Главная Проекты → Shruthi от Mutable Instruments
Январь 2022

Shruthi от Mutable Instruments

Опыт сборки двух синтезаторов с гибридной, цифро-аналоговой архитектурой

Все заметки цикла Бракованные Детали собраны из контента одноимённого канала, куда я активно писал в 2021 году.

Ну всё, ребята, шутки кончились. Собирать Meeblip Micro и NSynth Super, конечно, было весело, но пора уже взяться за настоящий синтезатор. За такой, ручки которого не надоест крутить за первые полтора часа и даже за первые полторы недели.

Что за Mutable Instruments такие?

1 В начале 2022 было объявлено, что Beads станет последним модулем и разработка новых не планируется. По этому поводу плач в сообществе до сих пор слышен из каждой избы.

Если бы у меня спросили кто из ныне живущих сделал самый весомый вклад в open-source синтезаторы, я бы назвал французов из Mutable Instruments. Émilie Gillet до сих пор1 делает open-source модули, которые имеют огромный успех и встречаются в каждом первом еврорэке. За свою десятилетнюю историю она накопила столько опыта, что теперь её приглашают делать «селебрити пресеты» для Arturia и Korg.

Это имя знает буквально каждый, кто хоть чуть-чуть касался модульных синтов.

MI делают эталонную документацию на open-source проекты. Их платы прекрасно разведены, в их BOMах ровно столько информации сколько необходимо, а их инструкции к синтезаторам хочется читать от корки до корки.

Shruthi polivoks

2 Потому что слышал, что оттуда не возвращаются.

Т.к. в рамках нашего всратого челленджа я не захожу на территорию модульных синтов2, хочу показать вам standalone синтезаторы MI, которые они делали до 2015 года.

Всего таких синтезатора три. Они все построены на ATmega64 и обладают совершенно взрослым набором фич. Хоспади, в них даже есть матрица модуляции! Я взялся за самый ранний из трёх.

Почему Shruthi?

Shruthi — «гибридный» синтезатор где звук генерируется цифровой частью, но перед выходом пропускается через аналоговый фильтр, что придаёт ему характерный оттенок. Именно этот гибридный дизайн привлёк меня в Шрути. Как человеку без опыта, которому не с чем сравнивать, концепция показалась интересной, если не сказать гениальной.

Только лишь официальных фильтров существует 6 штук. Среди них есть даже советский Поливокс.

3 Она же Control Board или Control Surface.

Конструктивно синт состоит из двух частей: плата синтезатора3 и фильтр. Получается типичный двухэтажный сэндвич из плат соединённых штыревыми разъёмами. Вы все такое видели много раз. Похожим образом сделан, например, Meeblip Triode.

Вот видео из интернетов с демонстрацией разных фильтров:

Расскажу немного о самих фильтрах т.к. в этом, конкретном синтезаторе, фильтр — самый сложный и интересный блок. Я выбрал два потому, что не смог выбрать один: Поливокс и 4-pole Mission, или сокращённо 4PM.

Фильтр Поливокса

Поливокс — это советский синтезатор из 80х. Есть расхожее заблуждение будто это копия Moog, но достаточно погуглить три минуты чтобы понять, что у них вообще нет ничего общего кроме того, что клавиши тоже чёрно-белые. Главный разработчик Поливокса — Владимир Кузьмин — ведёт канал на Ютюбе где рассказывает про советские синты вообще и Поливокс в частности.

Polivoks filter
Собранный фильтр для Шрути. Без ушанок не обошлось.

Как и любая советская потребительская электроника Поливокс имеет открытую схемотехнику. Чтобы любой радиолюбитель мог починить его у себя на кухне ржавым, стоватным паяльником.

4 Простой по дизайну электроники, но не по отдаваемому звуку.

В этом синтезаторе используется очень простой4 модуль фильтрации, который, однако, имеет легко узнаваемый звук с собственным характером.

Звук Поливокса давно котируется за пределами нашей страны потому что синтезатор звучит как плановая экономика Советского Союза. А ещё потому что этих синтезаторов в своё время наделали чересчур много. Даже Мик Гордон активно использовал Поливокс при написании саундтрека к Doom 2016. Он использовал для этого оригинальное устройство.

Фильр 4 pole Mission

4РМ в свою очередь сделан на основе фильтра другого знаменитого синтезатора из 80х — американского Oberheim Xpander. Этот синт использовали вообще все у кого в 80-90х было 4000 свободных долларов на его покупку: от Die Krups и Nine Inch Nails до Orbital и Ханса Циммера.

