Schaltungsprinzip

 

Die Schaltung des 24 dB / Oktave Filters aus dem alten Moog-Synthesizer geistert seit Jahrzehnten in zahlreichen Varianten durch viele Zeitschriften, Bücher und das Internet. Eine der obigen Zeichnung verwandte Version, die im Formant-Pro-Buch von Elektor veröffentlicht wurde, enthielt noch einen Fehler, der im hier gezeigten Schaltbild nicht mehr vorhanden ist. Doch nun zur Schaltung selbst: Das Eingangssignal wird zunächst über den OpAmp IC1 entkoppelt und um den Faktor 10 abgeschwächt. Die Widerstände sind so dimensioniert, dass sie dem Mixer-Ausgangssignal des an anderer Stelle dieses Blogs gezeigten Synthesizers angepasst sind. Über einen Entkopplungskondensator von 10 µF gelangt das Eingangssignal an die aus fünf Transistorpaaren gebildeten Tiefpasskette, die man sich ähnlich wie ein RC-Netzwerk mit "stromgesteuerten" Widerständen (Transistoren) vorstellen kann. Am Ende der Kette wird das Signal an den Emittern der beiden oberen Transistoren ausgekoppelt und einem Differenzverstärker zugeführt. Die Eingänge des Differenzverstärkers IC2, und da lag der beschriebene Fehler, dürfen nicht vertauscht werden. Bei den vier Kondensatoren von jeweils 47 nF handelt es sich um die frequenzbestimmenden Kondensatoren der Tiefpasskette. Die Filter-Eckfrequenz wird von Null bis zur Ultraschallgrenze mit den beiden unteren Transistoren gesteuert. Achtung: Der PNP-Typ BC557 hat die gleiche Pinbelegung wie der 547, wird jedoch mit negativer Spannung betrieben und voreingestellt (base frequency adjust). Der Q-Faktor des Filters kann bis zum Einsetzen der Eigenschwingungen mit dem vom Ausgang zum Eingang führenden Poti eingestellt werden. Der Eingang des BC557 funktioniert wie ein Addierer und ist mit verschiedenen Potis bzw. Trimmpotis verbunden, über die die Spannungen zur Steuerung des Filters zugeführt werden: Filter-Basisfrequenz, Hüllkurven-Hub, Modulationssignal und Tracking-Spannung (KOV).

 

Abgleich

Verwenden Sie für die Transistoren der Tiefpasskette nur selektierte Exemplare, also Transistoren, die in ihren Kennlinien nicht allzu sehr voneinander abweichen. Eine einfache Selektionsmethode finden Sie weiter unten.

 

  • Stellen Sie das Poti für den Q-Faktor (vom Ausgang zum Eingang führend) auf seinen kleinsten Wert ein und verändern sie das damit in Serie liegende Poti soweit, dass sich das Filter kurz vor dem Einsatz von Eigenschwingungen (Pfeifen) befindet.
  • Geben Sie ein oberwellenhaltiges Signal (Sägezahn) möglichst tiefer Frequenz (tiefste Note auf dem Keyboard) an den Filter-Eingang.
  • Verbinden Sie den Cutoff-Eingang mit der positiven Versorgungsspannung.
  • Stellen Sie das Cutoff-Poti auf Null.
  • Verändern Sie das Poti "Base frequency adjust" so lange von 0 nach minus, bis der Grundton des Eingangssignal gerade nicht mehr zu hören ist (tiefste Filter Eckfrequenz).
  • Drehen Sie das Cutoff-Poti in Richtung Maximum und stellen Sie sicher, dass der komplette Frequenzbereich bis zu den höchsten Tönen abgedeckt wird.
  • Den 100-k-Widerstand gegebenenfalls durch anderes Exemplar ersetzen, wenn der Bereich nicht ganz überstrichen wird oder bereits überstrichen ist, bevor sich das Poti am Anschlag befindet.
  • Das Poti an der Basis des BC557 kann ebenfalls zum Spreizen des Cutoff-Bereiches verwendet werden und darf danach nicht mehr verstellt werden.
  • Gehen Sie genau so vor bei den Modulations- und Envelope-Eingängen.
  • Verbinden Sie den Tracking-Eingang mit der KOV.
  • Stellen Sie einen hohen Q-Faktor ein.
  • Geben Sie ein Rauschsingal an den Filter-Eingang.
  • Stellen Sie den Trimmer am Tracking-Eingang so ein, dass die mit dem Filter erzielbaren Töne bei hohem Q-Faktor und Rauschen in relativer Weise den auf der Taste gespielten Tönen entsprechen.

 

Selektion der Transistoren

 

Die für die Tiefpasskette verwendeten Transistoren müssen möglichst gleiche Eigenschaften besitzen, wobei die absoluten Werte von untergeordneter Bedeutung sind. Wichtig ist, dass ihre Werte ziemlich nah beieinander liegen. Die kann man zum Beispiel durch eine Messung der Stromverstärkung ermitteln: Schalten Sie den zu testenden Transistor als Emitterfolger (Kollektor an Plus 12 V und Emitter über 10-k-Widerstand an Masse. Verbinden Sie ein Poti mit +12 V und Masse. Verbinden Sie den Schleifer des Potis über einen 10-K-Widerstand mit der Basis des Transistors. Stellen Sie das Poti ungefähr auf einen mittleren Wert ein und messen Sie die Spannung am Emitter. Die zu testenden Exemplare müssen möglichst bis auf die zwei Kommastellen den gleichen Wert aufweisen. Ideal wäre es, mindestens 50 Transistoren zu messen, deren Werte zu notieren und dann die 10 davon heraussuchen, deren Werte am dichtesten beieinander liegen.