Case study: rimodellare il Davolisint – prima parte

Anche se, per la sua natura a divisione di frequenza e per l’assenza di moduli fondamentali, il Davolisint è più vicino a una tastiera che non ad un sintetizzatore vero e proprio, negli oscuri Anni 70, riuscì in qualche modo a placare la fame di elettronica che permeava gli squattrinati musicisti nostrani… erano lontani i tempi che avrebbero visto apparecchiature low cost sufficientemente funzionali e, di fatto, era necessario adattarsi.

Di Enrico Cosimi

Questo, unito ad un inspiegabile ritorno d’interesse per il primitivo apparecchio, giustifica una veloce panoramica – mascherata da Case Study – con cui affrontare e risolvere le (poche) problematiche funzionali offerte dall’apparecchio. Come al solito, ci muoveremo dentro la piattaforma Clavia Nord Modular G2, disponibile tanto come hardware (pseudo)vintage nella comunità degli e-seller, quanto in versione Demo gratuita sul sito Clavia.

Le fotografie che corredano questo testo sono relative ad un esemplare – incredibilmente in buono stato – recentemente apparso sul mercato second hand…

Dati indispensabili

Il Davolisint è uno strumento monofonico, dotato di due oscillatori che producono esclusivamente onde quadre e – attraverso un meccanismo di divisione di frequenza tipico degli organi a transistor del periodo – rendono simultaneamente disponibili i piedaggi d’ottava corrispondenti a 32’, 16’, 8’, 4’, 2’, 1’, ½’.

Il segnale prodotto dai due oscillatori raggiunge un amplificatore direttamente controllato in tensione dal Gate di tastiera; in questo (crudo) modo, quando il musicista preme una nota, il suono è immediatamente emesso al massimo livello possibile, quando la nota è rilasciata, il suono balza velocemente a zero. Senza vie di mezzo, come nell’organo.

Ciascun oscillatore produce una frequenza nominale regolabile attraverso slider dedicati; il range utile copre una quinta ascendente e una quarta discendente.

Una coppia di oscillatori a bassa frequenza (disinseribili a discrezione del musicista), regolabili in velocità e ampiezza, permette di sfruttare vibrato con onda triangolare o vibrato/trillo con onda quadra.

La tensione di controllo della tastiera (con priorità bassa… ma la memoria potrebbe fallare) è sottoposta a due regolazioni sommabili di portamento, denominate T1 e T2 (in questo modo, i due Tempi possono essere cumulati per raggiungere elongazioni superiori).

Con un interruttore a placchetta dedicato, si può disabilitare l’uscita CV della tastiera, bloccando l’emissione degli oscillatori sulla nota Do più bassa (a prescindere dalle regolazioni individuali di Tune e Transpose).

Una leva Extend, dotata di straziante ritorno a molla, permette l’inflessione d’intonazione per un’ottava solo ascendente.

Punto di originalità dello strumento, la possibilità di utilizzare l’ottava bassa (per questo motivo, realizzata con tasti grigi e neri) come interruttori momentanei dedicati all’inserimento dei piedaggi d’ottava (le note Do, Re, Mi, Fa, Sol, La, Si – rispettivamente collegate alle ottave 32’, 16’, 8’, 4’, 2’, 1’, ½’.) e agli altri comportamenti di controllo (Vibrato 1 On su Do #, Portamento T1 On su Re #, Portamento T2 On su Fa #, Vincolo a Do più basso su Sol #, Vibrato 2 su La #). In questo modo, fatte salve le regolazioni di pannello, era possibile inserire al volo determinati comportamenti e raddoppi d’ottava durante l’esecuzione melodica posta in atto nelle due ottave superiori. Inutile ricordare che l’inserimento momentaneo funziona(va) solo se le placchette bistabili corrispondenti si trovavano nella posizione Off; come dire che la selezione attraverso ottava di tastiera poteva essere solo di accensione e mai di spegnimento.

