Seit etwa einem Jahr baue ich an einen Analog-Synthesizer in modularer Bauweise. Momentan sind 55 Module fertiggestellt. Ein sehr interessantes Modul möchte ich heute vorstellen. Den AnalogMultiplizierer / Ringmodulator.

Eine Möglichkeit, unharmonische Frequenzspektren zu erzeugen, besteht in der Verwendung eines Ringmodulators. An Stelle der klassischen Ringmodulatorschaltung wird für diesen Zweck eine gleichwertige integrierte Schaltung eingesetzt - der Vierquadrantenmultiplizierer. Gängige und beliebte IC’s sind der MC1495 bzw. der MC1496. In der DDR gab es für diesen Zweck den B222D (Doppelgegentaktmischer). Da ich noch eine ganze Menge, etwa 150 Stück, an russischen Modulatorschaltkreisen…

…in meinen Beständen hatte, bot sich die Entwicklung eines Multiplizierers/Ringmodulators/Analogrechner förmlich an. Es handelt sich um einen Vierquadrantenmultiplizierer (Produktionsdatum 1978) im Metall-CAN Gehäuse. Ein sehr schöner Vintage-Topf=). Die Innenschaltung des K140MA1 findet man hier. Mein Design basiert auf einer klassischen Multipliziererschaltung, die ich in einen älteren Elektronikbuch aus dem Jahre 1981 fand. Ich habe diese Schaltung überarbeitet, günstigere OPV eingesetzt, einen zusätzlichen Pufferverstärker nach dem I/U-Wandler eingefügt und die Eingänge Ux bzw. Uy mit invertierenden Summierern versehen, denen jeweils ein zusätzlicher inv. Verstärker nachgeschaltet wurde. Mit Hilfe von Umschaltern lassen sich quasi invertierte und nichtinvertierte Audio- bzw. andere Steuersignale (LFO etc.) an den Multiplizierer legen. Das ist sehr praktisch. Über ein Potentiometer, welches später in der Frontplatte montiert wird, stellt man das Ruhepotential für den X-Eingang ein. Die Eingangsoffsetspannung für den Y-Eingang wird per Trimmer auf der Platine symmetriert. Die Offsetspannung für den I/U-Wandler OPV kann ebenfalls per Trimmer eingestellt werden. Ich habe die Platine so gestaltet, daß sowohl TL07x, TL08x, 741, 748, LF357H, KP544UD1A (rauscharmer russischer µA740 Vergleichstyp) usw. zum Einsatz kommen können. Alle oben genannten OPV habe ich getestet. Gain für den Y-Eingang kann man per Trimmer auf der Platine, oder per ext. Potentiometer einstellen. Unsymmetrien innerhalb des Multiplizierers können mittels Trimmer ausgeglichen werden. Die Fehler der Multipliziererschaltung liegen unter 1%. Wer Gleichspannungssignale abtrennen will, fügt zwei Koppelkondensatoren vor dem Multiplizierer ein. Denkbar wäre auch jeweils ein Schalter, der die Koppelkondensatoren überbrückt. Die Platine ist, wie immer, handgezeichnet. Auf der folgenden Platine (Version3) habe ich den UA725HM als I/U-Wandler und 2x TL072 für die Summierer eingesetzt. Ganz brauchbar haben sich auch MAA748 von Tesla erwiesen. Dieser wird bei Verwendung, extern mit etwa 5-10pF frequenzkompensiert.

 

Das nächste Bild zeigt den Multiplizierer als Analogrechner, zB. um neue Signalformen zu schaffen. Hier sehen wir zB. das Produkt aus einer symmetrischen Dreieck- und einer Sinusspannung, die jeweils aus einem gemeinsamen Oszillator entnommen wurden. Auch sehr saubere Sägezahnspannungen lassen sich mit dem Multiplizierer darstellen, siehe unten für weitere Bilder:

 

Und so hört sich die ganze Geschichte dann an: diy-ringmodulator.mp3

Verwendet habe ich im Soundbeispiel: 3 VCO, x=2x sin, 1x triangle, y=1x sin, grob nach Gehör eingestellt. Am Ende des Beispiels noch y= 1xsin + LFO. Ein Video gibt es auch, welches den Multiplizierer in Betrieb zeigt:

YouTube Direkt

Oder auch dieses hier. Leider etwas übersteuert bei der Aufnahme.

Wer Interesse an dem Modul hat, kann sich gerne mit mir in Verbindung setzen. Anfragen sind also erwünscht. Auch zwecks Austausch b.z.w. zum Testen des Moduls. Anbieten (Wunschbestückung) kann ich spontan folgende getestete OPV im Metall-CAN Gehäuse: MAA741 , UA741HM, MAA748, MAA502, MAA501, LF357H, IL741HM, K140UD7. Redesign mit UA725HM für I/U-Wandler möglich. Plastik: KP544UD1A (1982, guter OPV), B082Dt, TL07x, B08x, (B109D, A109D - Redesign nötig). Multiplizierer: K140MA1 (UdSSR 1978, Metall-CAN, orginal und NOS). Die nächsten Bilder zeigen weitere generierte Signaleformen, die mit Hilfe des Multiplizierers erzeugt wurden:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

redled