模块化合成器

模块化合成器是由用于不同功能的单独模块组成的合成器。模块可以由用户连接在一起以创建一个补丁。来自模块的输出可能包括音频信号，模拟控制电压或用于逻辑或时间条件的数字信号。典型的模块是电压控制的振荡器，电压控制过滤器，电压控制的放大器和信封发电机。

历史

第一个模块化合成器是由德国工程师Harald Bode在1950年代后期开发的。 1960年代看到了Moog合成器和Buchla模块化电子音乐系统，该系统在同一时期创建。 MOOG由单独的模块组成，这些模块创建和形状的声音，例如信封，噪声发生器，过滤器和序列器，并由贴片线连接。

日本公司Roland于1975年发布了Roland System 100 ，随后是1976年的700系统，1979年的系统100m 。

在1970年代后期，模块化合成器开始在流行音乐中被高度集成的键盘合成器， MIDI连接装备和采样器所取代。到1990年代，与较便宜，较小的数字和软件合成器相比，模块化合成器已经不受欢迎。但是，仍然有一个社区选择了身体上修补的方法，传统模块化系统的灵活性和声音。

自1990年代后期以来，模拟合成器的普及得以复兴，这是由物理标准化实践的帮助，可用的复古齿轮和兴趣的增加，降低了生产成本，提高了电子可靠性和稳定性，模块的重新发现能力控制其他事物。比声音，以及通过开发虚拟合成系统（例如VCV机架，Max/MSP，PD和Reaktor等）进行的一般教育。

模块的类型

基本的模块化函数是：信号，控制，逻辑/计时。通常，输入和输出是电压。

合成器模块和独立效应单元之间的区别在于，效果单元将具有音频信号的输入和输出的连接，以使用户控制设备的各种参数（例如，用于调制速率的调制率合唱效果）虽然合成器模块可能具有输入和输出的连接，但也将具有连接，以便可以通过其他模块进一步控制设备的参数（例如，将低频振荡器模块连接到调制输入输入延迟模块以获得合唱效果。）

存在许多不同类型的模块。具有相同基本功能的模块可能具有不同的输入，输出和控件，具体取决于它们的复杂程度。一些示例包括电压控制的振荡器（VCO），它们可能具有同步（硬或软），线性或指数频率调制的选项以及可变的waveShape；电压控制的滤波器（VCF）可能具有共振和带宽控件；以及可能在过程的每个阶段提供输出的信封发生器。更复杂的模块的示例包括频率变速器，音序器和Vocoder。

模块化合成器可能笨重且昂贵。制造商的物理合成器范围遵循了一些标准，例如1 V/八度控制电压，门和触发阈值可提供一般兼容性；但是，连接来自不同制造商的合成器可能需要带有不同插头的电缆。

德国工程师Dieter Doepfer认为，模块化合成器仍然可用于创建独特的声音，并创建一个新的，较小的模块化系统Doepfer A-100。这导致了模块化系统的新标准Eurorack ；截至2017年，包括Moog和Roland在内的100多家公司正在开发Eurorack模块。

