Síntesis (14): los estándares para modulares

Quizá lo primero es aclarar, por si acaso, lo que no puede esperarse de un modular.

En mi opinión, un modular no es la opción para la compra de tu primer sinte (salvo que tengas una decidida vocación experimental). Hay quien defiende que es la mejor opción para aprender síntesis, porque obliga a un pensamiento ‘de sistemas’ profundo. Pero en mi opinión, para aprender mejor adquiere un sinte ‘normal’ y después usa si quieres un sinte software modular (aunque no suene 100% igual, para aprender basta). Es más, modulares software los hay (como cualquier otra cosa) en freeware (https://www.hispasonic.com/freeware).

Pese al uso de conversores MIDI a voltaje, es inabordable ‘MIDIficar’ completamente los controles de un modular. Aunque las notas y quizá unos pocos parámetros sí podamos gobernarlos vía MIDI, no sería factible registrar todos los parámetros y sus movimientos en un secuenciador MIDI. Trabajar con un modular conlleva por ello trabajar con audio, grabar. Sin posibilidad de editar y retocar al extremo que permite una aproximación más basada en MIDI o plugins. El único retoque que cabe ante una ‘cagada’ cuando grabamos con un modular es el de realizar un ‘pinchazo’ para grabar de nuevo y sustituir el fragmento.

Los modulares no son para montar la enésima variación de la arquitectura tradicional VCO-VCF-VCA. Eso es matar moscas a cañonazos. No tendría sentido invertir en modular para construir arquitecturas tipo MiniMoog o semejantes. Para eso compras un sinte compacto cerrado, te dejas de problemas, y ahorras unos euros. Me parece una sinrazón el uso (por algunos) de modulares en los 70 para realizar magistrales solos de vertiginosa ‘técnica pianística’ con un sonido de lead sin aprovechar la personalidad modular. Hubiera sido perfectamente factible sobre un MiniMoog, un CS Yamaha, SH Roland o en tantos otros. He visto sobre el escenario un uso mucho más ‘modular’ de un compacto por Florian Scheider (con Kraftwerk) que de un enorme Moog V por … (mejor me lo callo). Lo veo equivalente a los que llevan al escenario un piano electrónico encastrado en un mueble de piano de cola: un objetivo no musical, sino estrictamente de espectáculo, para ‘epatar’.

Otro aspecto que no hay que olvidar: pese a tanta tramoya esencialmente estamos construyendo a través de un modular un sinte monofónico. O al menos tiene que quedar claro que no es para uso polifónico. OK, puede haber formas de lograr cierta polifonía, especialmente mediante módulos arpegiadores/secuenciadores que comanden individualmente osciladores, etc. Pero estaríamos en ese caso montando en un solo chasis varios sintes monofónicos, usando nuestro conjunto de módulos en forma de varias arquitecturas monofónicas. Muy pocas veces veréis un uso realmente polifónico de un modular controlado por voltaje. Cabría incluso decir que no es la esencia de estos sistemas el soportar un uso polifónico. Pensad en un modular como monofónico (a lo sumo quizá multi-monofónico, si es realmente grande).

Tampoco olvidéis que si hablamos de tecnología analógica son ineludibles los procesos de calibración. Es un prodigio de diseño conseguir que un oscilador analógico sea estable (con la precisión que exige la sensibilidad humana al tono) en una excursión de 8 octavas. Pensadlo: 8 octavas implica que el ciclo para la nota más grave dura 256 veces más que para la más aguda. Cualquier VCO tendrá ‘trimmers’ (unos minipotenciómetros pequeños internos, no a la vista) que deberemos calibrar de vez en cuando, porque un circuito analógico ‘envejece’ y puede necesitar esos retoques, igual que un piano necesita afinarse.

Además ser extremadamente preciso en cualquier posición de ese amplio rango exige entre otras cosas que la circuitería analógica mida la temperatura y compense su efecto sobre el circuito. Por ello es también normal que se necesite un tiempo de calentamiento que garantice que se estabiliza internamente la temperatura antes de que el sistema pueda estar operando de forma estable (suele rondar los 10 minutos, lo suficiente para que la temperatura dentro del chasis crezca y se fije).

