モジュラーシンセサイザー

モジュラー シンセサイザーは、異なる機能のための個別のモジュールで構成されたシンセサイザーです。ユーザーはモジュールを接続してパッチを作成できます。モジュールからの出力には、オーディオ信号、アナログ制御電圧、またはロジックやタイミング条件のデジタル信号が含まれます。一般的なモジュールは、電圧制御発振器、電圧制御フィルタ、電圧制御アンプ、エンベロープ ジェネレーターです。

最初のモジュラーシンセサイザーは、1950年代後半にドイツのエンジニア、ハラルド・ボーデによって開発されました。 ^[1] 1960年代には、モーグシンセサイザーと、同時期に開発されたブックラモジュラー電子音楽システムが導入されました。 ^{[2]モーグは、}エンベロープ、ノイズジェネレーター、フィルター、シーケンサーなどのサウンドを作成および整形する個別のモジュールで構成されており、^{[3] [4]}パッチコードで接続されていました。^[5]

日本のローランド社は1975年にローランドシステム100を発売し、続いて1976年にシステム700、1979年にシステム100mを発売した。 ^[1]

1970年代後半、モジュラーシンセサイザーは、ポップミュージックにおいて、高度に統合されたキーボードシンセサイザー、MIDI接続されたラックギア、サンプラーに大きく取って代わられ始めました。1990年代までには、モジュラーシンセサイザーは、より安価で小型のデジタルシンセサイザーやソフトウェアシンセサイザーに比べて人気がなくなりました。^[1]しかし、物理的にパッチを当てるアプローチ、柔軟性、そして従来のモジュラーシステムのサウンドを選択するコミュニティは存在し続けました。

1990 年代後半から、^{[いつ? ]}物理的な標準化の実践、レトロ機器の入手可能性と関心の高まり、製造コストの低下と電子的な信頼性と安定性の向上、サウンド以外のものを制御するためのモジュール機能の再発見、 VCV Rack、MAX/MSP、Pd、Reaktor など の仮想合成システムの開発による教育の全体的な強化などに支えられ、アナログ シンセサイザーの人気が再燃しています。

基本的なモジュール機能は、信号、制御、ロジック、タイミングです。通常、入力と出力は電圧です。

シンセサイザー モジュールとスタンドアロンのエフェクト ユニットの違いは、エフェクト ユニットにはオーディオ信号の入出力用の接続と、ユーザーがデバイスのさまざまなパラメーター (コーラス エフェクトの変調レートなど) を制御するためのノブやスイッチがあるのに対し、シンセサイザー モジュールには入出力用の接続がある場合もありますが、デバイスのパラメーターを他のモジュールでさらに制御できるようにするための接続も備わっている場合があります (たとえば、低周波発振器モジュールを遅延モジュールの変調入力に接続してコーラス エフェクトを得るなど)。

モジュールにはさまざまな種類があります。同じ基本機能を持つモジュールでも、複雑さの度合いに応じて、入力、出力、コントロールが異なる場合があります。例としては、同期 (ハードまたはソフト)、線形または指数周波数変調、可変波形のオプションを持つ電圧制御発振器 (VCO)、共振と帯域幅の両方のコントロールを持つ電圧制御フィルタ (VCF)、プロセスの各段階で出力を提供するエンベロープ ジェネレータなどがあります。より複雑なモジュールの例としては、周波数シフター、シーケンサー、ボコーダーなどがあります。

モジュラー シンセサイザーはかさばり、高価になる場合があります。メーカーは、1 V/オクターブの制御電圧や、一般的な互換性を提供するゲートおよびトリガーしきい値など、さまざまな物理シンセサイザーに対して準拠するいくつかの標準がありますが、異なるメーカーのシンセサイザーを接続するには、異なる種類のプラグが付いたケーブルが必要になる場合があります。

ドイツのエンジニア、ディーター・ドイプファーは、モジュラーシンセサイザーがユニークなサウンドを作成するのにまだ役立つと考え、新しい小型モジュラーシステムであるドイプファーA-100を開発しました。これがモジュラーシステムの新しい標準であるユーロラックにつながり、2017年現在、モーグやローランドを含む100社を超える企業がユーロラックモジュールを開発しています。^[1]