典型的模块

模块通常可以归类为源或处理器。在模块化合成器中发现的标准模块是：

来源- 以输出为特征，但没有信号输入；它可能具有控制输入：

VCO -电压控制的振荡器，输出一个信号，其频率是输入控制电压和设置的函数。以其基本形式，这些可能是简单的波形（通常通常是方波或锯齿波，但还包括脉冲，三角形和正弦波），但是可以通过诸如同步，频率调制和自我自我的控件动态更改这些波形）调制。
噪声源 - 模块化合成器提供的常见噪声类型包括白色，粉红色和低频噪声。
LFO-低频振荡器可能会或可能不会由电压控制。它可以用一秒钟到几分钟的时间进行操作。它通常用作另一个模块的控制电压。例如，调制VCO将产生被视为颤音的频率调制，而调节VCA将根据控制频率产生被视为颤音的振幅调制。来自LFO的矩形波输出可以用作其他模块上定时或触发功能的逻辑输出。
例如 -信封发生器是瞬态电压源。应用于信封发生器的触发控制信号会产生单个形状的电压。通常被配置为ADSR （攻击，衰减，维持，释放），它提供了一个升高和下降的控制电压。通常，它控制VCA的幅度或VCF的截止频率，但是合成器的可修补结构使使用信封发生器可以调节其他参数，例如VCO的频率或脉冲宽度。有时可以使用更简单的EGS（AD或AR）或更复杂的（DADSR，delay，攻击，衰减，维持，释放）。
Sequencer或Analog Sequencer是一个可能是源或处理器的复合模块类型的家族。作为来源，根据配置，它可能会产生一系列电压，通常通过调整前面板旋钮上的值来设置。音序器还可以在每个步骤中输出触发器或门。音序器是通过将触发器应用于触发输入的扳机来启动的。设计可能允许向前或向后逐步踩踏，振荡模式，随机顺序，或仅使用有限数量的步骤。具有这种复杂性水平的模拟测序仪和控制器的示例是Doepfer A-154，A-155组合。

处理器- 以信号输入和输出为特征，可能具有控制输入：

VCF-电压控制的滤波器，可减弱以下（高通）的频率（低通）或下方和更高（带通路）的一定频率。大多数VCF具有可变共振，有时会受到电压控制。
VCA-电压控制的放大器，响应于施加的控制电压而变化信号的幅度。响应曲线可以是线性的或指数的。也称为两季度乘数。
LPG-低通栅是一个化合物模块，类似于与VCF结合的VCA。该电路使用电阻光隔离器来响应控制电压，该控制电压也会过滤声音，从而可以通过更高的扩增来通过更高的高频信息。
RM-环调制器- 使用两个音频输入来创建总和和差异频率，同时抑制原始信号。也称为模拟乘数或频率混合器。
混音器 - 添加电压的模块。
多个风扇将电压输出输出到多个输入。
SLEW限制器 - 一个亚音言低通滤波器。当用于振荡器的对照电压路径中时，会产生portamento效应。
S＆H样品和保留通常用作控制电压处理器。根据设计的不同，通常是上升边缘（触发），捕获输入处的电压值，并输出此电压，直到触发输入读取另一个电压并重复该过程。
音序器（另请参见上文）作为处理器，可以在每个步骤（位置或阶段）中输入一个信号，该步骤是输出的。此类音序器的一个例子是Doepfer A-155。
自定义控件输入 - 只要它保留在仪器的可用电压范围（通常-15V至 +15V）中，就可以将任何类型的电压连接到模块化合成器。

模块化硬件合成器的现代制造商

硬件产品范围从完整的系统到业余爱好者的套件。许多制造商通过最近重新设计经典模块的产品来扩展其产品范围；通常，原始的和随后的重新设计设计都可以在互联网上免费获得，原始专利已裁员。许多业余爱好者设计师还提供了裸露的PCB板和前面板，以出售给其他业余爱好者。

技术规格

形式

许多早期合成器模块的高度为整数英寸：11英寸（例如，Roland 700），10英寸（例如Wavemakers），9英寸（例如，Aries），8英寸（例如，ARP 2500），7” ，Buchla，Serge ），6“（例如，EMU）和1/4英寸倍数的宽度。最近，遵循标准19英寸机架单元系统：6U（WIARD），5U（8.75英寸），它变得越来越流行。，Moog /Modcan），4U（例如Serge），3U（ Eurorack ）。

尤其是两个3U单元标准，是值得注意的：Frac架（例如PAIA），它使用整个3U用于前面板，Eurock（例如，Doepfer）具有2 mm的水平唇部，前面板位于前面面板之间。在欧洲或日本制造商围绕U级测量的欧洲或日本制造商到更接近方便的度量等效量的情况下，存在进一步的较小变化；例如，常见的5U模块正好为8.75英寸（222.25毫米），但非美国制造商可能更喜欢220或230毫米。

