Синтезатор Поливокс: как советская радиоэлектроника вошла в мировую историю звукозаписи

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Советский аналоговый синтезатор Поливокс, производившийся на Качканарском радиозаводе «Форманта» с 1982 по 1991 год, занимает обособленное место в истории электронной схемотехники. Разработанный инженером Владимиром Кузьминым, этот инструмент проектировался как отечественная альтернатива популярным западным монофоническим синтезаторам, в частности Minimoog. Однако из-за жестких ограничений в доступе к зарубежной компонентной базе и специфики советских стандартов радиоэлектроники архитектура устройства получила инженерные решения, не имевшие аналогов на Западе. Впоследствии этот фактор предопределил спрос на инструмент со стороны зарубежных музыкантов и продюсеров, работающих в жанрах индастриал, электро и синти-поп.

Конструктивные особенности и миф о военном происхождении

Внешний вид инструмента часто ассоциируется с советской военной аппаратурой. Дизайн корпуса, разработанный Олимпиадой Кузьминой, включал в себя герметичную алюминиевую панель, массивные пластиковые ручки регуляторов и откидную крышку, превращающую синтезатор в транспортный кейс.

Распространенное мнение о том, что синтезатор Поливокс собирался исключительно из избыточных деталей для оборонной промышленности, технически некорректно. Завод «Форманта» действительно являлся предприятием двойного назначения, что накладывало отпечаток на культуру производства и контроль качества компонентов. В схеме применялись стандартные кремниевые транзисторы и микросхемы широкого применения, однако их механические характеристики, допуски номиналов и прочность корпусов соответствовали жестким промышленным ГОСТам, что обеспечивало высокую отказоустойчивость прибора при транспортировке.

Автор: OriginalJambo / Лицензия: общественное достояние Источник: commons.wikimedia.org

Архитектура звукового тракта и генераторы (VCO)

Аппаратная часть прибора построена по классической схеме субтрактивного синтеза, но имеет ряд конфигурационных отличий:

  • Клавиатура и голосовой режим: Инструмент оснащен трехтретной клавиатурой (49 клавиш). Напряжение управления формируется дискретной резистивной матрицей. Схемотехника поддерживает двухголосный парафонический режим (дуофонию). При нажатии двух клавиш первый генератор (VCO1) отслеживает нижнюю ноту, а второй генератор (VCO2) — верхнюю. При этом звуковой тракт остается общим, проходя через один фильтр (VCF) и один усилитель (VCA).
  • Управляемые напряжением генераторы (VCO): В составе устройства функционируют два независимых VCO. Каждый из них генерирует фиксированный набор форм волны: треугольную, пилообразную, прямоугольную с изменяемой скважностью (импульсную) и шум (формируемый отдельным аналоговым генератором шума).
  • Синхронизация и модуляция: Присутствует функция частотной модуляции одного генератора другим, а также переключатель скольжения (Glissando) с регулируемой постоянной времени.

Схемотехника фильтра: отказ от конденсаторов

Главным техническим узлом, определяющим специфический спектральный состав выходного сигнала инструмента, является управляемый напряжением фильтр (VCF). В традиционных западных синтезаторах (например, в транзисторном каскаде Moog ladder или чипах Curtis/SSM) для построения частотозадающих цепей применяются прецизионные конденсаторы.

В условиях дефицита качественных малогабаритных конденсаторов Владимир Кузьмин применил нестандартное инженерное решение: в качестве активных элементов фильтра были использованы советские программируемые операционные усилители К140УД12 (микромощные ОУ с регулируемым током потребления).

В этой схеме изменение частоты среза фильтра осуществляется не путем коммутации емкостей, а за счет динамического изменения управляющего тока, подаваемого на выводы программирования микросхем К140УД12. Фильтр работает в двух режимах:

  1. Низкочастотный (Low-Pass) со спадом АЧХ 12 дБ на октаву.
  2. Полосовой (Band-Pass) со спадом 6 дБ на октаву.

При повышении уровня резонанса (обратной связи) фильтр легко переходит в режим автоосцилляции, генерируя чистый синусоидальный сигнал. Из-за внутренней нелинейности микросхем К140УД12 при приближении к точке насыщения возникают жесткие гармонические искажения (клиппинг), что придает тембру характерный агрессивный оттенок в среднечастотном диапазоне.

R-1983 Polivoks VCG (генератор с пилообразным сердечником, схема разработана Владимиром Кузьминым для Polivoks Generator)
R-1983 Polivoks VCG (генератор с пилообразным сердечником, схема разработана Владимиром Кузьминым для Polivoks Generator)
Автор: Брэндон Дэниел / Лицензия: CC BY-SA 2.0 Источник: commons.wikimedia.org

Генераторы огибающих и логика модуляции

Инструмент оснащен двумя генераторами огибающей (Envelope Generators), регулирующими параметры фильтра и амплитудного усилителя. Структура огибающей соответствует стандарту ADSR (Attack, Decay, Sustain, Release), но имеет недокументированную на момент создания функцию — режим циклического повторения (Loop Mode).

Когда переключатель переводится в данный режим, фазы атаки и затухания начинают непрерывно сменять друг друга после отпускания клавиши. Это позволяет использовать генератор огибающей в качестве третьего низкочастотного генератора модуляции (LFO) с изменяемой формой волны, что существенно расширяет возможности создания сложных модулированных текстур, дронов и ритмических паттернов.

Техническая востребованность в современной индустрии

Интерес к прибору со стороны зарубежных музыкантов (таких как Trent Reznor из Nine Inch Nails, группы Rammstein, Franz Ferdinand и Goldfrapp) обусловлен тем, что синтезатор Поливокс выдает спектрально плотный, трудновоспроизводимый на цифровых системах звук именно в подгруженном состоянии. Современные аналоговые системы копируют этот узел:

  • Латвийская компания Erica Synths совместно с Владимиром Кузьминым официально воссоздала схему фильтра в формате Eurorack-модулей, сохранив оригинальную топологию на базе микросхем К140УД12.
  • Разработчики программного обеспечения выпускают официальные VST-эмуляции, где математические модели рассчитывают нелинейные искажения операционных усилителей советского периода.

Инструмент остается востребованным инженерным артефактом, демонстрирующим, как технологические ограничения и адаптация гражданской радиоэлектроники под нужды музыкального синтеза позволили создать оригинальное техническое решение.

Изображение в превью:
Автор: OriginalJambo / Лицензия: CC BY-SA 4.0
Источник: commons.wikimedia.org
Другое
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Интересуюсь технологиями и рассказываю о них вам.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Песок рисует звук: опыты Хладни с вибрирующими металлическими пластинами

В конце XVIII века звук можно было услышать, измерить высотой тона или описать движением струны, но почти невозможно увидеть. Эрнст Хладни нашёл способ заставить колебание оставить рисунок. Он брал...

От первого ветропарка России до завода лопастей: как Ульяновск стал столицей российской ветроэнергетики

Ульяновская область занимает особое место в истории российской ветроэнергетики. Именно здесь в 2018 году заработала первая промышленная ветроэлектростанция страны, а спустя годы регион превратился...

Как работают шахтёры на самом глубоком золотом руднике Мпоненг в ЮАР

Рудник Мпоненг в ЮАР — один из самых глубоких в мире: его горизонты уходят под землю более чем на 4 км. Он расположен в золотоносном районе Витватерсранд неподалёку от Йоханнесбурга и...

Почему советские розетки были рассчитаны на 6 А, а современные на 16 А

На старых советских розетках нередко можно увидеть маркировку 6 А, а на современных чаще встречается 16 А. Внешне они похожи, но допустимая нагрузка различается почти втрое. При напряжении 220 В...

Парадокс «Веги-300-стерео»: почему советская радиола с надписью «стерео» ловила только моно

Советская аудиотехника конца 1980-х годов нередко таит в себе технические решения, способные вызвать у радиолюбителей искреннее удивление. Настольная радиола третьего класса «Вега-300-стерео»,...