モジュールは通常、ソースまたはプロセッサのいずれかに分類されます。^[6]モジュラーシンセサイザーに搭載されている標準モジュールは次のとおりです。

ソース- 出力を特徴とするが、信号入力はない。制御入力を持つ場合がある。

• VCO –電圧制御発振器。入力制御電圧と設定に応じて周波数が決まる信号を出力します。基本形式では、単純な波形(通常は方形波またはのこぎり波ですが、パルス波、三角波、正弦波も含まれます) になりますが、同期、周波数変調、自己変調などの制御によって動的に変更できます。
• ノイズ源 - モジュラー シンセサイザーが提供する一般的なノイズの種類には、ホワイトノイズ、ピンク ノイズ、低周波ノイズなどがあります。
• LFO -低周波発振器は、電圧制御の場合とそうでない場合があります。40 分の 1 秒から数分までの任意の周期で動作できます。通常は、別のモジュールの制御電圧として使用されます。たとえば、制御周波数に応じて、VCO を変調するとビブラートとして認識される周波数変調が生成され、VCA を変調するとトレモロとして認識される振幅変調が生成されます。LFO からの矩形波出力は、他のモジュールのタイミング機能またはトリガー機能のロジック出力として使用できます。
• EG -エンベロープ ジェネレーターは、過渡電圧源です。エンベロープ ジェネレーターに適用されるトリガー コントロール信号は、単一の整形された電圧を生成します。多くの場合、ADSR (アタック、ディケイ、サステイン、リリース) として構成され、上昇および下降するコントロール電圧を提供します。通常は、VCA の振幅または VCF のカットオフ周波数を制御しますが、シンセサイザーのパッチ可能な構造により、エンベロープ ジェネレーターを使用して、VCO の周波数やパルス幅などの他のパラメーターを変調できます。より単純な EG (AD または AR) またはより複雑な EG (DADSR - ディレイ、アタック、ディケイ、サステイン、リリース) が使用できる場合もあります。
• シーケンサーまたはアナログ シーケンサーは、ソースまたはプロセッサになる複合モジュール タイプのファミリーです。ソースとして、構成に応じて、通常はフロント パネルのノブの値を調整して設定される一連の電圧を生成します。シーケンサーは、各ステップでトリガーまたはゲートを出力することもできます。シーケンサーは、トリガー入力に適用されたトリガーによってステップ化されます。設計により、前方または後方へのステップ化、振動パターン、ランダム順序、または限られた数のステップのみの使用が可能になります。このレベルの複雑さを備えたアナログ シーケンサーとコントローラーの例としては、Doepfer A-154 と A-155 の組み合わせがあります。

プロセッサ- 信号入力と出力を特徴とし、制御入力を持つ場合もあります。

• VCF -電圧制御フィルタ。特定の周波数より低い周波数（ハイパス）、高い周波数（ローパス）、または上下両方（バンドパス）の周波数を減衰させます。 [ ^a]ほとんどの VCF は可変共振を備えており、電圧制御されている場合もあります。
• VCA -電圧制御増幅器。印加された制御電圧に応じて信号の振幅を変化させます。応答曲線は線形または指数関数的になります。2象限乗算器とも呼ばれます。
• LPG - ローパス ゲートは、VCA と VCF を組み合わせたような複合モジュールです。この回路は、制御電圧に応答する抵抗光アイソレータを使用しており、サウンドをフィルタリングして、より高い増幅でより多くの高周波情報を通過させます。
• RM -リング モジュレーター- 2 つのオーディオ入力を利用して、元の信号を抑制しながら和と差の周波数を作成します。アナログ乗算器または周波数ミキサーとも呼ばれます。
• ミキサー - 電圧を追加するモジュール。
• 複数 -電圧出力を複数の入力に展開します。
• スルー リミッター - サブオーディオローパス フィルター。発振器への制御電圧パスで使用すると、ポルタメント効果を生み出します。
• S&H -サンプル アンド ホールドは、通常、制御電圧プロセッサとして使用されます。設計によって異なりますが、通常は上昇エッジ (トリガー) で入力の電圧値をキャプチャし、トリガー入力が別の電圧を読み取り、プロセスを繰り返すまでこの電圧を出力します。
• シーケンサー(上記も参照) はプロセッサとして、各ステップ (場所またはステージ) に信号入力があり、ステップするとその信号が出力されます。このタイプのシーケンサーの例としては、Doepfer A-155 があります。
• カスタム制御入力 - 機器の使用可能な電圧範囲（通常は -15V ～ +15V）内であれば、あらゆる種類の電圧をモジュラー シンセサイザーに接続できます。

