A-101-1 Vactrol Multitype Filter


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A-101-1 ist das erste Vactrol-basierte Modul im A-100. Unter einem Vactrol versteht man eine Kombination aus lichtempfindlichem Widerstand (LDR = light depending resistor) und Leuchtdiode (LED = light emitting diode), die in einem gemeinsamen, lichtdichten Gehäuse untergebracht sind. Näheres hierzu finden Sie bei den Vactrol-Grundlagen. Bei Erhöhung der LED-Helligkeit verringert sich der Widerstand des LDRs (die lichtgesteuerte Spannungsquelle A-179 ist ein Beispiel für eine andere LDR-Anwendung). Dies kann für verschiedene Schaltungen, die auf veränderlichen Widerständen beruhen, verwendet werden (z.B. VCFs, VCAs, spannungsgesteuerte Phaser, Trigger-Delays, Slew-Limiter, LFOs, Oszillatoren, Hüllkurvengeneratoren  usw.). Der große Vorteil von Vactrols gegenüber anderen Lösungen (z.B. OTAs, Dioden, Transistoren oder FETs als veränderliche Widerstände) liegt darin, dass sie sich wie ein normaler Ohmscher Widerstand verhalten und sehr weit ausgesteuert werden können, ohne Verzerrungen zu verursachen. Dies ist der Grund, warum Vactrol-basierte Schaltungen meist subjektiv als sehr "weich" klingend empfunden werden. Nachteile sind der vergleichsweise hohe Aufwand (und damit Preis), die nicht exakt definierte Kennlinie und die Trägheit eines Vactrols. Jeder Vactrol verringert zwar seinen Widerstand bei Erhöhung der LED-Helligkeit. Mechanische und elektrische Toleranzen bewirken jedoch, dass sich jeder Vactrol etwas anders verhält (z.B. Unterschiede bei Ausrichtung und Abstand zwischen LED und LDR, unterschiedliche LED-Helligkeiten bei gleichem Strom, unterschiedliche LDR-Widerstände bei gleicher Beleuchtung).

Das Modul A-101-1 ist ein spezielles Multimode-Filter, das auf einer Idee von Nyle A. Steiner aus dem Jahr 1974 beruht (veröffentlich in Electronic Design, Heft 25, Dezember 1974, Seite 96 ff). Der Entwurf basiert auf der Filter- Standardschaltung mit Einfachmitkopplung (nicht-invertierender Verstärker), wobei die verschiedenen Filtertypen durch Einspeisung des Audio-Signals an verschiedenen Punkten der Schaltung entstehen. Daher besitzt dieses Filter für die Tiefpass (LP), Bandpass (BP) und Hochpass (HP) je einen eigenen Eingang (!) und einen gemeinsamen Ausgang, an dem alle drei Eingangssignale gleichzeitig erscheinen. Man kann somit in dieses Filter gleichzeitig 3 verschiedene Audiosignale einspeisen, die am Ausgang aufsummiert und in unterschiedlicher Filterung (Tiefpass/Bandpass/Hochpass) erscheinen. Führt man allen drei Eingängen das gleiche Signal zu, so erhält man durch unterschiedliche Einstellungen der 3 Eingangsabschwächer eine beliebige Kombination von Tiefpass, Bandpass und Hochpass. Auch ein Notch-Filter ist hierbei möglich. Die 3 Filtereingänge sind über Schaltbuchsen normalisiert, d.h. wenn an den Eingangsbuchsen für Bandpass und Hochpass keine Steckverbindung vorgenommen wird, liegt hier auch das Tiefpass-Eingangssignal an. Falls Sie sich für interne technische Details zum A-101-1 interessieren, haben wir weitere Informationen verfügbar: A-101-1 Technical Details (englisch).

Im Gegensatz zu der Originalschaltung kommen beim A-101-1 Vactrols statt Dioden als veränderliche Widerstände für die Frequenzsteuerung zum Einsatz. Auf Grund der "krummen" Kennlinien der Vactrols hat das Filter keine exakt definierte Steuerkennlinie (z.B. V/Oktave). Die unvermeidlichen Toleranzen bei den Vactrols werden auch dazu führen, dass jedes Modul ein wenig anders klingt und ein etwas anderes Resonanzverhalten zeigt. Die Resonanzsteuerung ist ebenfalls mit Vactrols ausgeführt, so dass auch dieser Parameter spannungssteuerbar ist. Die Resonanz kann bis zur Eigenschwingung des Filter angehoben werden, wobei auf Grund der Vactrol-Toleranzen die Eigenschwingung nicht gleichmäßig über den gesamten Frequenzbereich verfügbar ist.

Zwei LEDs geben Auskunft über die momentan eingestellte Frequenz und Resonanz. Da die LEDs in Serie zu den LEDs in den Vactrols geschaltet sind, zeigen sie gleichzeitig die Beleuchtungsstärke im Innern der Vactrols an.

Als weiteres Feature besitzt das Modul zwei Audio-Ausgänge. Der Ausgang 1 (Out 1) ist der Ausgang der Original-Filterschaltung. Da der Pegel dieses Ausgangs sehr stark mit der Resonanzeinstellung schwankt (höhere Resonanz = höherer Pegel), wurde ein zweiter Ausgang (Out 2) vorgesehen, bei dem dieses Verhalten mehr oder weniger kompensiert ist. Hierzu wird ein zusätzlicher Vactrol verwendet, der in Serie zu dem Vactrol liegt, mit dem die Resonanz gesteuert wird. Mit diesem zusätzlichen Vactrol wird ein einfacher Abschwächer (ein einfacher VCA) aufgebaut, der das Ansteigen des Ausgangspegels bei höheren Resonanzeinstellungen annähernd kompensiert.

Die deutsche Bedienungsanleitung ist als PDF-Datei auf unserer Website verfügbar: A1011_Anl.pdf.

In Ermangelung freier Modulnummern ist geplant, alle Vactrol-basierenden Module unter der Gruppennummer A-101 zusammenzufassen (A-101-1, A-101-2 usw.).



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This is the first vactrol based module in the A-100 system. A vactrol is a combination of a light depending resistor (LDR) and a LED (light emitting diode) both put into a small light-proof case. For more general details about vactrols please look at the Vactrol Basics page information. Increasing the LED brightness causes a decrease of the LDR resistance (e.g. the light controlled voltage module A-179 is an application of a LDR). This effect can be used in circuits that require variable resistors to obtain the desired function (e.g. VCFs, VCAs, VC phasers, VC trigger delays, VC slew limiters, VC Envelope Generators, VC LFOs, VCOs and many more). The advantage of vactrols compared with other solutions (e.g. OTAs, diodes, transistors or FETs as variable resistors) is that they behave like a normal Ohm resistor and can handle high voltages without causing distortion. This is probably the reason why the sound of vactrol-based circuits usually is described as soft or mellow. Disadvantages are the expenditure and consequently the expenses and the not exactly defined coherence between LED current and LDR resistance. For each vactrol the LDR resistance decreases when the LED current increases but mechanical and electrical tolerances cause that each vactrol will behave a bit different (e.g. because of the differences in alignement and distance between LED and LDR, different brightness of the LEDs at the same current).

Module A-101-1 is a special multitype filter based on an idea by Nyle A. Steiner (published in Electronic Design, issue  25, December 1974, page 96 ff). The circuit uses the standard non-inverting amplifier filter design. Different filter types (low pass / LP, band pass / BP, high pass / HP) are realized by injecting the audio signal into different points of the circuit and using a common output for all filter types. One may feed three different audio signals into the filter simultaneously. Each signal is filtered correspondingly (LP resp. BP resp. HP) and the sum of the three filtered signals appears at the output. Of course it is possible to feed the same signal to all three inputs. In this case one obtains different combinations of LP/BP/HP according to the settings of the three input attenuators for LP/BP/HP. Even a Notch filter is possible (not available in the original design). The filter inputs are normalled, i.e. the BP input is connected to the LP jack socket provided that no cable is plugged into the BP socket (same applies for HP/BP inputs). If you are interested in technical details concerning the A-101-1 we have additional information available: A-101-1 Technical Details.

In contrast to the original circuit vactrols are used instead of diodes as variable resistors for frequency control of the filter. Due to the"crooked" response of vactrols the filter has not an exact frequency control standard (like V/Oct). The inevitable tolerances between different vactrols will lead to an individual sound of each module and individual resonance behaviour. Even the resonance control is realized with vactrols. Consequently this parameter is voltage controlled, too. Resonance can be increased up to self-oscillation. Resonance and consequently self-oscillation may vary with the filter frequency because of vactrol tolerances.

A special feature of the module are the two audio outputs. Out 1 is the output of the original circuit. In the original circuit by Nyle A. Steiner the output level was distinctly dependent upon the resonance (higher resonance = higher output level). Out 2 compensates this behaviour by the usage of an additional vactrol that is connected in series to the vactrol that controls the resonance. This additional vactrol forms an attenuator (or simple VCA) that approximately compensates the level increase for higher resonance settings.

Two LED displays show the current frequency and resonance setting. The LEDs are connected in series to the LEDs inside the vactrols and show consequently the LED illumination inside the vactrols.

For more detailed information please look at the English user's manual: A1011_man.pdf

As we have not sufficient module numbers left, all vactrol based modules will be probably collected in the A-101-x group (A-101-1, A-101-2 and so on).


Klangbeispiel unseres Kunden Andreas Krebs / sound example by our customer Andreas Krebs: http://blog.andreaskrebs.de/2010/05/23/doepfer-a-101-1-vactrol-multitype-vcf-example/

Breite/Width: 16TE / 16HP / 80.9 mm
Tiefe/Depth: 50 mm (gemessen ab der Rückseite der Frontplatte / measured from the rear side of the front panel)
Strombedarf/Current: 30 mA

Preis: Euro 130.00 mit roten LEDs
Aus technischen Gründen können die Vactrol-Module
nicht mit blauen LEDs ausgestattet werden !

Price: Euro 130.00 with
red LEDs
Due to technical reasons the vactrol modules are not available with blue LEDs
The price in US$ depends upon the exchange rate between Euro and US$ at the payment day. Free currency converter: