Достатньо сильно поржавілі залишки від электрооргана Vermona ET 6-1 дістались мені після невідомо яких маштабів вандалізма. Врятовані від повного знищення вони не один рік чекали свого застосування.
Зрештою, ідея створення власного аналогового електрооргана поступово втілювалась. Почав я з проектування структурної схеми, що дало більше розуміння того, який саме електричний інструмент мені потрібен. До нього були три основні вимоги:
1. Це повинна бути не складна аналогова конструкція зроблена з недорогих доступних компонентів, основана на схематичних рішеннях серійних електроорганів, таких як Farfisa Compact Deluxe, Farfisa FAST і т.п.
2. Максимально компактний інструмент, який би легко транспортувався і в домашніх умовах не створював дискомфорт своїми габаритами. Чим не може похвалитись практично жоден електроорган 60-их років, так як зроблені вони були на транзисторних контурах у великій кількості, часто ще й з додаванням електровакуумних ламп (vacuum tubes). Та й в 70-их цей гігантизм продовжувався (хоч і без використання ламп). Це, мабуть, найбільший привід створити конструкцію власної розробки.
3. І звісно ж, в певній мірі імітувати за звучанням електромеханічний Хеммонд (Hammond).
Після тривалої чистки клавіш від іржі та покриття антикорозійною ґрунтовкою металевих частин, їх вижившої кількості майже вистачило на чотири октави з п'ятою С.
Оскільки, з початком цифрової ери технологічний розвиток аналогових клавішних інструментів остаточно зупинився (як і взагалі будь який технологічний розвиток, окрім клятих телефонів) розглянемо принцип роботи інструментів розповсюджений у 60-их роках мин.ст., за яким найвірогідніше і буде створена моя конструкція. Щоб швидко зрозуміти принцип роботи, слід розглянути наступний малюнок.
Для кожної ноти потрібен окремий генератор частоти (note generator, або, як ще називають frequency oscillator), всього їх знадобиться 12, починаючи з найвищої ноти на клавіатурі, тобто, в цьому випадку з С7. Для електронних генераторів я обрав діапазон від С3 (130.8Гц), до С7 (2093Гц). Генератор позначений на схемі як С працює на частоті 2093Гц, вихідний сигнал з нього поступає на нефіксуючий перемикач С7, тобо це і є клавіша С7. Крім того, вихідний сигнал з генератора С також подається на дільник частоти (frequency divider) 1d. Вихідний сигнал дільника 1d тепер в двічі менший частотою, тобто нота С7 перетворилась на октаву нижче - С6. Як видно зі схеми, таких дільників для ноти С потрібно чотири, тому що на клавіатурі нота С в п'ятьох октавах. Для інших одинадцяти нот знадобиться всього по три дільника частоти (на схемі показані тільки дві ноти - С і на пів тона нижча B, інші генератори та дільники підключаються аналогічно).
При натисканні клавіш сигнали з усіх генераторів та дільників з'єднуються і подаються на частотний фільтр T. Він потрібен для "пом'ягшення" звучання. Після чого вихідний сигнал подається на передпідсилювач та підсилювач потужності, або через ланцюг ефектів на кшталт leslie simulator, reverb і т.п.
За такою схемою можна отримати найпростіший поліфонічний клавішний інструмент, але його "голос" буде досить одноманітним і мало нагадуватиме звук органа. Все через те, що при натисканні однієї клавіши такий інструмент видаватиме "суху" ноту - без квінт, терцій, та парних гармонік. Традиційно для цього інструменти оснащені так званими перемикачами регістрів, або drawbars, які відповідають за наявність у звучанні відповідної гармоніки. Позначені вони як 16', 8', 4' і т.п. (таке маркування успадковано від духових органів). Простіше кажучи, вище описана схема працюватиме як один увімкнений регістр, наприклад, Fundamental - 8'. Але на інструменті з наявністю регістрів увімкнувши перемикач з позначкою 16' отримуємо у суміші ще й ноту на октаву нижче відносно 8' гармоніки, а з регістром 4', на октаву вище відносно 8', з регістром 2' - ще на одну октаву вище і т.д. Таким чином міксуючи парні гармоніки формується органне звучання. Крім того, існують регістри, які додають непарні гармоніки - квінти, терції і т.п. Основні з них:
5-1/3' - квінта, яка на сім півтонів вище відносно 8', або на п'ять півтонів нижча відносно 4'.
2-2/3' - квінта, яка на дев'ятнадцять півтонів вище відносно 8', або на п'ять півтонів нижча відносно 2'.
