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什么是 Eurorack——Eurorack 模块合成器从入门到精

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  6月29日,《MIT科技评论》发布2019 年 “50 家聪明的公司” (TR50)榜单,阿里云成为首家上榜云服务商。今年MIT更加关注具备创新活力的未来公司,将阿里云单列在第一行,体现出对云和智能技术特别关注,这一技术正在替代传统IT成为未来公司的发展动力。

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  自考专科毕业没有报到证,能考河北省公务员吗?如果考上河北省公务员面试审核需不需要提供报到证?

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  原标题:什么是 Eurorack——Eurorack 模块合成器从入门到精通直至放弃

  其实准确的说应该叫做「模块化的声音系统」,因为这些模块不仅仅是合成器这么一种功能,而是包含了各种可以进行声音合成和处理的功能的模块,所有模块组合在一起就形成了一套声音系统。

  图:模块背面通过16针IDC排线跟电源母板连接,仅为获得供电,没有其它作用

  图:只有很个别的模块需要更大的电力才会有额外的电源接口进行外部供电而非通过10或16针IDC排线从电源母板获取电力,比如驱动RGB多彩LED灯带的Doepfer A-197-3就在正面板配置了一个额外的12v供电接口

  图:有些模块背后没传统的10或16针IDC排线接口,无法从母板获得电力,而是从其它模块获得电力,比如Intellijel的Quadra Expander(右),作为Quadra(左)的扩展模块,它的四个IDC排线全部连接到Quadra,从Quadra获得电力

  图:有些模块背后还有可以进行内部数据传输的额外接口,比如Tiptop Audio的Circadian Rhythms音序器背后就有SyncBus In和SyncBus Out接口用于跟Tiptop Audio其它模块的时钟互相同步,这样你就不必在模块正面将它们的时钟信号用小两芯线缆同步过来,它们内部就会自动同步了

  然后每个模块的前面依靠预留的接口来进行音频信号和控制信号的输入和输出,用于跟其它模块互相连接(当然也可以自己连接自己)。但一定都是本着「输入接输出」或者反过来说「输出接输入」的信号流

  图:模块正面可通过小两芯接口互相连接,传输音频信号和控制信号,然后通过模块前面板的旋钮、推子、按钮、摇杆、触摸条等元素进行控制和调节

  不过简而言之,我们通常称其为「模块化合成器」,Modular Synthesizer。

  模块合成器这个概念可以追溯到上世纪70年代,最初的合成器都是模块化的,就没有集成化的。因为当时电路技术的限制,所以即便只是做一个基础的振荡器和滤波器都需要很大空间,所以无法将合成器的各个部分、各个功能做在一起还保持一个很便携的大小,所以只能将一个一个的功能做成模块,再将每个模块拼装在一起,组成一个可以演奏音乐的系统。

  当时世界上主流的模块化标准有三种。分别是Elektor Formant、BME PM10/Axiom和The Synton 3000,它们之间的模块大小高度、使用的线缆接口都不同,其中The Synton 3000被认为是最接近于现在eurorack的标准。当然这三种标准到80年代的时候都没坚持下来死掉了,所以我们这里也不做深究了。

  60年代流行的模块化合成器是Buchla的系列,由Don Buchla设计,每个模块都采用4U也就是7英寸高度(17.78mm),利用香蕉口的线缆互相连接。而音频输出接口则采用看起来像是小三芯摸上去像是小三芯感觉就是小三芯但其实是一种叫做Tini-Jax接口的线缆,如果不慎错用小三芯线缆可能会损坏设备。

  70年代流行的模块化合成器就是Moog,由Robert Moog设计,每个模块都采用6U标准高度(266.8mm),使用大两芯线缆通过模块的前面板来将多个模块的声音或控制信号互相连接起来。

  80年时期,对合成器感兴趣的德国人Dieter Doepfer也开始试图创造自己的合成器模块,它第一个自己DIY的是按照当时德国一种叫做Formant的模块标准做的Voltage Controlled Phaser压控移相效果器模块,当时是根据1977年《Elektor》杂志的DIY kits来做的。进入80年代之后它开始专注于做了一些MIDI相关功能的模块。这个时期它还做了一些合成模块,开始创造了一个自己的叫做Voice Modular System格式的模块系统,虽然每个模块都是独立的电路板,前面板并无法连接线缆,但外观已经很像现在的eurorack系统。

  1992年Dieter Doepfer成立的Doepfer Musikelektronik GmbH公司跟电子音乐先锋乐队Kraftwerk合作设计了一个可以通过MIDI控制的模拟音序器模块MAQ16/3一下就红了。不过因为模块化的系统没几个人懂,乐器店根本不知道怎么卖,所以Doepfer公司从最初就通过直销方式来做销售,并且可以直接跟音乐人对线年,Doepfer Musikelektronik GmbH公司首次发布了Doepfer A-100系统,奠定了Eurorack模块的标准,也开启了Eurorack模块之路。之后的1997和1998年又继续追加了更多Eurorack模块帮助你组成功能更丰富的系统。

  英国的Analogue Systems是第一家尊重Eurorack标准来开发兼容Eurorack模块的第三方制造商,他们本来已经做出了一套很类似Eurorack标准的模块,只是电源标准有些许不同,但后来陆续都改成了兼容Eurorack的标准。

  根据ModularGrid网站的统计(),截止本文完成的2019年6月8日,全世界范围内共有6128个兼容eurorack标准的模块,由471家不同的厂商开发。

  Surge有7家厂商开发的207个模块;MOTM有16家厂商开发的295个模块;Frac有13家厂商开发的216个模块。流行程度可想而知。

  所以这也是为什么我们要连载主要介绍eurorack这种模块化合成器的系统,而不是其它模块系统。

  虽然不同的模块系统概念都是类似的,但它们之间使用不同的接口,不同的供电方式,线缆也传输不同的电压标准。

  Eurorack还有两种分别由Intellijel和Pulp Logic自创衍生出来的两种被称作1U Tile的高度标准,高度大概是eurorack的1/3,是一种缩小版的eurorack模块,通常用于做一些常用功能性的模块。

  虽然都叫1U Tile但其实它们二者的尺寸和供电方式都互不兼容。因为属于eurorack的变形分支,我们将在之后介绍箱子的时候详细讲,因为不是eurorack的标准这里就先不细说了。

  一个eurorack模块必须是1hp的整数宽度,也就是说宽度至少是5.08mm,然后也可以是10.16mm(2HP),15.24mm(3HP),20.32mm(4HP),最长不限(只要你有那么大的盒子)。因为每个模块需要用螺丝固定在支架上,所以螺丝开孔位置必须在1HP的中间位置

  当然实际上世界上并没有1HP的模块,因为连接信号用的小两芯接口的直径是3.5mm,整个接口的外圈是无法满足小于1HP(5.08mm)的要求的,所以eurorack最小的模块也是2HP起。

  再多说一句,并非所有模块都是偶数HP宽度,虽然偶数HP的模块占大多数,但奇数HP的模块其实也还是有不少的。不过在使用中人们更倾向于使用偶数HP的模块,因为通常来说一个箱子的宽度都是偶数HP。最常见的是42HP、84HP、104HP这三种。如果你在一排偶数HP的箱子上放了一个奇数HP的模块,那么最后的结果就是至少会有1HP的宽度被浪费掉了。有三种解决办法:

  虽然没有非常严格的要求,但一般说来一个eurorack模块不会深过40mm,只要你的盒子深度高于40mm就可以塞入所有模块。

  双路12v直流电源(+12v和-12v)和单路5v直流电源(+5v),利用10针或16针的IDC线缆将电源的总线跟每一个模块并联起来进行供电。

  虽然随着时代的推移,使用+5v的模块越来越少了,甚至有一些电源已经不提供+5v的供电(请不要使用这种不规范的邪门儿电源)

  那么电源是如何跟模块连接的呢?电源板使用标准IDC线缆跟模块连接,为模块提供电力。电源端为16针,模块端则是16针或10针。线v位置,要保证线缆两端的红线v那边,否则部分模块可能有损坏的危险。

  大部分新制作的模块和电源都带有缺口框,保证你不会接错。其实大部分新制作的模块和电源也都有了保护功能,即便接错也不会损坏

  Eurorack模块前面板所有线缆都使用小两芯接口互相连接(实际上使用更常见更好找更便宜的小三芯也是可以的,完全没毛病),线v的直流或交流模拟信号。

  之所以叫做CV是因为它是Control Voltage(控制电压)的缩写,因为这个控制信号是通过电压控制的对于CV信号来说,每个模块在设计之时都有自己的逻辑,所以可能发出的是非标准的信号,比如0-7v的信号,或者只能接收某个范围的信号,比如MakeNoise的PressurePoints的Tuned Voltage Out Y接口就只能发出0v到+5.5V的信号,而Tuned Voltage Out X接口则是0v到+8V的信号。

  区别就是Gate是可以长时间在最高峰值和最低峰值之间保持一段时间的,通常用于让一个开关处于打开还是关闭状态

  通常用于触发一个事件,比如触发一个采样播放,触发一个包络聪明的你一定看出来了,gate和trigger其实就差在最大电压的持续时间上了。

  而trigger也可以控制一个开关打开或关闭(但因为trigger是极短的脉冲,所以它只会让开关快速达开又快速关闭)。并没有一个标准说一个gate保持时长多短就变成了一个trigger,也没有标准说gate和trigger必须达到多大的电压(最大峰值)。

  但如果设计成只要1v电压就响应,那么微小的脉冲也可以作为trigger使用。通常来说gate和trigger不会到负电压,但有些具有三段开关的模块,如果你给他一个负的gate则可以触发第三种开关的功能。

  比如Doepfer的A-160模块就可以发出6种不同速率的clock时钟信号,去驱动其它模块与其进行速度同步

  如果你让clock信号每次高电压之间的时长进行变化,那么就做出了变速的clock。

  Eurorack并没有规定某种线缆只能传输控制信号、clock、trigger、gate还是音频信号,实际上所有这些信号对于eurorack来说都是一视同仁对待的,是可以互相转换的。

  对于euorack系统来说,它们都是峰值在-5v和+5v之间的模拟信号,如何使用取决于你,以及模块本身是否可以处理交流信号和直流信号。说到这里就又要引出一个新的概念:

  当我们将eurorack模块通过小两芯或者小三芯线缆连接起来之后,信号流就建立起来了,我们就称之为coupled上了,中文可以说是耦合上了。

  信号的耦合方向只会按照模块已经设计好的单一方向移动(只有不需要供电的被动式模块是可以双向移动的,但被动式模块的接口是输入还是输出,取决于另外一个连接到它的需要供电的主动式模块是发出还是接收信号,同一时间下信号要么是流入被动式模块,要么是流出被动式模块,也是无法同时双向连接的)。

  因为eueorack模块世界的线缆里跑着两种信号,一种是AC交流信号,一种则是DC直流信号。

  Eurorack的直流信号从一个模块连接到另外一个模块,就是DC coupled。交流信号的电压是一直在变化的,而直流的电压则是持续不变的:

  当直流信号被模块A发出进入模块B之后,模块B是几乎不会对其做任何预先的处理的,接收到的是什么样,就是什么样。

  上图左侧的交流信号,在进入到模块B之后就会移除掉超低频,也就是把DC offset直流偏移移除掉了,让交流信号可以正好位于0v的中心位置,变成这样

  简而言之,DC直流电路允许任何信号进入而不做任何处理,AC交流电路则会先移除掉人耳听不到的超低频。

  因为你要避免出现上面第3条的情况!在eurorack的世界里,大部分的信号都是直流的,持续在-2.5v和+2.5v之间持续的很缓慢的变化的LFO、持续在0v和+8v之间变化很缓慢的CV控制信号、一会是持续的0v信号一会是持续的+5v信号的时钟或gate信号,都可以看做是直流信号。

  这里插一句,虽然LFO发出的信号看起来是在0v上下来回变化的信号,理论上应该被看做是交流信号。

  而在eurorack的世界里,mixer可不止是可以混合音频信号的,它还可以混合LFO、CV这些信号。所以如果是交流电路的混音器,它就无法混合LFO、CV这些信号(因为它的电路直接会把LFO、CV信号过滤掉)。而直流电路的eurorack模块,则同时可以处理音频和LFO/CV信号,这才是符合eurorack标准的模块。

  大部分的eurorack混音器模块都是DC coupled的可以混合音频信号,也可以混合CV、Gate信号。

  再比如一个延迟效果器,在通常的世界里,它就是专门处理音频信号的,给声音加延迟效果嘛,很简单大家都在用。

  比如4ms的Dual Looping Delay延迟模块,虽然是一个交流电路的专门处理音频的延迟效果器模块(大部分延迟效果器都是这个目的),但是它专门设计了一个Runaway DC Block模式(阻止去掉直流电平),在这个模式下可以允许较低电压的直流信号进入到电路里做延迟处理。

  再比如VCA模块,如果它是AC coupled它就只能控制音频信号的音量包络。

  你可以通过看说明书和官网的介绍来了解一个模块是否是DC coupled的。

  拥有按照HP标准打孔的3U高度的坚固的外框,用于固定并排列每个eurorack模块

  当然你也可以自己DIY轨道,但要做到可丁可卯要花很大精力,如果你不是专业人士,建议还是直接买成品

  用于固定轨道的箱子,根据你对便携性和外观的要求可以是各种材质,只要能将轨道固定住方便使用就可以。

  当然只买轨道,而自己DIY箱子呈现出各种个性化的外观则是乐趣最大的部分。

  推荐大头的可以手拧的螺丝,拆卸安装都比较快,不需要动用螺丝刀。设备爱惜党建议在装螺丝之前加装垫片,保护模块表面不被螺丝划伤。不推荐使用电动螺丝刀,力量太大,安装时很容易划伤模块表面,甚至导致模块面板变形。

  其实前面说的轨道和框体、箱子、螺丝都没有也没事,你可以裸着玩eurorack,但很容易损害设备,完全不建议。

  大部分商业出售的箱体已经内置电源,比如前面说的4ms的Pod系列就有内置电源的PodX系列,同时赠送变压器用于连接家里的220v交流电。

  对于自己DIY的模块来说,则可以使用专门供电的电源模块,比如4ms的RowPower 40和TipTop Audio的uZeus是最流行的电源模块。

  关于自制箱子和选择电源的更多细节,我们将在《第3话:盒子与电源》里详述。

  我们玩eurorack系统的目的不是看着一堆LED灯亮来亮去的好玩,而是要做出并听到声音。

  有一些箱子上已经集成了音频输出部分,可以连接耳机或线路输出。而大部分则没有,所以我们还必须购买一个音频输出模块,可以是耳机接口,也可以是立体声非平衡输出或2个单声道平衡输出。市面上有大量音频输出模块可供选择。

  有了以上的基础,你就可以根据自己的需求来往自己的eurorack系统里添加各种功能的模块了。

  一个比较基础的比较常见的系统里,至少要包含振荡器、包络/LFO(低频振荡器)、音序器、混音器、VCA(压控放大器)、滤波器、各种效果器模块。

  这些模块我们都会在接下来的系列里陆续详细讲解。有了以上的这些部分,你就拥有了自己的一套eurorack系统,可以开始玩起来啦~~