4-pole mission filter
Оцените на сколько тут больше компонентов по сравнению с Поливоксом.

В противоположность фильтру Поливокса, 4РМ имеет сложную, четырёхполярную архитектуру и несколько режимов работы. Просто сравните количество компонентов на фотках. Этот фильтр может выдавать очень разный звук в зависимости от настроек режимов.

В общем, очевидно почему я выбрал эту пару: они как Инь и Янь, как Т-34 стучащий по мостовой Варшавы и SR-71 “Blackbird” в небе над Сайгоном.

Заказ компонентов

5 На нашем мунспике эта процедура называется «соурсинг».

Переходя к более прикладным вопросам хочу рассказать про подбор и закупку комплектующих5 для этих фильтров т.к. если вы решитесь на сборку, эта информация точно окажется полезной. MI отлично готовят BOM, но без сюрпризов не обошлось. Почти все компоненты я в итоге заказал в Чиподипе, но, как водится, не с первой попытки.

Stock
В какой-то момент я начал жалеть, что продал все свои складские стеллажи.

Казалось бы: какие проблемы могут возникнуть с соурсингом фильтра Поливокса?! Компонентов совсем немного, все они выводные, да ещё и советский дизайн намекает на то, что их можно купить в соседнем ларьке.

На самом деле проблема возникла только с одной, но зато ключевой, микросхемой усилителя: LM4250CN. Когда я только впервые забил её в поисковик Чиподипа, тот выдал мне в качестве полного аналога старую советскую КР1407УД2, которая была в наличии и стоила всего 30 рублей. «Ха!», подумал я, «это будет на 100% советский фильтр».

Screenshot
Поиск Чиподипа подсказывает что это аналог. Не ведитесь на такое.

Не буду рассказывать как я потратил день чтобы понять почему фильтр не работает. Т.е. в собранном синте работало буквально всё кроме ручек Cutoff и Resonance. Ответ нашёлся в дебрях форума MI. Пришлось перезаказать усилители купив американские «оригиналы» от National Semi.

Так капитализм в очередной раз победил плановую экономику.

Уже сильно позже я выяснил, что на самом деле вместо того чтобы слушать колдунщиков Чиподипа нужно было почитать анализ дизайна этого фильтра. Тогда бы стало ясно, что покупать нужно не КР1407УД2 ❌, а КР140УД12 ✅.

Shruthi PCB
Чёрная плата — основная, белая — фильтр 4PM, красная — коммунистический Поливокс.

6 Не буду врать: до этого момента я вообще не знал, что полистирольные конденсаторы существуют.

С соурсингом 4РМ дела обстояли немного по-другому. У этого фильтра длинный BOM. Чёрт возьми, он безобразно длинный. В нём много резисторов нетипичных номиналов. Мой любимый это 49k9@1%. Там есть полистирольные конденсаторы, которые невозможно идентифицировать на фотке6. Но главное:

Сердце фильтра — микросхема усилителя SSM2164 которая не производится уже больше 30 лет.

Что?! Опять покупать десяток refurbished на Али в надежде, что хоть одна заработает?! Только не это!

7 Полистирольные конденсаторы по 160р за штуку. Срок доставки 3 недели.

На заказ компонентов для этого фильтра я потратил «чистыми» где-то 8 часов. Примерно половина этого времени ушла на чтение даташитов и поиски, заказ компонентов в Чиподипе7. Вторая половина ушла на то чтобы понять где раздобыть усилитель.

Displays
Есть два дисплея. Один с жёлтой подсветкой, второй с зелёной. Разберитесь где какой, позязя.

Оказалось SSM2164 раньше выпускала американская Analog Devices ещё во времена Царя Гороха. Потом, как видно из множественных маркеров Obsolete на домашней странице, производство свернули. Позже мода на винтажный звук подтолкнула другую компанию Small Bear Electronics выпустить копию этого усилителя с маркировкой V2164D, но спустя некоторое время эти ребята тоже закрыли проект.

Сейчас эти усилители мелким тиражом производит бывший советский завод в Латвии, который в 60х назывался Рижский Завод Полупроводниковых Приборов, а после распада Союза называется Alfa. Они маркируют усилок как AS2164. Купить его можно на сайте знаменитых латвийских модулярщиков Erica Synths за €4.

Великолепная ирония: советский танк на американских гусеницах, американский самолёт на латышских крыльях.

