Spannungsgesteuertes Tiefpassfilter (VCF = Voltage Controlled Filter)

 

Das spannungsgesteuerte Tiefpassfilter trägt in hohem Maße zu dem typischen Minimoog-Klang bei. Bei einer ganz bestimmten Einstellung klingt es zum Beispiel wie ein Wah-Wah-Gerät, mit dem Gitarristen den Sound Ihres Instrumentes aufpolieren, aber das ist nur eine von vielen Möglichkeiten. Der typische Charakter solch eines Tiefpassfilters besteht darin, dass mit zunehmender Steuerspannung immer mehr Oberwellen des am Eingang eingespeisten Signals zum Ausgang durchgelassen werden - eine Eigenschaft, mit dem sich je nach Hüllkurve recht interessante Klänge realisieren lassen.

 

Erhöht man die Steilheit des Filters (beim Minimoog wurde der betreffende Knopf mit "Emphasis" bezeichnet), so bildet das Filter einer Resonanzspitze aus, die wie ein Bandpass wirkt und die der Tiefpass-Eckfrequenz entsprechenden Töne besonders hervorhebt.

 

Beim Original Moog-Filter kann man diesen Effekt übrigens sehr schön an einer alten Aufnahme der Gruppe Camel (LP: Moon Madness) mit dem Titel "Lunar Sea"  (nach dem sehr langen Vorspiel) nachvollziehen. Die Filterfrequenz wird dabei durch den LFO über den gesamten Bereich hin und her verschoben. Wenn sie die obere Grenze erreicht, erhält der Klang einen extrem kristallklaren, sphärischen Charakter.

 

 

Die Schaltung

 

Das Filter besteht aus vier hintereinander geschalteten Tiefpässen, die durch die Kondensatoren C1 bis C4 und  die dazwischen geschalteten ICs realisiert werden. Der typische, serielle Tiefpasswiderstand wird hier jeweils durch einen OTA ersetzt (siehe Kapitel "VCA"). Aus diese Weise kann die Eckfrequenz des Filters durch eine Steuerspannung bestimmt werden, die mittels IC 10 in einen Steuerstrom für die OTAs verwandelt wird.

Die beiden Transitoren arbeiten, ähnlich wie bei den VCOs, als Exponentialwandler. Durch diese Tatsache kann die Filterfrequenz mit dem Keyboard synchronisiert werden, was zu vielen interessanten Effekten führt und, bei der Einstellung "Dreieck-VCO", auch sinus-artige Klänge ermöglicht.

Das Filter benötigt mindestens 4 verschiedene Steuereingänge, deren Signale an der Basis von T1 gemischt werden: Die Filter-Basisfrequenz, das Hüllkurvensignal, das Modulations-Signal und die Keyboard-Tonhöhen-Steuerspannung (KOV).

Die Filtergüte kann mit P5 verändert werden: Ein Teil des Ausgangssignals wird zum Eingang über eine Rückkopplungs-Schleife (Gleichphasigkeit) zurückgeführt, wobei IC 11 für die erforderliche Phasenlage sorgt. Die auf die OTAs folgenden Op-Amps arbeiten als Impedanzwandler und dienen zur Entkopplung der einzelnen Stufen.

 

 

Oszillator (VCO)

Exponentialkonverter

Exponentialkonverter Hintergrundwissen

Sample and Hold

LFO-Schaltung

VCO-Expo-Platine

S&H-LFO-Platine

Verdrahtung Teil 1 und Blockschaltbild

Mechanischer Aufbau

Triple VCA

Power Supply

Noise Unit

Hüllkurvengenerator (ADSR)