Moduli ARP

L'azienda americana ARP Instruments, nella costruzione dei suoi modelli di sintetizzatori musicali, fece spesso ricorso alla realizzazione e all'impiego di speciali moduli integrati, che potessero assolvere a compiti simili in apparati differenti. Ciò rappresentò una prima evoluzione del sintetizzatore modulare, nel quale erano installate più copie del medesimo modulo; l'adozione dei moduli integrati permetteva di rendere molto più rapide le operazioni di riparazione.

Fondamenti

I circuiti dei sintetizzatori analogici, così come i blocchi per la fabbricazione dei calcolatori analogici, spesso impiegavano l'interazione di diversi semiconduttori per realizzare una particolare funzione. In simili circuiti di precisione, la sensibilità dei semiconduttori alla temperatura deve essere presa in seria considerazione, così come la temperatura dei singoli componenti è prona a variazioni durante il funzionamento. È pertanto necessario provvedere ad una modalità costruttiva per mantenere i componenti elettronici entro determinati limiti di escursione termica.

Nei circuiti integrati l'accoppiamento termico è parte del progetto, poiché le giunzioni di semiconduttore sono realizzate su una base comune di silicio. Prima dell'invenzione dei circuiti integrati, spesso si usava incapsulare blocchi di circuito in una resina per assicurare prestazioni indipendenti dalla temperatura. Oltre agli obiettivi tecnici, l'incapsulazione permette di mantenere le idee proprietarie lontane da sguardi indiscreti.

Modularizzazione dei circuiti

I primi modelli ARP, come i moduli del sintetizzatore 2500, avevano alcuni elementi base del circuito incapsulati. Un tipico esempio di questi circuiti sono i convertitori esponenziali degli oscillatori, e le celle a guadagno variabile del Multimode Filter. Anche le prime tastiere impiegavano amplificatori operazionali con ingressi a FET discreti per la tensione di controllo.

Per il modello 2600 comunque, ARP passò ad uno schema di modularizzazione più economico e compatto: moduli completi del synth erano realizzati entro piccole scatole in plastica riempite di resina. Come risultato, occorreva un minimo circuito di supporto, principalmente controlli del pannello e trimmer, per avere moduli completamente funzionali come oscillatori, filtri e generatori di inviluppo. Incidentalmente, ARP (o Tonus, come prima si chiamava) fece un tentativo per vendere questi moduli separatamente, avente per obiettivo sperimentatori e realità educative. Questi erano indicati come "Encapsulated Function Generatoris For Use In Electronic Music Systems" nei primi anni '70.

Schemi di incapsulamento

I primi circuiti incapsulati consistevano in un piccolo circuito stampato rinchiuso in un contenitore di plastica riempito con resina epossidica. Il modulo impiegato nel modello 2500 era un quadrato di 28mm di lato, mentre i moduli del 2600 erano da 50mm di lato. L'ovvio svantaggio di circuiti annegati nella resina era di non poterli riparare con facilità, poiché i componenti erano inaccessibili data la durezza della resina. Si conosce di persone che, impiegando speciali solventi organici, siano riuscite nell'impresa, ma è un procedimento lento e potenzialmente pericoloso, non raccomandabile quindi.

Nel 1972 o 1973, ARP migrò da un annegamento monolitico ad uno schema di incapsulamento a due strati. I moduli erano ora riempiti con gomma siliconica, così da coprire il circuito ed i componenti, quindi sigillati con uno strato di resina epossidica. Questi moduli sono riparabili, anche se la rimozione del silicone attorno ai componenti è un compito noioso e lento.

Verso la metà degli anni '70, ARP smise di incapsulare gran parte dei moduli. L'impiego di speciali clip metalliche per mantenere le coppie di transistor alla stessa temperatura, permise di ottenere le caratteristiche richieste di bassa deriva dei parametri. Inoltre, l'impiego sempre maggiore di array di transistor integrati fece diventare superfluo l'incapsulamento. Comunque, alcuni moduli controllati in tensione sono rimasti incapsulati fin verso il 1976, quando vennero sostituiti dai modelli 4072/4075, costruiti in modo aperto. La ragione per mantenere l'incapsulamento fu probabilmente più strategica che tecnica, poiché il nucleo di alcuni filtri infrangeva un brevetto Moog.

Mentre il 2600 ed il Soloist (2700) erano progettati con uso estensivo di moduli, i modelli seguenti abbandonarono questa modalità per tenere bassi i costi. L'Odyssey (2800) aveva tre grandi circuiti stampati che svolgevano le funzioni principali; solo il filtro controllato in tensione ebbe la forma di un modulo. I modelli successivi seguirono questa scelta, ed il più piccolo synth della gamma, l'Axxe (2300) ed il Solus, erano praticamente realizzati con un unico circuito stampato privo di moduli.