Si hay tantos ‘peros’, ¿cuál es el mérito? El de poder pensar y llevar a la práctica arquitecturas de síntesis propias, que enlacen los módulos de formas atípicas, que usen módulos demasiado exóticos para el mercado de masas de los sintes compactos, … en definitiva, salirse de las rutas normales. Y todo ello para crear sonidos que no deberían ser estáticos ni convencionales. Estaremos interesados en un modular porque nos interesa realizar modulaciones complejas, porque nos interesa variar continuamente parámetros, porque queremos intervenir rotundamente en el timbre y no meramente configurar un sonido y usarlo. Un modular invita casi más a tocar sus potenciómetros que las teclas blancas y negras.

En la entrega anterior realizamos una introducción al concepto modular. Los elementos esenciales que necesitamos en la práctica para montar un sinte modular aparecen en la figura.

• Chasis: Los módulos deben reunirse en algún ‘contenedor’, ya sea armario, rack, maleta, … Ese chasis que los acoge les aportará algunos ‘servicios comunes’: básicamente alimentación y algún tipo de bus que facilite las conexiones más comunes entre todos los módulos.

• Alimentación: Será necesario contar con una fuente de alimentación. Será la que se enchufe a la red eléctrica (220V) y producirá los voltajes (normalmente +/-12V o +/-18V, acompañados últimamente de +5V) que necesitan los módulos para funcionar.

• Bus: evita el engorro de tener que tirar hilos desde cada módulo a la fuente. En los chasis, en cada una de las hileras o ‘estantes’, existirá una placa de circuito que replica en varios puntos de conexión posible todo un juego de tensiones y señales (al menos las de alimentación y a menudo también alguna otra esencial como CV y Gate).

• Cables bus: La unión de cada módulo con las señales del bus se realiza mediante un único cable multihilo, lo que facilita mucho la conexión interna, que queda resumida en un único conector y un recorrido corto de cable. Limpio y rápido.

• Módulos: Lógicamente, en un sistema modular tendrá que haber módulos. Cada uno de los módulos replica el conector que existe en el bus y así, a medida que vamos montándolos, podemos ligarlos al bus para que reciban la necesaria alimentación.

• Latiguillos: Tampoco seríamos nadie en el reino modular sin un buen surtido de cables.

Paremos un poco en alguno de estos elementos.

La foto a continuación corresponde a un chasis pequeño de Doepfer, pero podríamos igualmente haber ofrecido la imagen de cualquier otro fabricante. De hecho hay incluso maletas menores (para sólo tres o cuatro módulos que podamos querer añadir a otro sistema). Tal como veis lleva preinstalada una fuente y un bus.

Otra de las cosas que aporta cualquier chasis es la estructura de agujeros en la que anclar los módulos. Los módulos se atornillan por arriba y por abajo, no lateralmente como en los racks de 19 pulgadas. El tamaño de los tornillos y su separación es mucho menor que la tradicional en racks 19’.

Doepfer y otros han adoptado un formato de chasis (en cuanto a dimensiones y ‘tornillería’) que ya existía en uso en el ámbito de los equipos de electrónica y comunicaciones y que se llama Eurorack. Los sistemas Moog usan también formatos estándar, aunque más grandes. Esto es lo habitual. Los fabricantes de sintes no quieren inventarse un nuevo formato de chasis, adaptan alguno que ya sea de uso corriente. Eso permite encontrar chasis económicos y en variedad de formatos, acabados y dimensiones, incluso empresas que nos los fabrican a medida. Podéis encontrarlos en formato válido para transporte (tipo flight-case) o en otros acabados, más/menos robustos y personalizables. O bien optar por el ‘háztelo tú mismo’: encontraréis los rieles/guías de agujeros en tiendas de componentes electrónicos, así como kits para montar chasis de aluminio.

Claramente la altura de los módulos está definida por la abertura entre la fila superior e inferior de esas guías. Los módulos deben atornillarse en esas guías o raíles, y su distancia precisa determina la altura en cada formato modular.

La anchura de cada módulo puede ser diferente. Viene más condicionada por sus conexiones y controles (potenciómetros, etc.) que por la electrónica que aloja internamente. La electrónica no es más que una placa generalmente bastante reducida en tamaño. Pensad por ejemplo en un módulo secuenciador que permita programar un patrón de 8 o 16 pasos. Es claro que, ya sólo para desplegar sus controles, necesita un espacio enorme (salvo que se trate de un módulo de control / secuenciación digital con salida analógica -que también los hay y son muy atractivos-)

Por ejemplo en Eurorack el espacio entre los tornillos es bastante reducido. Se llama HP. Un rack puede por ejemplo ser de anchura 84HP. Cualquier módulo en realidad ocupa el hueco de varios agujeros (aunque sólo se atornille a uno en cada guía). Se toma como referencia habitual un módulo que ocupe el espacio de 4 tornillos (uno que ocupe 8 sería de anchura ‘doble’). De forma parecida, en el mundo de modulares Moog, se ha acuñado el término ‘UM’ (unidad Moog) para establecer un ancho de referencia (y habrá módulos de 1 UM o 2 UM, etc).

Como véis, cuando la carátula necesite ser ancha, generalmente ofrecerá más taladros para poderla sujetar con mayor firmeza en un mayor número de puntos.

Estará normalmente alojada en la pared trasera interior del chasis. En función del tamaño del chasis (y por tanto del consumo que pueda esperarse del conjunto de módulos) puede haber más de una fuente (por ejemplo una para cada hilera) o puede ser suficiente una para todo el chasis. En el caso de algunas maletas muy pequeñas, la fuente puede ser externa o estar dividida en un bloque interno más otro externo.

La circuitería analógica que vemos en modulares requiere tensión simétrica (necesitan tanto alimentación positiva como negativa). Según el formato de modular puede ser +/-12V, +/-15V, o +/-18V. Una alimentación de mayor excursión total favorece un mayor margen dinámico interno en el módulo, parecería que con la calidad de los circuitos disponibles a día de hoy no es un factor crítico (pensad que las señales audio en estos sintes son tipo +/-5V y por tanto incluso la alimentación a 12 tiene un recorrido posible que dobla a la señal de entrada/salida).

Pero debéis pensar también que (como vimos al hablar de distorsión en filtros) al usar valores altos de resonancia las tensiones internas en el filtro crecen bastante. Algo parecido puede suceder con otros módulos. Un diseño a 15/18V podrá ofrecer menores grados de distorsión en ese tipo de situaciones (y como siempre habrá casos en los que se agradezca y casos en los que nos gustaría haber tenido un poco de ‘suciedad’).

Además, está siendo muy habitual el que dentro de los módulos haya alguna parte digital. Especialmente muchos módulos de secuenciador, de reloj, o de control están realizados digitalmente. Por ello las fuentes pueden tener también disponible la tensión de +5V, que es común para sistemas digitales.

Cuando diseñamos un sistema modular una de las cosas que hay que decidir es qué potencia necesitamos de la fuente. Cada módulo demanda una potencia y la fuente (o fuentes) deben ser capaces de entregarla. La potencia se puede medir en Watios, pero muy a menudo la cifra que nos dan está referida a la corriente que consume un módulo o que entrega la fuente, y viene expresada en miliamperios (mA).

En caso de duda, conviene pecar por exceso: pensad que si la fuente está dimensionada demasiado ‘justita’ la calidad (estabilidad) del voltaje que genera empeorará (y eso es ruido que atacará a todos los módulos). Mejor ir un poco sobrados (y así también estamos protegidos por si algún módulo futuro requiere más energía).

Una fuente de 200mA es ‘cortita’ (OK para una maletita modular portable de menos de 4 o 5 módulos típicos), pero la fuente de un armario modular será de mayor capacidad, generalmente 1000mA o más.

Pese al tamaño que pueden llegar a tener, los sistemas modulares no son grandes consumidores. Pensad que 1000mA a +/-12V consume menos de la mitad que un foco de techo halógeno (suelen ser de 50W). Vaya, que vais a gastar más en la iluminación de la sala que en mantener funcionando el modular. En un modular de varias hileras lo normal será montar varias fuentes (según vaya requiriéndolo el conjunto de módulos que montemos).

En algunos (pocos) casos se usan conectores de tipo ‘banana’, pero dominan los jack. Ya sean el formato ‘pequeño’ (3,5mm) o el grande (6,3mm).

Tener los cables diferenciados por color queda a gusto de cada cual, pero puede ser conveniente en sistemas grandes para diferenciar conexiones de control, de audio, etc. De hecho cuando describamos los principales formatos veréis que uno de ellos usa colores también en los conectores hembra de los módulos.

El que el uso de tanto color guste (por la inmediatez para distinguir cada uso) o moleste (por ver tanto colorín en un ‘dinosaurio’ modular) es ya muy personal. Pero apuesto a que nadie que tenga un modular depende mucho de esos colorines: conoce sobradamente bien un sistema que ha parido paso a paso.

Decíamos que el bus ofrece la posibilidad de distribuir las tensiones de alimentación y alguna otra igualmente ‘general’ hacia todos los módulos (como CV y Gate). La imagen ilustra un ejemplo de bus (el que usa el sistema modular A-100 de Doepfer).

Veis dos posibles formatos de conector que aparece en los módulos de Doepfer serie A-100. Uno de sólo 10 pines (2 filas de 5) que sólo aporta la alimentación (+/-12 V más varias líneas de ‘tierra’ o ‘GND’) y otro con 16 pines que aprovecha esas líneas extra para ofrecer +5V (alimentación para circuitos digitales), y el par CV/Gate. El formato hace ‘compatibles’ los dos formatos (el 10pin es un subconjunto del 16).

Basta unir la fuente con cada una de las placas que extienden el bus en cada hilera, y así dispondremos de varios puntos distribuidos por la parte trasera interna del chasis a los que podremos unir a su vez los módulos de forma sencilla. Adicionalmente con el bus de 16 pines, al disponer del par CV/Gate, la información de las notas que hay que ejecutar se distribuye a todos los módulos sin requerir cableado.

En los sistemas modulares de la familia ‘Moog’ y semejantes los conectores sólo aportan (no es poco) la facilidad de distribuir la alimentación, no llevan las señales CV/Gate, y eso es, las más de las veces, un engorro. Aquí tenéis dos variantes habituales de bus para estos modulares:

La imagen está tomada de un módulo de www.corsynth.com y veis que ofrece simultáneamente dos tipos de conector (así puede integrarse en chasis de más variantes de modulares). El formato de la izquierda incluye +5V y es usado por ejemplo por el fabricante synthesizers.com. El de la derecha el el formato MOTM y es el más añejo en modulares tipo Moog (por eso la falta de +5V). En todo caso como muchos módulos son enteramente analógicos no usan el posible +5V y pueden ser fácilmente integrados en un mismo chasis módulos de diferente fabricante pese a estas diferencias de conector (basta cambiar el conector en el cable y son conectores a presión, sin soldadura).

La falta de distribución de las señales Gate/CV implica que se necesitarán cablear exteriormente. Sin duda todo un lío de cables. La solución de contar con Gate/CV directamente en el bus Eurorack me parece muy acertada. De hecho hay fabricantes que ofrecen soluciones para simplificar la tarea en los formatos con bus sólo de alimentación. Es inteligente la solución que ofrece el módulo Q146 de synthesizers.com. Esencialmente usa un módulo que replica en varias salidas las señales Gate y CV y además permite la intervención en los conectores jack de los VCOs y ENVs para sustituirlos añadiéndoles un cable para montar nuestra propia conexión interna (casi a modo de otro bus).

Esa misma idea la podríais replicar con cierta facilidad en vuestro propio modular: es sólo una cuestión de cambio de conectores jack y cierto cableado interno, para dejar hechas las conexiones CV/Gate supliendo su carencia en el bus ‘oficial’.

Al hablar de buses ya nos hemos visto forzados a distinguir familias de modulares. Se supone que un estándar existe para que se fabriquen las cosas de una forma compatible que permita integrar piezas de diversos proveedores. Pero al final siempre acaba sobreviviendo más de un estándar para liar la vida al usuario (o enriquecer sus opciones de elección, si lo queréis ver en positivo).

En el caso de los sintes modulares, las diferencias más evidentes entre formatos son el propio tamaño (altura) de los módulos y el tipo de latiguillos. Son diferencias importantes pero no insalvables. De hecho hay fabricantes que ofrecen sus módulos en varios de los formatos habituales. Realmente para ellos es fácil montar un misma misma placa de filtrado (o la función que sea) sobre diferentes 'frontales'. La electrónica y componentes son siempre los mismos, sólo cambia la 'envoltura' (la chapa, la serigrafía, los conectores, los potenciómetros...). Como se fabrican en cantidades modestas (de momento está claro que es un mercado corto) no es extraño que siga habiendo mucha intervención manual y por tanto abierta a que use uno u otro formato.

En módulos Eurorack la altura es la equivalente a 3U de rack de 19 pulgadas, mientras en los modulares tipo Moog y semejantes la altura es de 5U de rack 19 pulgadas. Es una característica esencial que los módulos que compremos deben respetar (sólo con bastante ‘pegamento’ podremos compartir módulos pensados para diferentes tipos de chasis).

Menos evidentes porque no asoman, son las diferencias, que ya hemos comentado, en el tipo de conector y la disponibilidad/distribución de señales en el bus. Un fabricante que venda para varios formatos, normalmente tendrá la placa de electrónica montada con varios tipos de conector de bus (lo vimos antes en una imagen).

Aunque cambie el formato físico del conector, el tipo de señal eléctrica no es tan diferente. Las señales de control de nota en modulares (salvo excepciones) son Gate/CV con el CV basado en estándar de tipo Voltio/Octava y el Gate (como su nombre indica) un pulso que se mantiene durante la duración de la nota.

En un próximo artículo hablaremos de interconexión de analógicos y podremos tratar otros formatos como Hz/Voltio, las señales Trig (en vez de Gate), etc. Así que las reflexiones que hagamos allí se aplicarán también a la interacción entre modulares.

Tenéis un buen cuadro resumen de características de las diferentes familias modulares en http://www.modularsynth.com/chart.html

Para que no quede sólo en las frías cifras de una tabla, a partir de la web de http://www.cyndustries.com he recopilado algunas imágenes. Aquí tenéis tres módulos diferentes de este fabricante en los cinco acabados que ofrece, acordes a otros tantos estándares de modulares.

Tal como veis MOTM y DOTCOM son ‘grandes’ y representan (con mínimas diferencias) el tamaño de los clásicos modulares ‘Moog’: grandes, con altura 5U, con jack de 1/4 de pulgada (6,3mm), con uso del +/-15V. Entre ambos MOTM recuerda más al tipo ‘Moog’ por tener amplio espacio entre controles, mientras DOTCOM apuesta por una mayor densidad de integración que permita disponer más módulos dentro de un mismo chasis (siempre que la fuente de alimentación lo aguante, claro). MODCAN sigue siendo un formato ‘clásico’ por tamaño y con la sobriedad del negro como motivo dominante, y va todavía más allá en la integración, reduciendo la anchura, pero usa conectores de tipo banana (además coloreados según sean entrada/salida, control/audio, …).

Entre los formatos de menor altura, Eurorack y Blacet no son exactamente iguales aunque lo parecen. Eurorack (al menos en Doepfer, uno de sus mayores promotores) abunda en el uso del color aluminio, y Blacet mantiene el negro más tradicional, pero ambos aplican conector jack 3,5mm. Blacet usa el formato Fracrak (ligeramente diferente al Eurorack) y aplica por defecto +/-15V mientras Doepfler (como vimos) ofrece un bus de +/-12, aunque la mayoría de sus módulos toleran alimentación +/-15.

Tampoco faltan formatos exclusivos, incompatibles salvo consigo mismos a efectos de residir en un mismo chasis, pero que sin embargo a menudo podrán interactuar vía cableado con otras familias (a costa de tener dos armarios en vez de uno).

El próximo día os daré algunas reflexiones sobre la elección de un modular y sobre cómo diseñar vuestro primer modular (cómo decidir qué módulos encargar en la primera compra).