В последние несколько лет ажиотаж вокруг аналоговых синтезаторов значительно возрос. Мир старых синтезаторов все чаще открывается для тех, кто ранее был сосредоточен на творчестве внутри компьютера.

И чем больше людей приобщается к винтажу, тем больше вопросов и недоразумений возникает вокруг некоторых терминов, определений и технических решений, существовавших во времена расцвета синтезаторостроения: в 80-е годы прошлого века производители регулярно радовали музыкантов революционными разработками, новыми типами синтеза, уникальными инструментами.

Одним из таких прорывов стало изобретение цифрового управления осцилляторами, благодаря которому синтезаторы получили стабильный строй без так называемого «дрифта». До этого осцилляторы управлялись с помощью напряжения, и многие инструменты часто расстраивались, плохо держали строй, нуждались в прогреве и так далее. Это было настоящей головной болью пионеров электронной музыки.

Roland Juno 6

В 1982 году увидел свет полифонический синтезатор Roland Juno-6, первый из почитаемой троицы роландовских «Джун». В его основе лежал тот самый новый тип осцилляторов, который получил название DCO – Digitally Controlled Oscillator («осциллятор с цифровым управлением»). Впоследствии Roland и другие компании выпустили еще некоторое количество инструментов с аналогичной архитектурой генераторов, однако очень скоро цифровая эпоха основательно завладела индустрией, а на смену DCO пришли полностью цифровые осцилляторы.

В задачи этой статьи не входит выяснение взаимных преимуществ и недостатков цифры и аналога. Ее цель – заострить внимание на одном аспекте, которому музыканты (особенно не слишком углубляющиеся в техническую сторону вопроса) часто не придают значения, из-за чего нередко возникает путаница с пониманием природы DCO, которые ошибочно относят к цифровым генераторам сигнала. Разберемся, что же такое DCO и какое отношение эти осцилляторы имеют к миру цифры.

DCO – это не цифровые осцилляторы

Конечно, первым смущающим всех фактором является наличие в названии DCO слова digital (цифровой) при полном отсутствии упоминания о том, что непосредственная генерация в таких осцилляторах все же производится аналоговым способом, а по цифре лишь контролируется частота сигнала. Многие современные музыканты просто забывают, что на момент появления «цифрового контроля» в синтезаторах иных способов генерации сигнала, кроме как аналоговый, просто не существовало. То есть аналоговость звука и не ставилась под сомнение, поэтому не было необходимости как-то это отдельно фиксировать. Кто же мог предположить, что уже через какие то считанные годы, а то и месяцы, все настолько существенно поменяется?

Неразбериха усиливается тем, что аббревиатура DCO стала появляться на панелях и в интерфейсах многих инструментов, которые в реальности работали не на DCO. Яркий пример – полностью цифровой Kawai K5000s, осцилляторы которого в меню и в мануале были обозначены как DCO. Но если цифровая природа генераторов этого инструмента ни у кого не вызывает вопросов, то с некоторыми другими синтезаторами все сложнее.

DCO

Главной особенностью DCO является наличие аналогового вейвшейпера, частота которого контролируется с помощью цифрового клока. Вейвшейпер (от англ. Waveshaper – «формирующий волну») – это генератор формы волны, то есть, по сути, именно он и является осциллятором.

DCO состоит из «счетчика» и вейвшейпера. При нажатии на клавишу контролируемый микропроцессором счетчик получает сигнал от мастер-клока и производит на выходе пульсирующий сигнал с нужной для данной ноты частотой. Точная частота задается так называемыми делителями (divider), которые, в частности, обеспечивают возможность использования сразу нескольких голосов, подчиненных общему мастер-клоку. Вейвшейпер получает пульсирующий сигнал и с аналогичной частотой генерирует волну в форме пилы, меандра и так далее (в зависимости от особенностей конкретного генератора).

Частота пульсации, которую должен выдать счетчик, зависит не только от нажатой клавиши, но и от других элементов управления синтезатора – ручек подстройки осцилляторов, питч-бендера, LFO и портаменто. После того как счетчик отдал пульс, дальнейшее формирование звука происходит полностью аналоговым способом.

Цифровое управление генератором дало важное преимущество – стабильный строй, однако у него нашлось также и немало критиков. В частности, одним из важных недостатков DCO многие считают невозможность уйти от «стандартных» форм волны, которые были характерны осцилляторам с контролем напряжением (VCO). Кроме того, из-за потери осцилляторами элемента непредсказуемости они стали звучать более стерильно, что для части синтезаторщиков стало синонимом «безжизненности». Впрочем, это уже вопрос вкуса, в мире существует огромная армия поклонников инструментов на DCO.

Настоящие DCO в своей архитектуре имеют такие синтезаторы, как Roland Juno-6, Juno-60, Juno-106, JX-3P, MKS-30, JX-8P, JX-10, MKS-70, Korg Poly-61, Elka Synthex, Akai AX80, Kawai SX-210 и SX-240, Oberheim Matrix-6 и Matrix-1000.

Ошибочно в разряд синтезаторов на DCO часто записывают Roland Alpha Juno (1 и 2), Roland MKS-50, Korg Poly-800: эти инструменты не имеют аналогового вейвшейпера, их осцилляторы генерируют звук цифровым способом, что является признаком гибридных синтезаторов (сочетающих в себе цифровую генерацию и аналоговые фильтры). К сожалению, неверную категоризацию зачастую можно увидеть на очень популярных информационных синтезаторных ресурсах.

Что характерно, перечисленные гибриды на вторичном рынке инструментов всегда стоят значительно дешевле моделей на настоящих DCO, из чего также можно сделать определенные выводы.

Почему путают DCO и цифровые осцилляторы

Дело в том, что в 80-е годы еще не существовало понятийной базы для обозначения разных типов осцилляторов. Индустрия развивалась стремительно, инструменты нужно было удешевлять и выпускать как можно быстрее. С одной стороны, у разработчиков и дизайнеров просто не было времени для раздумий над формальностями вроде обозначений. С другой – мог иметь место банальный маркетинг: «стерильный» шлейф цифры мог создать проблемы с продажами.

Последний фактор выглядит правдоподобно, если учесть, что на цифровом рынке на тот момент уже безраздельно властвовала Yamaha DX7, которая хоть и стоила более чем вдвое дороже, чем Alpha Juno или Korg Poly-800, но и возможностей, тембрального разнообразия и полифонии обеспечивала гораздо больше.

Поэтому производители по старинке продолжили писать на панелях и в инструкциях инструментов аббревиатуру DCO, которая уже не соответствовала реальной начинке и изначальному определению этого термина.

К счастью, на сегодняшний день многие инженеры, хорошо понимающие принципы генерации и разбирающиеся в основах синтезаторостроения, расставили все по своим местам. А в базах знаний ряда авторитетных электронных справочников по синтезаторам эти выводы были закреплены.

В частности, известный ресурс VSE дает в своем глоссарии такое определение DCO: An analog oscillating circuit controlled and monitored by a digital microchip (Аналоговая схема осциллятора, управляемая и контролируемая цифровым микрочипом).

На сайте американского сервиса по ремонту синтезаторов Belly Tone Synth Works также есть вполне однозначное определение DCO: DCOs are true analog oscillators that are just synced to a digital clock source (DCO – это настоящие аналоговые осцилляторы, синхронизированные с цифровым источником клока).

Сайт ElectricDruid дает исчерпывающее разъяснение по архитектуре и принципам работы DCO, акцентируя внимание на следующем: Although digitally controlled and digitally stable, the oscillator produces a true analogue output (Несмотря на цифровое управление и цифровую стабильность, осциллятор выдает настоящий аналоговый сигнал).

Кроме того, в 2014 году в журнале «Tehnički vjesnik», публикующем статьи технического содержания на английском языке от авторов со всего мира, появился материал, дающий исчерпывающее описание «осцилляторов с цифровым контролем» (DCO). В частности, в этой статье говорится: The only change in DCO is that the comparator in the ramp core of VCO is replaced with reset pulses generated from a counter or microprocessor. […] VCO and DCO share the same limited range of waveforms and the same ramp core. The analogue wave shaping for DCO was the same as VCO… (Единственное отличие DCO от VCO заключается в замене компаратора на счетчик или микропроцессор, выдающий цифровые импульсы. […] VCO и DCO имеют идентичный ограниченный набор волновых форм и одинаковый принцип генерации. Аналоговый вейвшейпинг в DCO остался таким же, как в VCO).

Ну и, наконец, даже Википедия (английская версия) пишет: DCOs were designed to overcome the tuning stability limitations of early VCO designs. Using a DCO does not make a synthesizer «digital» or «hybrid». […] The term «digitally controlled oscillator» has been used to describe the combination of a voltage-controlled oscillator driven by a control signal from a digital-to-analog converter… (DCO были разработаны для преодоления ограничений по стабильности строя ранних осцилляторов VCO. […] DCO не делает синтезатор «цифровым» или «гибридным». Формулировка «осциллятор с цифровым управлением» используется для описания осциллятора с контролем напряжением, управляемого от цифро-аналогового преобразователя).

Roland Alpha Juno 2

В опубликованной почтовой переписке Рассела МакКлиллана (разработчика музыкального оборудования и ПО, ведущего инженера-программиста в Isotope Inc.) приводятся его слова относительно генераторов в Alpha Juno, которые хоть и стали формальным продолжением линейки Juno от Roland, по сути же имели полностью цифровую природу осцилляторов, несмотря на наличие на лицевой панели обозначений «DCO». Вот что он пишет про генераторы «Альфы»: There is a custom «DCO» chip which has 6 independent digital oscillators (Там специально изготовленные «DCO», состоящие из шести независимых цифровых осцилляторов). Характерно, что в данном случае он берет аббревиатуру DCO в кавычки, давая понять, что ее присутствие на панели синтезатора лишь формально (так же, как и в упомянутом ранее Kawai K5000s).

В подтверждение версии, что использование обозначений «DCO» на панелях инструментов и в инструкциях было продиктовано соображениями маркетинга, можно привести пример из совсем недавнего прошлого. Та же компания Roland, эксплуатируя разработки предыдущих поколений инженеров, в последнее время часто выпускает инструменты, названия которых отсылают нас к легендарным синтезаторам и драм-машинам 80-х годов.

Чаще всего новые цифровые инструменты не имеют совершенно ничего общего со своими «прадедушками», однако на их панелях можно увидеть надписи VCO, DCO, VCF, VCA – обозначение элементов, которые являются атрибутами настоящих аналоговых синтезаторов.

Пример – недавно выпущенный звуковой модуль Roland JP-08. Это полностью цифровой инструмент, но даже на официальном сайте его тип синтеза хитро обозначен как Analog Circuit Behaviour («поведение аналоговой схемы»), что, безусловно, легко может ввести в заблуждение неопытного музыканта. Каким образом полностью цифровой инструмент может иметь в своей схеме VCO – непонятно, однако на панели заявлен именно этот тип осцилляторов. Это, впрочем, касается и остальных инструментов серии Boutique.

В общем, не стоит особо доверять тому, что пишут производители. Надо всегда помнить, что их главная задача – произвести подешевле и продать побольше. В эту парадигму вполне укладываются такие дизайнерские ухищрения. Соответственно, нет оснований сомневаться, что аналогичным образом они могли поступить и в момент выпуска на рынок инструментов Roland Alpha Juno.

Как обозначать полностью цифровые генераторы

Итак, синтезаторы, в основе которых лежат генераторы с цифровым управлением (DCO) остаются аналоговыми. Цифровая стабилизация осцилляторов не делает сами осцилляторы цифровыми, не переводит инструменты в разряд гибридных, не роднит их с более поздними синтезаторами на основе цифровой генерации, волновых форм, семплов или математического моделирования.

Остается вопрос, как же тогда обозначать осцилляторы в инструментах, где тот же самый цифровой контроль управляет частотой не аналогового осциллятора, а цифрового? Инженеры дают ответ на этот вопрос.

Digital Direct Synthesis (DDS, «прямой цифровой синтез») – это вполне подходящее обозначение для подобного типа осцилляторов и синтезаторов, построенных на их основе. Впрочем, во многих случаях такие генераторы называют просто Digital Oscillator, то есть «цифровой осциллятор».

Конечно, это является большим обобщением, ведь цифровые осцилляторы могут по своей природе быть совершенно разными. Но это уже тема отдельного материала. Могу лишь дополнить сказанное выше ссылкой на еще одну статью и цитатой из нее, описывающей три интересующих нас разновидности осцилляторов:

  • VCO – осцилляторы, управляемые напряжением
  • DCO – осцилляторы с цифровым управлением, генерирующие волну аналоговым способом
  • DDS – осцилляторы, управляемые по цифре и генерирующие волну цифровым способом

Korg Poly-800

Еще раз хочу акцентировать внимание, что DDS – это не DCO, в котором аналоговый вейвшейпер заменен на цифровой. Это отдельный, самостоятельный тип осцилляторов.

Надо сделать оговорку, что в этой статье Korg Poly-800 отнесен к категории инструментов на DCO, но это один из самых спорных инструментов той эпохи. В основе его генерации лежит цифровой чип от аркадных видеоигр MSM5232, который в себе содержит сразу 6 цифровых осцилляторов, сигнал из которых суммируется и направляется с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) в общий аналоговый фильтр. Пилообразная волна формируется аддитивным способом из нескольких волн в форме меандра. Исходя из этого описания, инструмент в категоризации самого автора должен попасть в третью группу. Но даже под самой статьей в комментариях возник по этому поводу.

Всегда есть шанс что-то недосмотреть или недопонять, и я вполне допускаю, что аналога в генераторах Poly-800 больше, чем кажется. Так или иначе, желающие чуть подробнее вникнуть в эту проблему могут обратиться к описанию принципа работы «специфических DCO» в Korg Poly-800. Сама по себе суть DCO не изменится в зависимости от решения этой проблемы: если Poly-800 имеет аналоговую составляющую в волновой генерации, то это DCO, если нет – DDS.

Автор: Алексей Данилов

Материал сайта: danalex.ru

Компании:

Каталог: аналоговые синтезаторы