1-3/5' - терція, яка на двадцять вісім півтонів вище відносно 8', або на чотири півтони вище відносно 2'.
1-1/3' - квінта, яка на тридцять один півтон вище відносно 8', або на п'ять півтонів нижча відносно 1'
Як відомо електромеханічний орган Хеммонд має дев'ять drawbars, кожен з яких відповідає за рівень однієї з гармонік:
Sub-fundamental - 16'
Sub-3rd Harmonic - 5-1/3'
Fundamental - 8'
2nd Harmonic - 4'
3nd Harmonic - 2-2/3'
4rd Harmonic - 2'
6th Harmonic - 1-3/5'
7th Harmonic - 1-1/3'
8th Harmonic - 1'
Весь діапазон Хеммонда забезпечують 91 звукових колеса - від найнижчої C1 (≈32,7 Гц), до найвищої - F#8 (≈5919,9 Гц). В електричному варіанті це потребувало би щонайменше по вісім дільників частоти від кожного note generator. В той час коли Farfisa Compact Deluxe мав тільки п'ять дільників одинадцяти нот найвищої октави, та шість дільників ноти С8. Що дало 73 тона у діапазоні від C2 (≈65,4 Гц), до С8 (≈4186 Гц) та чотири перемикачі регістрів:
Sub-fundamental - 16'
Fundamental - 8'
2nd Harmonic - 4'
3nd Harmonic - 2-2/3'
Невелика кількість регістрів обумовлена не тільки наявністю 73 тонів, але й здебільшого через механічну конструкцію клавіатури. Оскільки при натисканні клавіш повинна спрацьовувати група контактів рівна кількості регістрів, тому їх збільшення приводило би до складнішої та ще дорожчої конструкції.
Крім того, регістр 2-2/3' вище клавіши F7 останньої октави повторюються з попередньої октави. Що і логічно, так як частоти вище ноти С8 (≈4186 Гц) в апараті немає. Так само з найвищою октавою і в Хеммонді - гармоніки, які б логічно повинні бути виші за F#8 (≈5919,9 Гц), відтворюються з нищої (попередньої) октави.
Визначивши, що для наслідування звуку таких витворів The Vampires як: Chase, Creep (найкращі приклади того, що я називаю Spooky Sound) всі дев'ять регістрів Хеммонда не обов'язкові. Нижню октаву (С1-B1) також потрібно прибрати, враховуючи що клавіатура в моїй конструкції буде складатись тільки з чотирьох октав. В результаті обраний діапазон з 85-ти тонів - С2 (≈65,4 Гц) - С9 (≈8372 Гц), та 8 перемикачів регістрів:
Sub-fundamental - 16'
Sub-3rd Harmonic - 5-1/3'
Fundamental - 8'
2nd Harmonic - 4'
3nd Harmonic - 2-2/3'
4rd Harmonic - 2'
6th Harmonic - 1-3/5'
7th Harmonic - 1-1/3'
Враховуючи все вище зазначене, тепер можна побудувати остаточну схему генераторів тону:
Головною особливістю моєї схеми є те, що прямий сигнал з осциляторів не використовується як звуковий тон, а поступає тільки на дільники частоти. Тобто, це означає що для отримання найвищої ноти С9 (≈8372 Гц), осцилятор повинен працювати вдвічі з більшою частотою - 16746 Гц. І це стосується всіх 12-ти осциляторів. Це також потребує додатковий дільник, але використовуючи CMOS чіпи в якості дільників частоти така конструкція є більш вигідною.
Як вже зазначалось, при натисканні клавіши спрацьовує група контактів кількість яких дорівнює кількості регістрів. Звісно, це не будуть механічні контакти, як в старих електроорганах, тут електроніка повинна забезпечити 8-ми канальне з'єднання, причому з можливістю вибору яких саме каналів. На малюнку вище проілюстрований принцип роботи останньої клавіши С. Як бачимо, для регістрів 2-2/3' та 1-1/3' повторюється одна й та сама нота, а 1-3/5' перенесена на октаву нижче. Такі перенесення робляться для всіх клавіш в кінці клавіатури, якщо гармоніка перевищує максимальну частоту генератора - С9 (≈8372 Гц). Зрозуміло, що з клавішами на початку та всередині клавіатури гармоніки будуть розташовані згідно наступному малюнку, де прикладом є нота С.
Цієї інформації достатньо щоб перейти до етапу створення принципової схеми генератора 85-ти тональностей. Але про це наступного разу.
