Recherche & Analyse


Und wieder bin ich an dem Punkt, an dem ich mich Frage: "Mit was fange ich an?"

  •    Ausstattung und Aufbau der historischen Vorbilder
  •    Konzepterstellung für mein Gerät
  •    Frontplatten- und Gehäusedesign
  •    Schaltungsentwicklung & Aufbau

Die Reihenfolge kann natürlich variieren. Ich finde es meist einfacher bei der Schaltungsentwicklung die vorgegebenen mechanischen Gegebenheiten zu kennen und mich nach diesen zu richten, als im Nachgang etwas um die Schaltungen herum zu bauen. Die EINZELNEN Punkte durchlaufen meist mehrere Iterationen. 

Ausstattung und Aufbau der historischen Vorbilder


Dieser Punkt ist gerade bei dem Mixtur-Trautonium nach Oskar Sala wichtig, da im laufe der Jahre verschiedene Version vorhanden waren.


Ende der 1930er spielte Sala auf dem Konzerttrautonium, welches schon die ersten subharmonischen Zusätze hatte. Um 1950 wurde das MIXTUR-Trautonium auf Röhrenbasis entwickelt, mit diesem entstanden die berühmten Geräuscheffekte u.a. in Alfred Hitchcocks Film "Die Vögel". In den folgenden Jahren wurde dieses Instrument noch erweitert.

Anfang der 1980er Jahre entstand ein Mixtur-Trautonium auf Halbleiterbasis, auf diesem Instrument spielte Sala bis zu seinem Tod.

 

Bei meinem Nachbau möchte ich mich am Halbleiter-Trautonium orientieren. Ich schreibe bewusst orientieren, da ich noch nicht weiß ob ich alle Funktionen übernehmen möchte.

 

Diese Trautonium verfügt z.B. über mehrere Kreuz-/Verteilerschienen sowie doppelte Formant-Filter mit einem "Nebenausgang". Diese Verteilungen sind jeweils über Steckbrücken konfigurierbar.
Meiner Einschätzung nach waren diese Möglichkeiten im Röhren-Mixtur-Trautonium nicht gegeben. Andererseits gibt es evtl. sinnvolle Erweiterungen, die man integrieren kann.

Weiter geht es mit den folgenden vier Punkten:

  • vereinfachtes Blockschaltbild eines Trautoniums
  • Betrachtung der Module von Salas Halbleiter-Trautonium
  • daraus abgeleitet das Blockschaltbild erstellen
  • Zieldesign meines Trautoniums festlegen

(Bild: Ich am original Mixtur-Trautonium, auf dem Oskar Sala spielte)


Hier dargestellt ist ein Volkstrautonium der 1930er Jahre.

Über die Widerstands-Saite des Manuals wird die Tonhöhe bestimmt. Der Sägezahngenerator wurde mit einer Thyratron-Röhre realisiert. Schwingkreise mit Drehkondensatoren waren der Kern des Format-Filters. Nach dem Filter folgte noch ein Röhren-Verstärker, dessen Ausgangsspannung über einen Kohledruck-Widerstand - der sich unterhalb des Manuals befand - verändert lässt. So konnte man durch Druck auf das Manual die Lautstärke ändern.

 

Gehen wir einen Schritt weiter und schauen uns die Grundbausteine des MIXTUR-Trautoniums an.

Der Sägezahngenerator wurde durch einen Rechteckgenerator ersetzt, dessen Ausgangssignal auf vier Teiler geht. Nach der Freq.-Teilung wird aus dem Rechteck ein Sägezahn geformt. Optional kann noch ein Rauschen hinzugefügt werden. Jeder Pfad wird dann durch einen Formant-Filter geführt und am Ende des Signalweges wieder zusammengemischt - daher auch der Name MIXTUR.

Die vier Teiler bilden den subharmonischen Generator, der das Kernstück eines Mixtur-Trautoniums ist. Zu beachten ist, dass es sich hier nicht um die wohltemperierte Stimmung handelt, sondern durch die ganzzahlige Teilung der Frequenz des Haupt-Tongenerators eine reine Stimmung vorliegt. Durch Einstellen verschiedener Teilfaktoren lassen sich so mit einer Saite Akkorde oder Intervalle spielen. 

 

Salas Halbleiter-Trautonium*

*Um genau zu sein gehört dieses Trautonium der "Fachhochschule der Deutschen Bundespost Berlin" und wurde 1985 Hr. Sala zur Nutzung überlassen. Das Trautonium entstand u.a. im Rahmen mehrerer Ingenieurarbeiten ab 1981.