I punti critici della ri-costruzione

Non sono poi molti, ma per certi versi possono risultare infidi:

• struttura a divisione di frequenza per la generazione (anche simultanea) di tutti i piedaggi disponibili;
• meccanismo di selezione momentanea subordinato alle dodici note dell’ottava più bassa;
• ulteriore subordinazione del meccanismo in questione al solo stato di disabilitazione da pannello per i controlli real time;
• opzionale (vista la sua oggettiva inutilità), limitazione del pitch bend Extend alla sola corsa positiva.

Come al solito, andiamo per ordine…

Oscillatori

Un oscillatore a divisione di frequenza produce solo onde quadre o, attraverso noiosi filtraggi, onde triangolari; in ogni caso, si genera la frequenza più alta tra quelle richieste e si producono le ottave inferiori per progressive divisioni. Una frequenza /2 produce l’ottava inferiore, la stessa frequenza /4 produce 2 ottave inferiori e cosi via, andando avanti con /2, /4, /8, /16, /32, /64, /128…

In determinate situazioni, può essere utile filtrare, cioè smussare in maniera economica le onde quadre di sub ottava generate per divisione, onde evitare l’eccessiva bruttezza del timbro finale.

La prima cosa da fare è definire il range d’intonazione previsto dalla struttura Davolisint: si parte da un limite basso di 32’ e si arriva sette ottave sopra ad un relativamente poco diffuso ½’.

Tenendo presente che l’intonazione nominale corrisponde a 8’, nel caso del Davolisint, si deve generare una frequenza pari a quattro ottave sopra il valore di partenza; dentro Clavia Nord Modular G2, vuol dire che, suonando una nota, l’oscillatore dovrà produrre 12+12+12+12 semitoni sopra alla nota richiesta. E’ possibile far generare una frequenza +48 semitoni sopra agli oscillatori Clavia? Sembra proprio di si…

Adesso, è necessario preparare la generazione simultanea di tutte le onde quadre alle diverse ottave; il nostro oscillatore produce il timbro a ½’:

• dividendo il suo segnale /2, otteniamo il piedaggio 1’;
• dividendo il suo segnale /4, otteniamo il piedaggio 2’
• dividendo il suo segnale /8, otteniamo il piedaggio 4’
• dividendo il suo segnale /16, otteniamo il piedaggio 8’
• dividendo il suo segnale /32, otteniamo il piedaggio 16’
• dividendo il suo segnale /64, otteniamo il piedaggio 32’

senza troppa fantasia, per le divisioni utilizzeremo il modulo logico Clock Divider, avendo cura (dopo aver regolato i coefficienti di divisione) di fargli emettere un’onda quadra e non un’onda impulsiva; successivamente, verificheremo la capacità di portare – per ora – tutti i segnali ad una struttura di interruttori On/Off bistabili che simuleranno l’attività delle placchette presenti sul pannello comandi del Davolisint.

Si potrebbe filtrare il segnale audio, per renderlo meno sgradevole, ma – in questa fase della generazione timbrica, questa preoccupazione non ci tange…

Il motore così costruito (un oscillatore e sei divisori di frequenza) deve essere raddoppiato per garantire la generazione timbrica simultanea (dal punto di vista della sola frequenza) di Osc 1 e Osc 2.  Per questo motivo, occorre generare un’altro oscillatore di onda quadra a +48 e un’altra batteria di clock divider opportunamente regolati; basterà fare copy and paste per velocizzare le operazioni.

Purtroppo, questo meccanismo rivela presto un punto debole: obbliga il musicista a lavorare con una doppia dotazione di interruttori On/Off, mentre – sul pannello comandi dello strumento originale – c’è solo un interruttore che gestisce simultaneamente i piedaggi dell’Osc 1 e dell’Osc 2.

Nel nostro caso, basterà sostituire la batteria degli interruttori di Osc 2 con una simmetrica batteria di multiplexer controllati dagli interruttori dell’Osc 1. Solo questi, risulteranno sul pannello comandi.

L’immagine qui sopra riproduce la struttura con i due oscillatori master, le due batterie di divisori di frequenza, gli interruttori bistabili sull’Osc 1 che tengono accesa o spenta ciascun’ottava e, evidenziati in colore verde, i cavi che trasmettono il controllo dai singoli interruttori alla batteria di multiplexer impostati per l’Osc 2.

La prossima volta, continueremo con l’analisi funzionale e la riprogettazione del circuito.