电气

其他差异在使用的插头中，可以匹配1/4英寸（6.3毫米）或3.5毫米手机连接器，香蕉千斤顶或面包板补丁线。在主要电源中，最常见的是±12 V或±15 V，但对于不同的制造商或系统，在2.5±2.5 V至0±18 V范围内；在扳机或栅极电压（Moog s-trigger或正门）中，具有典型的音频信号水平（通常为±5 V±5 V头部空间）；并带有电压/八度的控制电压，通常为1 V/八度，但在某些情况下为1.2 V/八度。

在大多数模拟模块化系统中，频率与控制电压成倍相关（例如1伏/八度或1.2伏/八度），有时称为线性，因为人的耳朵以对数方式感知频率，每个八度具有相同的感知大小。某些合成器（例如Korg MS-20 ，ETI 4600）使用的系统使用频率（但不是感知的音高）与电压线性。

由于旋钮和滑块的持续变化性质，重现精确贴片可能很困难。

模块化软件合成器

还提供针对个人计算机的软件合成器，它们被组织为可互连的模块。其中许多是虚拟模拟合成器，其中模块模拟了硬件功能。其中一些也是虚拟模块化系统，它们模拟了真实的历史模块化合成器。

计算机变得如此强大，以至于软件程序可以实际对模块化合成器的信号，声音和修补性进行建模。尽管可能缺乏理想的模拟声音产生，实际电压操纵，旋钮，滑块，电缆和LED的物理存在，但软件模块化合成器可提供无限的变化和以更便宜的价格和紧凑的外形效果。

流行的插件格式（例如VST）可能以模块化方式组合。

半模块化合成器

模块化的合成器具有一个或框架，可以将任意模块拟合到其中；通常，模块使用斑块绳将其连接在一起，并且系统可能包括来自不同来源的模块，只要它符合外壳的形式并使用相同的电气规格。

另一方面，半模块化合成器是来自单个制造商的模块集合，该模块是制造具有内凝产品的仪器的。模块可能不会换成，通常是典型的配置。这些模块通常不可分离，并且在物理上可能是连续电路板的一部分。但是，制造商提供了使用户以不同订单连接模块的机制，并且通常可以在仪器的外部组件或模块（由用户选择和提供）连接外部组件或模块。

矩阵系统

矩阵系统使用销矩阵或其他跨点开关，而不是贴片线。 ARP 2500是第一个使用固定开关矩阵的合成器。引脚矩阵在EMS VCS-3及其后代（如EMS Synthi 100）中很受欢迎。其他系统包括ETI 4600和MAPLIN 5600。

这些矩阵的清洁逻辑布局激发了许多制造商，例如Arturia ，将其模拟或虚拟模拟合成器中的数字可编程矩阵包括在内。即使完全不存在硬件矩阵的图形布局，许多完全数字合成器（例如Alesis ion ）也利用了调制矩阵的逻辑和命名法。

补丁覆盖系统

半模块合成器的不同模块将其连接成典型的配置，但用户可以使用补丁绳重新连接。一些示例是ARP 2600 ，Anyware Semtex，Cwejman S1，EML101，均匀模块，未来的Retro XS， Korg MS-10 / MS-10 / PS-3100 / PS-3100 / PS-3200 / PS-3200 / PS-3300 ，Mungo State Zero，Roland System Zero， Roland System 100 ，Korg Volca模块化和Moog Mother-32 。

电子可重构系统

可重新配置的系统允许在不使用贴片线的情况下通过不同订单的模块路由某些信号。例子包括Oberheim矩阵和Rhodes Chroma ，以及Moog Voyager。

混合模块化合成器

混合合成器使用硬件和软件结合使用来实现补丁。示例包括Arturia的Arturia起源（完全独立的）， Clavia Nord Modular和Clavia Nord Modular G2（这些需要外部计算机来编辑补丁程序）和听力容器。