 

Schauen wir uns das Halbleitertrautonium von O. Sala genauer an, um daraus erst mal ein Blockschaltbild zu erstellen.

1. Tongenerator 

2. Teiler

3. Sägezahngenerator

4. Rauschgenerator

5. Kanalverstärker

6. Schlagwerk

7. Formantfilter

8. Summenverstärker

9. Manual

10. Kreuzschiene

11. Stellgrößen-Verteiler

12. Formantverteiler

13. Flüssigkeitspotentiometer

14. Bediengerät


Nicht auf dem Bild zu sehen sind die Pedale, mit denen die Lautstärke zusätzlich geregelt werden kann. Weiterhin kann man mit den Pedalen zwischen den Teilern umschalten.

 

Jetzt geht es einen Schritt weiter ins Detail.

1. Tongenerator

 

Mit dem einen Poti kann die Frequenz des Hauptoszillators eingestellt werden. Der zweite Poti ist für den Nebentongenerator zuständig, hier wird ein festes Intervall zum Hauptgenerator eingestellt. Der Nebentongenerator kann auf Teiler 4 geschaltet werden (Der Schalter befindet sich auf dem Bediengerät). Damit ist es möglich, auch andere Akkorde zu spielen und man ist nicht nur auf die natürlichen subharmonischen Akkorde beschränkt.

 

2. Teiler

 

Hier können 3 Gruppen von subharmonischen Teilern eingestellt werden. Die Auswahl der Gruppen erfolgt am Bediengerät oder mittels Pedal. Am Bediengerät können zusätzlich noch fest eingestellte Gruppen (wie Oktav-Teiler) ausgewählt werden.

Es können Teiler von 1-24 eingestellt werden. Es gibt aber auch Instrumente, die nur bis 16 oder bis 32 gehen.

 

 

3. Sägezahngenerator

 

In diesem Modul wird das Rechtecksignal in ein Sägezahn gewandelt.

Über den Schalter kann der Kanal ein-/ausgeschaltet werden und über einen Poti kann die Ausgangsspannung eingestellt werden.

 

 

10. Kreuzschiene

 

Das Ausgangssignal der Sägezahngeneratoren wird über die Kreuzschiene geführt und auf die Formant-Filter verteilt.

Es können vom Bediengerät aus 3 verschiedene Verteilungen ausgewählt werden.

 

 

4. Rauschgenerator

 

Unter diesem Modul verbirgt sich etwas mehr als nur eine Rauschquelle. 

Hier werden der Sägezahn und das Rauschsignal zusammengeführt.

Das Rauschsignal kann zugeschaltet und in der Amplitude angepasst werden (Schalter links und Poti).

Über den rechten Schalter (TP1-0-TP2) wird bei Bedarf ein Tiefpassfilter auf den Sägezahn geschaltet. TP1 und TP2 haben unterschiedliche Eckfrequenzen.

Die Baugruppe enthält auch einen VCA, über den das gemischte Signal läuft. Anders als Üblich sitzt dieser VCA vor dem Filter.

 

 

5. Kanalverstärker

 

Die ist kein Verstärker im herkömmlichen Sinn. Der Kanalverstärker bereitet die Steuerspannungen für die VCAs auf. Ein VCA ist im Rauschgenerator implementiert, der zweite im Summenverstärker.

 

Mit dem Poti wird die max. Lautstärke des Kanales eingestellt. Der Schalter bestimmt die Art der Lautstärkensteuerung (also die CV des VCA).

N = Normal - d.h. die Steuerspannung kommt nur von Manual

S1 = Schlagwerk 1 - d.h. zusätzlich zur Manual CV wirkt hier noch das Schlagwerk 1

S2 = Schlagwerk 2 - wie S1 jedoch von Schlagwerk 2

 

 

6. Schlagwerk

 

Beim Schlagwerk handelt es sich um einen Hüllkurvengenerator (AD).

Wir finden zwei Potis (AN und AB) zum Einstellen der Anstiegs- und Abfallzeit - eher als Attack und Decay bekannt.

 

Die Triggerung ist über die beiden Schalter einstellbar.

Bei "Getriggert" werden die Schlagwerke durch die beiden Manuale angesteuert. Schlagwerk 1 wird durch das obere Manual und Schlagwerk 2 durch das untere Manual angesteuert.

Bei "Freilaufend" werden die Schlagwerke periodisch ausgelöst. Die Frequenz des internen LFO lässt sich mit den Potis (f) einstellen.

Was man auf dem Bild nicht erkennt - der Schalter in Schlagwerk 2 hat eine Mittelstellung. In dieser Position erfolgt der Trigger durch Schlagwerk 1.

 

 

7. Formant-Filter

 

Wie an den Bedienelemente erkennbar ist, verfügt dieses Modul über zwei getrennte Filter. Der Hauptausgang kann über einen Kippschalter zwischen Tiefpass/AUS/Bandpass umgeschaltet werden. Der Nebenausgang liegt dagegen fest auf dem Bandpassfilter. Haupt- und Nebenausgang gehen dann zum Formantverteiler.

Eckfrequenz und Güte der beiden Filter können getrennt voneinander eingestellt werden. Zwei weitere Schalter legen den Frequenzbereich fest (bis 600 Hz oder bis 6kHz).

 

Zusätzlich fallen die beiden Regler des "Verzerrungseinsatzes" auf.

Bevor das Signal an die beiden Filter gelangt, durchläuft es den Eingangslimitierer. Nach dem Hauptfilter wird das Signal durch den Ausgangsverzerrer geschickt. Der Nebenausgang hat keinen Verzerrer.

Durch diesen "Verzerrungseinsatz" wird die Signalform des Sägezahns verändert und somit auch dessen Klangspektrum. Hier ein paar aufgenommenen Kurvenformen bei verschiedenen Einstellungen.

 

 

12. Formantverteiler

 

Hier werden die einzelnen Ausgänge der Formatfilter (Haupt & Neben) zusammengefasst und auf die beiden Summenverstärker aufgeteilt.

Vom Bediengerät aus, können 3 verschiedenen Konfigurationen ausgewählt werden. Die Konfigurationen werden im Formantverteiler vorkonfiguriert (das sind die roten/blauem Dip-Schalter auf dem Bild). 

 

 

8. Summenverstärker

 

Im Summenverstärker ist ein weiterer VCA enthalten, der durch die Pedale und das Manual gesteuert wird. Mit dem Poti wird der Ausgangspegel eingestellt, die LED zeig evtl. Clipping an.

 

 

9. Manual

 

Das Manual des Trautoniums ist neben dem subharmonischen Generator eines der wichtigsten Bestandteile. Ganz neu ist der Aufbau nicht, den das Hellertion hatte ein ähnliches Prinzip. Wie schon mehrfach erwähnt, wird eine Saite mit Widerstandsdraht über eine drehbar gelagerte Metallleiste gespannt. Der Auflagepunkt der Saite bestimmt die Tonhöhe, der Auflagedruck die Lautstärke.

Jedes Manual liefert also 2 Steuerspannungen (Tonhöhe und Lautstärke) sowie ein GATE Signal.

Über der Saite sind Hilfszungen, als Spielhilfe für bestimmte Töne, angebracht. Diese Hilfszungen sind aus Messing mit Lederüberzug oder bei neueren Versionen aus Kunststoff. Meist sind die Zungen auf die Töne C, D, G und A eingestellt. 

 

 

10. Stellgrößen-Verteiler

 

Der Stellgrößen-Verteiler befindet sich hinter der Teilfrontplatte. Dieses Modul verteilt die Steuerspannungen der Manual (Lautstärke) auf die Kanalverstärker und die Summenverstärker. Wie bei allen Verteilen kann über das Bedienteil zwischen 3 Kombinationen ausgewählt werden.

Es gibt einen Schalter für die Kanalverstärker und einen weiteren für die Summenverstärker.

Bsp. für den Summenverstärker:

- jedes Manual steuert einen Summenverstärker

- das obere Manual steuert beide Summenverstärker

- das untere Manual steuert beide Summenverstärker 

- beide Manual steuern beide Summenverstärker 

 

 

13. Flüssigkeitspotentiometer

 

Das Flüssigkeitspotentiometer wird in den Signalweg eingeschleift. Soweit ich das recherchieren konnte, wurde es nach dem Summenverstärker angeschlossen.

Dieses Potentiometer ist eines von Salas Patenten und unter Patent Nr. DE628687 vom 08.04.1936 zu finden.

 

 

14. Bediengerät

 

Das Bediengerät wurde hier schon öfters erwähnt. Es ist die Steuereinheit für den Teiler, den Nebenoszillator, die Kreuzschiene, die Formantverteilung sowie die Stellgrößenverteilung.

 

Mit den gewonnen Kenntnissen ergibt sich somit folgendes Blockschaltbild.