Modulo	Funzione	Caratteristiche	Impiegato su
4001	Convertitore esponenziale	Ingresso in tensione, uscita duale in corrente compensato in temperatura	VCO 2500
4002	Convertitore esponenziale	Ingresso in tensione, uscita duale in corrente compensato in temperatura	VCO 2500
4005-1P	Cella a transconduttanza variabile	Ingresso differenziale (PNP), ingresso lineare in corrente	VCF 1047 (2500)
4005-2N	Cella a transconduttanza variabile	Ingresso differenziale (NPN), ingresso lineare in corrente controllo esponenziale compensato in temperatura	VCF 1047 (2500)
4005-3P	Cella a transconduttanza variabile	Ingresso differenziale (PNP), ingresso lineare in corrente controllo esponenziale compensato in temperatura	VCF 1047 (2500)
4010 Archiviato il 9 settembre 2016 in Internet Archive.	Amplificatore controllato in tensione	Sostituito dal modulo 4019	Primi 2600
4011	Oscillatore controllato in tensione	Sostituito dal modello 4017	Primi 2600
4012 Archiviato il 9 settembre 2016 in Internet Archive.	Filtro controllato in tensione	Partitore a transistor passa-basso a 4 poli controllo esponenziale compensato in temperatura frequenza di cut-off circa 0-35kHz percorso audio accoppiato in corrente continua sostituito dal modulo 4072	2600 (1970-1976) Soloist
4013	Filtro controllato in tensione	Simile al 4012	Soloist
4014 Archiviato il 9 settembre 2016 in Internet Archive.	Modulatore bilanciato	Moltiplicazione a 4 quadranti mediante celle duali a transconduttanza variabile	2500 2600
4015 Archiviato il 9 settembre 2016 in Internet Archive.	Sample & Hold		2600
4016	Generatore di rumore bianco	Sostituito dal modulo 4022	Primi 2600
4017 Archiviato il 9 settembre 2016 in Internet Archive.	Oscillatore controllato in tensione	Controllo esponenziale compensato in temperatura uscita dente di sega 10Vpp necessario trimmer esterno per tracking alte frequenze sostituito dal modulo 4027	Primi 2600
4018	Convertitore di forma d'onda	Converte forma d'onda a dente di sega in triangolare, sinusoidale e impulso	Venduto separatamente
4019 Archiviato il 9 settembre 2016 in Internet Archive.	Amplificatore controllato in tensione	Ingresso di controllo lineare ed esponenziale percorso audio accoppiato in corrente continua sostituisce il modello 4010	2600
4020 Archiviato il 9 settembre 2016 in Internet Archive.	Generatore di inviluppo	Segmenti attack, decay, sustain e release forme di controllo esponenziali	2600
4022 Archiviato il 9 settembre 2016 in Internet Archive.	Generatore di rumore bianco	Uscita 8Vrms sostituisce il modulo 4016	2600
4023 Archiviato il 9 settembre 2016 in Internet Archive.	Filtro controllato in tensione	Circuito bi-quad a 2 poli controllo esponenziale compensato in temperatura	Odyssey 2800 "white face" e primi modelli grigio/oro
4027	Oscillatore controllato in tensione	Controllo esponenziale compensato in temperatura uscita dente di sega 10Vpp sostituisce il modello 4017, sostituito dal modello 4027-1	2600 Soloist
http://www.arptech.synth.net/pdf/4027.pdf	Oscillatore controllato in tensione	Controllo esponenziale compensato in temperatura uscita dente di sega 10Vpp eliminato trimmer esterno per tracking alte frequenze sostituisce il modulo 4027	2600 Explorer
4030	Filtro statico	Filtro combinato per il timbro "Violin"	Soloist
4031	Filtro statico	Filtro combinato per il timbro "Cello"	Soloist
4032	Filtro statico	Filtro combinato per i timbri "English horn", "Oboe", "Banjo"	Soloist
4033	Filtro statico	Filtro combinato per i timbri "Bassoon", "Elec Bass", "Elec Piano"	Soloist
4034 Archiviato il 9 settembre 2016 in Internet Archive.	Filtro controllato in tensione	Partitore a transistor passa-basso a 4 poli controllo esponenziale compensato in temperatura	Pro Soloist Explorer
4035 Archiviato il 9 settembre 2016 in Internet Archive.	Filtro controllato in tensione	Partitore a transistor passa-basso a 4 poli controllo esponenziale compensato in temperatura	Odyssey 2810-2812
4072 Archiviato il 9 settembre 2016 in Internet Archive.	Filtro controllato in tensione	Cascata di integratori passa-basso a 4 poli controllo esponenziale compensato in temperatura sostituisce il modello 4012 frequenza di cut-off limitata a 12kHz per un errore di calcolo	2600 (1976-1981)
4075 Archiviato il 9 settembre 2016 in Internet Archive.	Filtro controllato in tensione	Cascata di integratori passa-basso a 4 poli controllo esponenziale compensato in temperatura sostituisce il modello 4035 frequenza di cut-off limitata a 12kHz per un errore di calcolo	Odyssey 2810-2823 Axxe 2310-2323 Omni, Omni-2 Pro/DGX, Avatar Quadra

[1] Archiviato il 9 settembre 2016 in Internet Archive. Brevetto e descrizione del funzionamento relativo al "filtro dinamico" con data 8 marzo 1977, relativo ai modelli 4072 e 4075

Articolo tradotto dal sito http://www.till.com/arptech per gentile concessione dell'autore Donald Tillman

Gli schemi elettrici sono stati redatti da Joachim Verghese e pubblicati anche sul sito http://www.arptech.synth.net Archiviato il 27 marzo 2016 in Internet Archive. da Paul Maddox.