Сборка и запуск

Собирать Шрути было не сложно, кроме тех проблем с неправильно купленными микросхемами, что я описал выше. Все детали выводные, а на сайте MI есть качественная инструкция. Все компоненты отмечены на шелкографии платы. Запутаться там совершенно невозможно.

Shruthi side view
Этим синтам вообще никакой корпус не нужен.

Я немного переделал механику т.к. на руках были стойки высотой 20 мм. Синтезатор получился немного тоньше, с более интересными пропорциями, как по мне. Единственное, что бы я сейчас хотел поменять — экран. Поставил бы OLED вместо обычного. Правда, для этого нужно зарыться в форум MI чтобы понять как это влияет на звук и можно ли такой дисплей экранировать.

С поиском собранной прошивки для Шрути возникли проблемы. В репозитории её нет, а собирать из исходников вообще не хотелось. Искал файлы по-одному в разных ветках форума. Ссылки на бинарники есть тут.

Shruthi Polivoks
Шрути с фильтром Поливокса
Shruthi 4PM
Шрути с фильтром 4-pole Mission

После сборки и запуска двух фильтров, меня посетила та же шальная мысль, что и с Mega MIDI: «у меня полно лишних компонентов. Вместо того чтобы перекидывать головную плату с одного фильтра на другой, я просто соберу вторую головную плату».

Скептик скажет: «ну да, не сложно собрать 16 синтов, если каждый собирать в двух экземплярах». Но на самом деле: нет, всё-равно довольно сложно 😀.

Во время запуска не обошлось без щепотки страданий спонсором которых в очередной раз выступили китайские бизнесмены с Алика. Они подставили меня с цветами дисплеев из-за чего их дважды пришлось выпаивать и финальный результат меня так и не удовлетворил на 100%. Когда-нибудть в будущем постараюсь заменить дисплеи на OLED.

💸 Посмотреть цены 2021 года на свой страх и риск 💸
  • 350 ₽ — Дисплей
  • 500 ₽ — Ручки, потенциометры и пр мелочь
  • 7670 ₽ — Компоненты в чиподипе
  • 1240 ₽ — Редкие резисторы и кондёры в Чиподипе
  • 2800 ₽ — платы в JLCPCB (3 комплекта по 5 шт)
  • 2200 ₽ — второй комплект control board в Чиподипе
  • 860 ₽ — пара альтернативных дисплеев на Али
  • 500 ₽ — пара американских усилителей для фильтра Поливокса
  • ВСЕГО 16120 ₽

Чё-то дороговато в сравнении с остальными.

Впечатления

8 Например, секвенсор.

На сегодняшний день я провёл за Шрути суммарно всего, может быть, 5 часов. Единственное, что пока могу сказать: там есть фичи к которым я ещё даже не прикасался8.

Это первый синтезатор в Бракованных Деталях, который ощущается как музыкальный инструмент. С его помощью можно нарулить нужный звук зная как устройство работает.

Осцилляторы, фильтр, микшер, секвенсор — всё в нём выглядит значительно более навороченным, чем во многих масс-маркет синтезаторах начального уровня. В нём есть даже матрица модуляции — обширный набор «виртуальных» патч-кордов. Эта функция впечатлила меня сильнее всего. Вместе с возможностью сохранения настроек получается девайс в котором можно утопить десятки и даже сотни часов.

Шрути с фильтром Поливокса принимает простую MIDI последовательность из секвенсора ORCA.

Богатые настройки осцилляторов и MIDI, матрица модуляции и набор крутейших аналоговых фильтров выводят этот синт в отдельную open source лигу где он, по иронии судьбы, конкурирует лишь с другими синтезаторами Mutable Instruments.

Из мелких минусов: все эти функциональные богатства не вмещаются в спартанский интерфейс. Им тесно в 2 строчках дисплея и на 6 кнопках, где управление ютится на 2.5 этажах виртуальных страниц. Если для вас такое неприемлемо — обратите внимание на Shruthi XT — там основные функции существуют в виде физических ручек и кнопок.

Я обязательно проведу за парой этих железяк гораздо больше времени в новогодние праздники — они того стоят. А пока вот кручу ручки 10 мин. Первая половина с 4PM, вторая — с Поливоксом.

А вот что с этим же самым синтезатором может сделать Глеб Raumskaya — человек с музыкальным чувством прекрасного:

Наш следующий герой Le Strum — практически бесплатные электрогусли.

Сообщение об ошибке: