "автономных модулей". Устройство можно эксплуатировать как в составе модульной системы (его размеры стандартизированы под формат "Eurorack", а в комплект поставки входит шлейф для "внутреннего питания"), так и в качестве отдельного синтезатора (для этого у изделия есть сетевой блок питания и свой весьма недурственный металлический корпус с деревянными боковинами, которому оригинал бы обзавидовался (см. заглавную фотографию)). Оригинальный WASP с его до неприличия дешманским корпусом, кстати, доставлял массу проблем своим владельцам: хрупкий пластик ломался, когда почти ничего не весящий синтезатор падал (а падал он часто), короткие саморезы, скрепляющие половинки корпуса, выпадали. Так что у Behringer просто не было выбора, кроме как снабдить в общем-то неплохое по замыслу его создателей устройство приличным корпусом.

Во-вторых, Behringer выполнил одну жизненно необходимую в XXI веке модификацию - заменил абсолютно бесполезный сейчас интерфейс Link Socket (о нём будет сказано в следующем разделе) на MIDI-интерфейс - как аппаратный (кстати, с поддержкой PolyChain), так и логический, работающий поверх USB.

И кстати, замена эта произошла совершенно без потерь. Скорее наоборот!

Оригинальные EDP WASP можно было соединять вместе (в любом количестве) благодаря их интерфейсу Link Socket, но играли они при этом сугубо в унисон. Behringer же, реализовав гораздо более интеллектуальную функцию PolyChain, наделил модули WASP возможностью играть настоящую полифонию.

В третьих, видимо "для души", Behringer реализовал ещё один дополнительный режим работы генераторов - ENH (о нём тоже поговорим далее).

В четвёртых, был добавлен ещё один режим работы фильтра - режекторный (NOTCH).

В пятых, Behringer позволил настраивать (через фирменное приложение SYNTHTRIBE, параметр "Key Priority") реакцию синтезатора на нажатие двух и более клавиш. В оригинальном WASP клавиатура всегда отдавала приоритет самой высокой сыгранной ноте, и это, пожалуй, самое оптимальное поведение, потому что если в этом случае удерживать палец на низкой ноте и одновременно с этим играть на высоких нотах, то будет создаваться эффект, напоминающий гитарный теппинг. Однако у владельцев современного WASP Deluxe есть выбор и в пользу других алгоритмов.

В шестых, Behringer реализовал небольшую горстку приятностей вроде двух выходов с разными уровнями сигнала для того, чтобы можно было использовать вместе с воссозданным синтезатором и педали эффектов.

А ещё независимые выходы сигналов двух осцилляторов - ОSC1 и OSC2, и MAIN (главный выход) на mini-Jack (помимо выделенного mini-Jack выхода на наушники).

MAIN и PHONES, кстати, с раздельными регулировками громкости, а EXT - c регулировкой уровня в микшере.

Основной выход на mini-Jack-е, к слову, можно использовать для организации петли обратной связи при помощи patch-корда. В одном из следующих разделов послушаем как это может звучать.

Не могу пока утверждать наверняка, но по-моему кое-что в своей реплике Behringer ещё и "допилил" относительно оригинала. В частности - регулятор BEND, который у EDP WASP в среднем положении имел чрезмерно широкий (почти 90 градусов) сектор нечувствительности к поворотам. У Behringer это такая же банальная "крутилка" а-ля регулятор уровня громкости, но по ощущениям, работающая чуть более адекватно - с меньшим углом сектора. Хотя можно было бы, например, просто установить переменный резистор со "стопором" в среднем положении.

Короче, WASP Deluxe от Behringer заставит вас ощутить максимально возможную толику боли и страданий, испытываемых небогатыми музыкантами конца 70-х - начала 80-х, но не более, чем сможет вынести избалованный покупатель родом из первой четверти 2000-х.

Однако давайте всё же закончим с создателями WASP - Electronic Dream Plant.

В 1979 году компания понесла финансовые убытки, в результате чего один из двух основателей компании и он же - главный разработчик Крис Хаггетт (Chris Huggett), покинул компанию в начале следующего года.

Заявление о банкротстве он подал после того, как долги перед поставщиками компонентов превысили допустимый уровень.

EDP ​​закрылась в 1982 году, а Крис Хаггетт (Chris Huggett) вместе с Полом Виффеном (Paul Wiffen) учредили другую британскую компанию OSC, производившую OSCar synthesizer в сотрудничестве с Энтони Харрисоном-Гриффином (Anthony Harrison-Griffin), независимым продукт-дизайнером, отвечавшем за уникальный внешний вид и сборку синтезаторов OSCar.

OSCar также был задуман как доступный синтезатор со сложным синтезом, но такого же большого распространения как и WASP он не получил. Всего "машинок" OSCar было продано 2000 единиц. Естественно, OSCar был более продвинутым синтезатором, нежели WASP, хотя также имел два генератора и полноразмерную трёхоктавную клавиатуру. OSCar был одним из первых программируемых синтезаторов, имевший арпеджиатор и шаговый секвенсер.

Поработал Крис Хаггетт (Chris Huggett) и в Akai. Там он, например, написал операционную систему (ОС) для Akai S1000 sampler, над проектированием аппаратной части которого трудился Дэвид Кокрелл (David Cockerell). Участвовал Хаггетт и в создании последующих моделей линейки Akai Sampler, включая S3200, ОС которой он закончил в 1993 году.

Во время своей работы в Akai, Крис Хаггетт получил от Novation  предложение о совместной работе. И уже в 1992 году Novation вместе с Крисом Хаггеттом разработали синтезатор, основанный на наследии WASP и Gnat, который был назван Bass Station.

В 2010-х годах он был расширен и переработан, и теперь известен нам как Bass Station 2.

Этот инструмент представляет собой доступный моносинтезатор, конкурирующий с такими инструментами, как Arturia MiniBrute и Korg MS20 mini.

Ключевые характеристики Bass Station 2 имеют много общего с EDP WASP.

Однако и более поздние продукты Novation, такие как PEAK, продолжают придерживаться философии цифрового «Оксфордского осциллятора», впервые разработанного EDP. Вот что об этом заявляет сама компания Novation:

22 октября 2020 года Крис Хаггет (Chris Huggett) умер от рака.

Но вернёмся в начало 80-х...

После банкротства EDP, второй её основатель, музыкант Адриан Вагнер (Adrian Wagner) учредил другую компанию Electronic Dream Plant (Oxford).

Основанная Адрианом Вагнером компания стала производить Gnat (Комар) - упрощённую версию WASP - синтезатора с одним генератором.

Этот, в общем-то игрушечный синтезатор, опираясь на схемотехнику и дизайн WASP, создал независимый разработчик Энтони Харрисон-Гриффин (Anthony Harrison-Griffin).

В 1981 году Адриан Вагнер (Adrian Wagner) покинул основанную им  Electronic Dream Plant (Oxford) и основал Wasp Synthesizers, которая произвела очень ограниченный тираж специальных версий WASP и Gnat. Эта компания просуществовала менее года.

После этого Адриан оставил мир синтезаторостроения, переехал в Уэльс и продолжил выпускать музыку на своем лейбле Mediaquest, а также занялся другими своими увлечениями - фотографией и живописью.

Его вклад в мир электронной музыки нельзя недооценивать — придумать и вывести на рынок синтезатор, который был бы действительно доступным, было немалым подвигом. Кроме того, грубые, грязные звуки, на которые было способно их с Крисом Хаггеттом детище, сделали его популярным среди тех, кто избегал эстетики прогрессивного рока конца 70-х, завоевав за эти годы сердца таких исполнителей, как Vince Clarke, Chris Carter of Throbbing Gristle, 808 State, Will Gregory и многих других.

Адриан скончался 22 июня 2018 года.

А теперь... собственно, WASP!

Начнём с них...

Коллеги-обзорщики, журналисты - все как один говорят, что генераторы у WASP "цифровые". И понять коллег можно. Производитель сам, буквально на подсознательном уровне отгораживается от классичеcких true-аналоговых VCO и свои генераторы называет просто осцилляторами. Понимаете на что я намекаю? Генераторы WASPа не управляются напряжением (генератор ФАПЧ не в счёт!). Косвенно на цифровую природу осцилляторов данного синтезатора указывает и отсутствие у него аналогового CV/Gate-интерфейса, вместо которого EDP организовал "цифровой" интерфейс, больше напоминающий MIDI.

Вот соответствующее описание из руководства пользователя EDP WASP:  

А вот схема разъёма Link Socket, которую я здесь привожу для того, чтобы дистанцировать подсистему управления оригинальным синтезатором и от чисто цифрового MIDI-интерфейса, и от сугубо аналогового CV/Gate.

Ну то есть, вы понимаете, это чисто логический принцип управления, а не цифровой в современном понимании этого слова. Тут нет действительно цифрового протокола последовательной передачи команд. Тут, судя по всему, имеет место быть параллельное выставление кода ноты при помощи 4-х разрядного двоичного числа (NOTE A-D), которое позволяет закодировать максимум 16 значений (чего хватает с избытком для кодирования 12 нот одной октавы).

Для кодирования же номера октавы, судя по всему, выделено два двоичных разряда (2 бита) на отдельных линиях (OCTAVE-A и OCTAVE-B), что позволяет выбирать одну из максимум четырёх октав (*).

(*) Behringer, видимо и это ограничение перенёс в свою реплику, потому что ноты, выше C5, WASP Deluxe просто игнорирует. И если вам нужно исполнить что-то в верхнем регистре, будьте добры перенести сами ноты ниже, а уже переключателями регистров осцилляторов добивайтесь нужной вам высоты звучания. Благо, на высоту звучания осцилляторов ограничения не распространяются. Минимальный "футаж" составляет 2 фута (FT 2'). Максимальный - 32'.

И, наконец, один бит - одна линия (TRIGGER), это простой сигнал типа ВКЛ/ВЫКЛ звучание ноты.

К слову, своё обещание EDP выполнила, выпустив Spider (Паук) цифровой 252-шаговый секвенсер, который мог работать и в реальном времени, сохраняя в этом режиме до 84 нот.

Паук в точности сохранял момент взятия ноты и её длительность, которая не могла превышать 5 секунд. И, как вы понимаете, тут уже была настоящая "цифра", потому что такая секвенция могла храниться исключительно в цифровой форме в памяти устройства.

Соответственно и шаговый режим у Spider отличался от такового в классических секвенсерах аналоговых синтезаторов, управление у которых было аналоговым. Да-да! Я про тот самый CV (Control Voltage / Управляющее Напряжение), который управляет частотами всех генераторов классического аналогового субтрактивного синтезатора. Аналоговый уровень управляющего напряжения (CV) в те времена проще всего было задавать и, по сути, механически сохранять при помощи переменных резисторов - по одному на каждый шаг секвенсера. Вот потому у подавляющего большинства аналоговых секвенсоров того времени длина секвенций и не превышала 8 или 16 шагов. Потому что требовала линейку из как минимум 8 или 16 переменных резисторов. Больше шагов - больше переменных резисторов.

Однако клавиатура WASP была в полной мере цифровой и выдавала коды нажимаемых клавиш на тот самый Link Socket. Так что всё что нужно было делать Пауку, это просто принимать с клавиатуры WASPа коды клавиш и сохранять их в своей 512-байтной памяти.

Spider позволял удалять записанные в секвенцию ноты, вставлять паузы и даже синхронизировать воспроизведение секвенции с синхросигналами на магнитной ленте, что было очень полезным при многодорожечной записи.

И весь этот впечатляющий для своего времени прогресс был обусловлен инновационным подходом, инспирированным бюджетностью WASP.

Короче. Клавиатуру WASP (вернее, её управляющую схему) и вправду можно считать цифровой, а вот генераторы у WASP всё равно не вполне цифровые. Или даже вовсе не цифровые. Они тут скорее "импульсные". Может на операционниках, а может на логических элементах с делителями. Но всё равно это ещё не "цифра".

Применительно к звуку "цифра", в наше время, это оцифрованный образ периода какого-то колебания. Это вообще другое. "Цифровой сигнал", это когда форму колебаний описывают при помощи чисел. Числа эти, в свою очередь, закодированы при помощи множества комбинаций бинарных уровней электрического напряжения. Описанный таким образом сигнал невозможно воспроизвести без цифро-аналогового преобразования.

А у WASPа всё совершенно не так. Во времена оригинального EDP WASP такой "цифры" не было. Вернее, она была, но была дорогой. WASP же - очень бюджетный аппарат. Так что и в Сервис мануал заглядывать не нужно. Ясно же, что там простая копеечная логика. Памяти у этого синтезатора нет, поэтому сигнал зарождается в недрах аналоговых по своей сути транзисторных схем. Сигнал этот непрерывный. Его форма полностью аналогична форме итоговых звуковых колебаний, а значит генераторы у WASP самые что ни на есть аналоговые и говорить о том, что они цифровые - в корне не верно.

Гораздо более верным будет утверждение о цифровом управлении генераторами. О цифровом методе получения частот музыкального звукоряда из некой базовой частоты путём применения к ней разных делителей.

Впрочем, это "лирика". В первую очередь нас должна волновать форма сигналов, порождаемых генераторами WASPа. Вот на волноформы и посмотрим для начала. А чтобы было от чего отталкиваться, сигналы генераторов Behringer WASP Deluxe я буду сравнивать с сигналами формально очень похожего на WASP клона другого синтезатора - Octave Cat (естественно, тоже в реинкарнации Behringer).

В общем, далее у нас главными действующими лицами будут Кот и Оса.

Итак, ОБРАТНАЯ ПИЛА.

Вот так выглядят осциллограммы пилообразных сигналов Behringer Cat (слева) и Behringer WASP Deluxe (справа):

На первый взгляд всё очень похоже.

Весьма похоже оно и звучит...

...но если приглядеться повнимательней, то у WASP очень ярко выражены какие-то паразитные колебания на пиках, на самом острие зубов его пилы. Вот взгляните:

У WASP (справа) очень острая пила. В то время как у Кота (слева) всё заметно мягче.

И чтобы понять, как это отражается на звучании давайте посмотрим на спектры:

Спектры очень похожи, что логично - и WASP и Cat генерируют довольно правильные и схожие между собой по форме "пилы". До шестой гармоники включительно, Кот выглядит чуточку "жирнее" - уровни этих высших гармоник у него немного превышают таковые у WASP. Уровни седьмой гармоники (частота ~2.7 кГц) уже равны, а далее высшие гармоники у Behringer Cat затухают быстрее, нежели у WASP и я так подозреваю, что в итоге пила у WASP должна звучать "грязнее" и более "плоско".

Впрочем, послушайте ещё раз сами, но уже со знанием дела и в почти оригинальном качестве:

Порядок следования сэмплов: 3x(Cat-WASP-).

Теперь перейдём к ПРЯМОУГОЛЬНИКУ со скважностью 2, именуемому в народе просто КВАДРАТом, а в среде профессионалов - меандром.

Вот так выглядят соответствующие волноформы у Кота (слева) и Осы (справа):

Смотрите насколько правильная форма "квадрата" у Behringer WASP Deluxe!.. Ну чистый меандр! У кого-то есть ещё вопросы относительно происхождения сигнала с такой формой?

А вот у Behringer Cat правильность формы прямоугольника оставляет желать лучшего и больше напоминает параллелограмм (но называемый квадратом) UNO Synth и Korg Monologue из моего сравнительного обзора Korg Monologue vs. MS-1 & UNO Synth.

Однако вряд-ли (не-)совершенство формы прямоугольного сигнала влияет на его музыкальность. В вышеупомянутом сравнении трёх синтезаторов был и Behringer MS-1 с генератором на основе клона чипа V3340, у которого как и у WASPа вполне себе "прямоугольный квадрат" без закосов под параллелограмм, но при этом нет пресловутого зудения, присущего WASPу.

Так что не надо быть семи пядей во лбу, чтобы начать искать причину "незвучания" Behringer WASP в углах генерируемого им прямоугольника:

Верхняя грань параллелограмма Кота - слева, прямоугольника Осы - справа. Вопросы есть?

У меня нет. От меандра WASP просто таки разит банальной КМОП-логикой!

Ну разве что на спектры можно ещё взглянуть, чтобы подвести "звукомузыкальную" фактологию под уже высказанные ощущения и предположения:

Как видите, спектр Behringer Cat, соответствует "прямоугольной классике". В нём нет чётных гармоник и он достаточно равномерно и последовательно затухает.

Спектр Behringer WASP - это просто "каша"! Это смесь из чётных и нечётных гармоник. При этом, амплитуды чётных гармоник (которых по идее у "квадрата" быть не должно) не так уж и малы, а начиная с 10-й гармоники и вовсе начинают превосходить по уровню "законные" нечётные гармоники. И если у Кота мало-мальски звучащие обертона заканчиваются на 7.5 кГц, то у WASP это безобразие продолжается чуть-ли не порога слышимости высоких частот*.

(*) Границу слышимости высоких частот ухом взрослого человека часто считают 16 кГц, но на практике уже 12 кГц воспринимаются как очень тонкий и очень тихий звук типа комариного писка. Звуки с такими частотами музыкальными инструментами, например, вообще не воспроизводятся. Так у фортепиано самая высокая нота (До шестой октавы) звучит на частоте немногим более 4 кГц.

В итоге "квадрат" WASPа в сравнении с классическим "квадратом", например, Cat, звучит раздражающе грязно и не музыкально. Впрочем, послушайте сами:

И тот же самый звук без видео в более высоком качестве (96 кГц / 24 бит):

Порядок следования сэмплов: 3x(Cat-WASP-).  

Лично я уже сделал выводы, но...

Уже после того, как были сделаны все тесты и выводы относительно устройства WASP (теперь я знаю точно - правильные), я решил всё же подтвердить все свои догадки, что называется, в первоисточнике. Благо, сделать это совсем не сложно, ибо в сети есть Service Manual пусть и плохого качества, но зато дополненный перерисованными уже на компьютере схемами с разбивкой по модулям. Вы и сами можете скачать этот документ прямо отсюда:

Я не являюсь специалистом в области электроники, поэтому дальнейшее описание будет описанием, сделанным дилетантом. Соответственно просьба - быть терпимей. Ну и если вам не нравится мной написанное в этом разделе, или совершенно непонятно, что и как - милости просим сразу в ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИТОГ в конце данной статьи.

Ну а я... начинаю...

Вот так выглядит вся схема EDP WASP (ну и в общих чертах схема Behringer WASP, думаю, тоже):

И если вам показалось, что это что-то архисложное, то уверяю вас - вам показалось.

Всё что касается генерации сосредоточено в верхней части листа. Слева - генераторы меандра, справа - пилы и ШИМ (PWM). Для начала взглянем на схему генератора "квадрата":

На схеме отображены оба генератора меандра WASP. Идея, положенная в их основу их работы такова:

"Каким-нибудь источником" в схеме WASP является широко распространённая и недорогая микросхема-таймер NE555 (U2 для OSC1 и U1 для OSC2). Из Service Manual (стр.3, п.11) можно узнать, что базовая частота задающих генераторов на этой микросхеме равняется 250 кГц (неслабый такой ультразвук, да?).

Счётчики-делители - микросхемы U24 и U37 представляют собой КМОП D-триггеры 4013. В них происходит деление базовой частоты каждого задающего генератора на 2 или на 4 (то есть, по сути, понижение на одну и две октавы).

С этого момента сигналы осцилляторов WASP приобретают вид того самого "квадрата", осциллограммы и спектры которого мы наблюдали выше и звук которого сравнивали с "параллелограммом" Behringer Cat.