ハードウェアの提供範囲は、ケース入りの完全なシステムから愛好家向けのキットまで多岐にわたります。多くのメーカーは、クラシック モジュールの最近の再設計に基づく製品で製品範囲を拡大しています。多くの場合、元の特許は失効しているため、元の設計とその後の再設計の両方がインターネットで無料で入手できます。多くの愛好家の設計者は、他の愛好家向けにむき出しの PCB ボードとフロント パネルも販売しています。

• Buchla 電子楽器(旧 Buchla & Associates)
• ドゥプファー・ムシケレクトロニク( A-100 )
• Moog Music (旧 Big Briar、旧 Moog)
• 合成技術
• PAiAエレクトロニクス
• アナログシステム
• サウンド変換システム
• スタジオエレクトロニクス
• シンセサイザーズ
• シントン・フェニックス

初期のシンセサイザー モジュールの多くは、高さが整数インチで表​​されていました。11 インチ (Roland 700 など)、10 インチ (Wavemakers など)、9 インチ (Aries など)、8 インチ (ARP 2500 など)、7 インチ (Polyfusion、Buchla、Serge など)、6 インチ (Emu など)、幅は 1/4 インチの倍数でした。最近では、6U (Wiard)、5U (8.75 インチ、Moog/Modcan など)、4U (Serge など)、3U ( Eurorack など) といった標準の 19 インチラック ユニットシステムに従うことが一般的になっています。

特に注目すべき 3U ユニット規格は 2 つあります。フロント パネルに 3U 全体を使用する Frac Rack (例: PAiA) と、フロント パネルを挟む 2 mm の水平リップを持つ Eurorack (例: Doepfer) です。さらに、ヨーロッパや日本のメーカーが U の測定値を、より便利なメートル法の同等値に切り上げたり切り下げたりするなど、細かい違いもあります。たとえば、一般的な 5U モジュールはちょうど 8.75 インチ (222.25 mm) ですが、米国以外のメーカーは 220 mm または 230 mm を好む場合があります。

その他の違いとしては、使用されるプラグ（1/4インチ（6.3 mm）または3.5 mmの電話コネクタ、バナナジャック、またはブレッドボードパッチリードに適合）にあります。主電源はほとんどの場合±12 V ^[7]または±15 Vですが、メーカーやシステムによっては2.5±2.5 V ^[8]から0±18 Vの範囲になります。トリガー電圧またはゲート電圧（Moog Sトリガーまたはポジティブゲート）と、一般的なオーディオ信号レベル（多くの場合±5 Vで±5 Vのヘッドルーム）があります。制御電圧はボルト/オクターブで、通常は1 V/オクターブですが、場合によっては1.2 V/オクターブです。

ほとんどのアナログ モジュラー システムでは、周波数は制御電圧 (1 ボルト/オクターブや 1.2 ボルト/オクターブなど) と指数関係にあり、人間の耳は周波数を対数的に知覚し、各オクターブは同じ知覚サイズを持つことから、線形と呼ばれることもあります。一部のシンセサイザー ( Korg MS-20 、ETI 4600など) では、周波数 (知覚されるピッチではない) が電圧と線形になるシステムが使用されています。

ノブとスライダーは連続的に変化する性質があるため、正確なパッチを再現することが難しい場合があります。

相互接続可能なモジュールとして構成された、パーソナル コンピュータ用のソフトウェア シンセサイザーもあります。これらの多くは、モジュールがハードウェア機能をシミュレートする仮想アナログ シンセサイザーです。また、実際の歴史的なモジュラー シンセサイザーをシミュレートする仮想モジュラー システムもあります。

• オーディオマルチ
• アートリアモジュラー V
• ビドゥル
• Bitwig Studio (グリッド)
• チャック
• クリームウェアオーディオモジュラーIII
• サウンド
• ドプファー
• マックスMSP
• ムーグモデル 15
• キマ
• ピュアデータ
• リアクター
• サンボックス
• スーパーコライダー
• VCVラック
• Wren for Windows（オープンソース）^[9]

コンピュータの性能が飛躍的に向上したため、ソフトウェア プログラムでモジュラー シンセサイザーの信号、サウンド、パッチング機能をリアルにモデル化できるようになりました。望ましいアナログ サウンド生成、実際の電圧操作、ノブ、スライダー、ケーブル、LEDなどの物理的な機能が欠けている可能性はありますが、ソフトウェア モジュラー シンセサイザーは、より手頃な価格でコンパクトなフォーム ファクターで、無限のバリエーションと視覚的なパッチングを提供します。

VSTなどの一般的なプラグイン形式は、モジュール方式で組み合わせることができます。

モジュラー シンセサイザーには、任意のモジュールを装着できるケースまたはフレームがあります。モジュールは通常、パッチ コードを使用して接続され、ケースのフォーム ファクターに適合し、同じ電気仕様を使用している限り、システムにはさまざまなソースからのモジュールを含めることができます。

一方、セミモジュラーシンセサイザーは、単一の製造元が製造したモジュールの集合体で、まとまった製品、つまり楽器を製造します。モジュールは交換できず、通常は典型的な構成が事前に配線されています。モジュールは通常分離できず、物理的には連続した回路基板の一部である場合があります。ただし、製造元は、ユーザーがモジュールをさまざまな順序で接続できるようにするためのメカニズムを提供し、多くの場合、楽器のモジュールの間に外部コンポーネントまたはモジュール (ユーザーが選択して提供) を接続します。^{[引用が必要]}

マトリックス システムでは、パッチ コードではなく、ピン マトリックスまたはその他のクロスポイント スイッチを使用します。ARP 2500 は、固定スイッチ マトリックスを使用した最初のシンセサイザーでした。ピン マトリックスは、EMS VCS-3やその後継機であるEMS Synthi 100で普及しました。その他のシステムには、ETI 4600 や Maplin 5600 などがあります。

これらのマトリックスのすっきりとした論理レイアウトは、Arturiaなどの多くのメーカーに、アナログまたは仮想アナログ シンセサイザーにデジタル プログラム可能なマトリックスを組み込むよう促しました。Alesis Ionなどの多くの完全デジタル シンセサイザーは、ハードウェア マトリックスのグラフィカル レイアウトがまったく存在しない場合でも、モジュレーション マトリックスのロジックと命名法を活用しています。

セミモジュラーシンセサイザーのさまざまなモジュールは、一般的な構成で配線されていますが、パッチコードを使用してユーザーが再配線できます。例としては、ARP 2600、Anyware Semtex、Cwejman S1、EML101、Evenfall Minimodular、Future Retro XS、Korg MS-10 / MS-20 / PS-3100 / PS-3200 / PS-3300、Mungo State Zero、Roland System 100、Korg Volca Modular、Moog Mother-32などがあります。

再構成可能なシステムでは、パッチコードを使用せずに、特定の信号をさまざまな順序でモジュールにルーティングできます。例としては、Oberheim Matrix、Rhodes Chroma、Moog Voyager などがあります。

ハイブリッド シンセサイザーは、ハードウェアとソフトウェアを組み合わせてパッチを実現します。例としては、 Arturiaの Arturia Origin (完全に自己完結型)、Clavia Nord Modularおよび Clavia Nord Modular G2 (パッチを編集するには外部コンピューターが必要)、 Audiocubesなどがあります。

• チップチューン
• 回路曲げ
• サウンドモジュール
• スイッチド・オン・バッハ

• 120年にわたる電子音楽 クラシックモジュラーシンセに関する情報
• Synthmuseum.com ビンテージシンセサイザーの情報と画像のリソース
• モジュラーアナログシンセサイザーが復活！新しいモジュラーシステムに関する記事
• Earth Modular Society (EMS) は、オープンマイク精神に基づき、モジュラーシンセサイザーを使用した 24 時間 365 日のライブパフォーマンスに特化したモジュラーシンセサイザーコミュニティです。
• Modular Music TV ^{[リンク切れ‍ ]}モジュラーシステムを使用したチュートリアル、ニュース、パフォーマンスなどに特化したウェブサイト
• モジュラーアナログ合成の概念の一般的な紹介 モジュラーアナログ合成の概念に関する記事
• ModularSynth.co ^{[リンク切れ‍ ]}モジュラーシンセメーカーとプロデューサーのネットワーク

機械仕様

• モジュラーシンセサイザー比較表
• モジュラーフォームファクター
• ドットコム ムーグ 5U
• シンセシス MOTM 5U
• PAiA フラックラック
• ドプファー ユーロラック 3U
• インテリジェル 1U
• パルプロジック 1U タイル