Выбор из уже поделённого на октавы базового сигнала происходит в микросхеме U36, представляющей собой сдвоенный 4-канальный аналоговый мультиплексор-демультиплексор или, говоря проще - переключатель одного из четырёх входов на единственный выход. Таких мультиплексоров в корпусе микросхемы 4052 как раз два шт. - по одному на каждый осциллятор.

Обратите внимание, сама работа с сигналом происходит "аналоговым способом" - микросхема его просто коммутирует.

Выбор входа, коммутируемого с выходом, осуществляется путём установки двухразрядного адресного кода на управляющих входах микросхемы-переключателя 4052.

Для получения соотношений частот, составляющих равномерно темперированный строй, "квадратный" сигнал базовой частоты, находящийся в диапазоне одной из трёх выбранных октав, делится синхронными 8-битными счётчиками типа 40103 (U25 для OSC1 и U26 для OSC2). Все возможные значения делителей для этих счётчиков представлены в следующей таблице:

"Условные" коды делителей базовой частоты в шестнадцатеричной системе счисления представлены в колонке hex, в левой части таблицы. В единицу времени один такой код держит в своей памяти микросхема типа 4174 (U30). А сами эти коды образуются в результате сканирования линейки сенсорных клавиш WASP. Схему приводить не буду - вы без труда найдёте её в нижнем левом углу оригинальной схемы Осы или же в перерисованном виде на стр.17 Service Manual, PDF-файл которого есть в этой статье.

"Условные" коды, которые по сути являются просто номерами сенсорных клавиш WASPа преобразуются в значения делителей в достаточно хитром логическом блоке. Схему его я тоже тут приводить не буду. При желании вы сами найдёте её во всё том же Service Manual на стр.21. Просто всё это не имеет никакого значения для звука и почти наверняка в Behringer WASP Deluxe даже не реализовано.

В некотором роде нас могут интересовать сами значения делителей и они приведены в самой последней колонке hex вышеприведённой таблицы (колонка с синими числами не в счёт, потому что это просто десятичные значения тех же самых делителей).

Давайте представим, что октава выбрана без делителя на 2 или на 4. То есть, на вход "нотного делителя" подаётся исходный 250 кГц сигнал произвольной формы. В счётчике "нотного делителя" он превратится в меандр, с этим всё понятно. Но главное, давайте представим, что сыграна при этом самая верхняя нота До (код 00 hex, делитель 7A hex / 122 dec). Делим базовую частоту 250 кГц на 122 и получаем 2049 Гц. Ближе всего к этой частоте - 2093 Гц, что соответствует ноте До четвёртой октавы или ноте C7 в привычной современным "цифровым музыкантам" американской нотации. Но обратите внимание - значение частоты близко к искомой, но не точно с ней совпадает. Чтобы было точно, надо чтобы частота задающего генератора равнялась 255.349 кГц. Эту подстройку можно сделать подстроечником TUNE.

Предположим, мы сделали подстройку и теперь рассчитаем частоту другой ноты - почти на октаву ниже - Ре (код 0A hex, делитель DA hex / 218 dec):

И это практически в точности соответствует частоте 1174,7 Гц, ноты Ре третьей октавы, она же - D6.

Теперь давайте посчитаем частоту ноты Соль (код 05 hex, делитель A3 hex / 163 dec), но со сдвигом на октаву вниз. То есть, с октавным делителем f/2:

И это также совпадает с частотой ноты Соль второй октавы - 783,99 Гц. Она же - G5.

Ну и последнее. Давайте посчитаем частоту ноты Ми (код 08 hex, делитель C2 hex / 194 dec), но со сдвигом уже на две октавы вниз. То есть, с октавным делителем f/4:

И это также совпадает с частотой ноты Ми первой октавы - 329,63 Гц. Она же - E4.

Ну что-ж, по-моему мы неплохо разобрались в том, как был устроен EDP WASP и почему он был дёшев, но при этом имел ряд преимуществ перед гораздо более дорогими изделиями маститых синтезаторостроителей того времени.

Исходя из вышеприведённого описания сейчас мы можем сделать грубое предположение о схемотехнике реплики - WASP Deluxe от Behringer.

В XXI веке нет нужды повторять всю эту логику на дискретных элементах. Её можно с лёгкостью повторить на копеечном микроконтролёре, который всё равно надо ставить, коли уж Behringer решил заменить клавиатуру синтезатора MIDI-интерфейсом. В итоге, из схемы Behringer WASP Deluxe почти наверняка были изъяты блоки, которые я попытался закрасить на схеме оригинального WASP розовым цветом:

Приличная однако площадь подлежит оптимизации. Не так ли?

Думаю, дальнейшее углубление в схемотехнику WASP избыточно. Лично мне с абсолютной ясностью понятно, почему WASP звучит именно так как он звучит и насколько он аналоговый, а насколько цифровой.

Однако перфекционизм - страшная штука, поэтому приведу схему генераторов пилы и ШИМ-прямоугольника. Вот она:

Блок состоит из двух параллельных веток обработки исходных сигналов, определяемых входами GLIDE-A (для OSC-1) и GLIDE-B (для OSC-2).

В каждой ветке сигналы c "квадратной" формой волны могут независимо делиться микросхемами счётчиками 4024 (U8A и U15A) на 2, 4, 8, 16, что и даёт нам те самые регистры осцилляторов - 2' (нет деления), 4', 8', 16', 32'. Выбор регистра осуществляется сдвоенными галетными переключателями S1 и S3.

В этом же блоке из меандра делается пила (цепью на простеньких операционных усилителях Нортона типа LM3900, триггерах 4013 и ключах 4016). Опять же, пусть вас не смущает "обилие" микросхем. В реальности все четыре операционных усилителя LM3900, например, размещаются в одном корпусе. То есть, на плате это будет одна единственная микросхема. Это я к тому, что схема WASP весьма проста, но в то же время, как мне кажется, не лишена изящества.

Ну и, наконец, из пилы первого осциллятора (OSC1) делается прямоугольный сигнал с переменной скважностью. Делается он схемой на трёх инверторах (логических элементах "НЕ") U11 типа 4069 (также расположенных в одном корпусе, кстати).

Внимательный читатель наверняка обратил внимание на то, что из блока делителей частоты нот выходили сигнальные линии, подписанные как NOTE DIV-A и NOTE DIV-B, а в блок формирования пилы и ШИМ приходят какие-то "ГЛАЙДы"...

Ну да, действительно эти два вышеназванные блока соединены между собой посредством блока портаменто. Того самого эффекта GLIDE. Вот его несложная схема:

Как видите, блоки GLIDE одинаковы для двух осцилляторов и построены на одинаковых микросхемах типа 4046, представляющих собой генераторы с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ).

Для неискушённого слуха звучит страшно, но на самом деле всё там вполне просто и понятно. И если вот прямо совсем-совсем грубо, то принцип действия этого блока такой:

Внутри каждой микросхемы есть собственный генератор меандра, управляемый напряжением, и есть компаратор (даже два), при помощи которого частота внутреннего генератора непрерывно подстраивается под входящую частоту. Скорость этой автоподстройки задаётся конденсаторами C17 для первого осциллятора и C32 для второго, а также значениями сдвоенного переменного резистора VR11. Вот этот переменный резистор и есть тот самый регулятор GLIDE на панели синтезатора:

Если скорость подстройки частоты мгновенная, то мы эффекта портаменто не слышим. Если скорость мала, то вот он вам тот самый эффект Glide.

Зачем я всё это так подробно расписываю?

А вот зачем!..

Когда мы рассуждаем о каком-нибудь классическом аналоговом субтрактивном синтезаторе, то нередко говорим, мол, вот у него такой-то осциллятор. Ну взять тот же V3340. И всем всё понятно. Пила, треугольник, прямоугольник, всё это генерируется в вышеназванном чипе, имеет определённую форму волн и определённым образом звучит.

Но когда мы говорим о генераторах WASP, тот тут всё совсем по-другому.

Оказывается, что бы там не генерировал таймер NE555 и далее триггеры и счётчики, всё это не имеет почти никакого значения, потому что в конечном итоге "квадратную" форму волны генерирует внутренний генератор (причём, управляемый напряжением. Практически VCO!), встроенный в микросхему 4046. Но!.. только для второго осциллятора и только в положении селектора регистров 2'.

Как только вы переключаете регистр осциллятора 2 в положение 4' и далее до 32', то генератором прямоугольных импульсов "квадратной" формы по сути становится счётчик 4024 (U15A).

Для первого осциллятора генератором прямоугольных сигналов является и вовсе образованная из меандра пила, из которой сделали прямоугольный ШИМ-сигнал.

Ну и собственно генератор пилы у обоих осцилляторов устроен примерно одинаково (см. выше).

Иными словами, формально, в разных режимах/регистрах осцилляторы WASPа могут звучать чуть-чуть по разному.

Ну и как думаете, будет отличаться форма "нативного" прямоугольного сигнала (OSC2), полученного при помощи деления счётчиком базовых частот от прямоугольного сигнала, полученного из пилы (OSC1)?

Если судить по внешнему виду волноформ, то практически никак. Спектры же сравнивать нет смысла, поскольку прямоугольный сигнал первого генератора (OSC1) всегда широтно-импульсно модулированный, а установить ему скважность, точно равную двум (то есть, гарантированно превратить в меандр) не представляется возможным.

А как будет отличаться прямоугольный сигнал, порождённый генератором с фазовой автоподстройкой частоты (FT 2') от сигнала полученного при делении базовых частот счётчиком (FT 4' и далее)?

Сначала посмотрим на волноформы (слева - меандр, сгенерированный осциллятором ФАПЧ, справа - меандр, полученный делением базовой частоты счётчиком):

Мне кажется, вот тут уже отличия просматриваются. Так что можно и на спектры поглядеть (вверху - спектр меандра, сгенерированного осциллятором с ФАПЧ, внизу - спектр меандра, полученного делением базовой частоты счётчиком):

Как на мой взгляд, то различия в спектрах вполне заметны, а вот на слух, пожалуй что и нет:

В этом аудиофайле три раза воспроизводятся пары "ФАПЧ-квадрат" - "квадрат из счётчика". Каждый сэмпл звучит три секунды.

И, наконец, последний генератор, о котором я скажу лишь вскользь - генератор шума. Вот его электрическая принципиальная схема:

Построен генератор шума WASP на восемнадцатиразрядном статическом сдвиговом регистре (U34) типа 4006 и на трёх логических элементах "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ-ИЛИ". Такая схема широко применяется и известна под именем "Генератор псевдослучайных кодов". Производимый ею сигнал напоминает белый шум. Думаю, это всё что нам нужно знать об этом блоке WASP. Ну а если вас интересует принцип работы таких схем, то в Интернет вы без труда найдёт множество описаний любой степени подробности.

А на этом разговор о генераторах WASP я заканчиваю. В следующих статьях этого цикла я, возможно, коснусь схемы фильтра, но такого как сейчас разговора о схемотехнике синтезатора точно уже не будет.

Хотя обзор Behringer WASP Deluxe ещё очень далёк от завершения, мне уже сейчас предельно ясен генезис жужжащего характера звуков как оригинального EDP WASP (Deluxe), так и его клона Behringer WASP Deluxe. Но подробней скажу я об этом в самом конце всей серии обзорных статей, посвящённых данным синтезаторам.

Сейчас же возьму на себя смелость провозгласить два тезиса:

1) Причиной НЕмузыкальности и раздражающе зудящего характера звучания синтезаторов семейства WASP является "лязг" КМОП-логики его генераторов, который так просто не заглушить. В особенности слабеньким фильтром Осы.

2) Синтезаторы WASP, что называется, от и до - АНАЛОГОВЫЕ. Вся их якобы цифровая сущность ограничена применением логических интегральных схем и логических же приёмов в схемотехнике блоков клавиатуры и делителей частоты.

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ...

В материале использованы собственные фотографии и иллюстрации, а также общедоступные фотографии и иллюстрации с информационных ресурсов и сайтов производителей и продавцов музыкальных инструментов, права на которые принадлежат их владельцам.