Moog Mavis – ein monophoner und semimodularer Selbstbau-Synthesizer

Das Moog Mavis Selbstbaukit eignet sich gut als Einstieg in Synthesizer, nicht nur weil es East-Coast-Synthese mit West-Coast-Synthese verknüpft.

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Moog Mavis (c) Moog

Von
  • Dr. Michael Stal

Jüngster Spross in der Produktpalette des traditionsreichen Synthesizer-Spezialisten Moog ist der analoge, monophone Synthesizer Mavis. Er basiert auf den klassischen analogen Moog-Schaltungen (sogenannte East-Coast-Synthese) und unterstützt zusätzlich Wavefolding aus der West-Coast-Synthese. (Wer sich für nähere Details interessiert, findet im Artikel über das ZeKit eine Textbox, die wichtige Eigenschaften der verbreitesten Synthese-Stile beschreibt).

Der Pragmatische Architekt – Michael Stal

Prof. Dr. Michael Stal arbeitet seit 1991 bei Siemens Technology. Seine Forschungsschwerpunkte umfassen Softwarearchitekturen für große komplexe Systeme (Verteilte Systeme, Cloud Computing, IIoT), Eingebettte Systeme, und Künstliche Intelligenz. Er berät Geschäftsbereiche in Softwarearchitekturfragen und ist für die Architekturausbildung der Senior-Software-Architekten bei Siemens verantwortlich.

Das Schöne am Mavis ist dabei die Möglichkeit, eigene Signalwege zu kreieren. Dazu gibt es ein Patch-Bay, das erlaubt, viele Konfigurationen mit Hilfe von Patchkabeln zu definieren, womit Mavis einen semimodularen Ansatz bietet. Zudem dienen einige der Patchpunkte zum Anschluss externer Geräte wie einem Midi-Keyboard. oder anderen Synthesizern. Das geschieht allerdings über CV/GATE-Anschlüsse statt über Midi-Ports. Wer Mavis über ein reines MIDI-Gerät steuern will, benötigt demzufolge ein MIDI-to-CV-Interface. Siehe dazu den den Artikel auf bonedo.de. Zum Glück verfügen selbst einige preisgünstige MIDI-Keyboards wie Arturia KeyStep sowohl über MIDI als auch über CV/GATE.

Was zum Teufel ist MIDI?

Dass MIDI (Musical Instrument Digital Interface) ein Standardprotokoll zum Übertragen von Information zwischen Geräten im Studio ist, dürfte jedem bekannt sein. Es dient also zur Kommunikation zwischen Musikinstrumenten. Eingeführt wurde MIDI 1.0 im Jahre 1982 von Dave Smith (Gründer von Sequential) und Ikutaro Kakehashi (Roland Corporation), also vor 40 Jahren. Mittlerweile hat sich MIDI natürlich weiterentwickelt und einige Erweiterung erfahren, sowohl was die physische Spezifikation betrifft als auch hinsichtlich von MIDI-Kommandos beziehungsweise -Ereignissen.

Die ursprüngliche Idee bestand darin, Synthesizer miteinander zu verbinden, da frühere Instrumente monophon waren und nur einen Ton erzeugen konnten. Erst durch die Kopplung verschiedener Synthesizer waren polyphone Klangteppiche möglich. Wichtig: MIDI überträgt keine Audiosignale sondern Befehle. Heute gibt es MIDI-Geräte wie Geigen oder Gitarrren, die selbst keinen Klang mehr erzeugen, sondern ihr Instrument ausschließlich über einen Expander an eine Klangerzeugungskomponente anschließen.

Ein MIDI-Kommando besteht aus drei Bytes, zum Beispiel:

  1. Byte: Note ein auf MIDI-Kanal 2
  2. Byte: Note: A3
  3. Byte: Anschlagstärke: 99

Diesen Ton (A3) erzeugt das adressierte Zielgerät solange bis es einen MIDI-Befehl Note-aus empfängt.

Es gibt drei Arten von MIDI-Anschüssen:

  • MIDI-IN ist ein Eingang, an dem andere Geräte MIDI-Befehle senden.
  • MIDI-OUT ist ein Ausgang, von dem aus ein Gerät MIDI-Befehle an andere Geräte sendet.
  • MIDI-THRU ist ein Eingang für MIDI-Befehle, die das Gerät unbearbeitet an andere Geräte weitergibt.

Da MIDI im Master-Slave-Prinzip arbeitet, schließt der Nutzer an MIDI-OUT des jeweiligen Geräts ein Kabel an und steckt den anderen Stecker an den MIDI-IN-Ausgang des als “Slave” festgelegten Geräts an.

Physisch enthalten MIDI-Stecker und Buchsen 5 Pole nach DIN 5/180°. Die Pol 4 und 5 dienen der Datenübertragung, Pol 3 der Masseleitung. Während ursprünglich standardmäßig 5V-Logik verwendet wurde, lässt sich durch eine Erweiterung inzwischen auch 3,3V-Logik einsetzen. In 2018 hat MIDI zusätzlich zu fünfpoligen MIDI-Steckern auch Kabel mit Klinkenstecker (2,5mm oder 3,5mm) in den Standard aufgenommen.

Zur technischen Umsetzumg schreibt Wikipedia:

“MIDI verwendet ein unidirektionales Protokoll zur seriellen Datenübertragung ohne Datenflusskontrolle. Die Übertragungsgeschwindigkeit beträgt 31250 Bit/s (exakt 32 µs pro Bit). Zu jedem Byte, bestehend aus 8 Bit, kommt ein Start- sowie ein Stopp-Bit, sodass die komplette Übertragung eines Datensatzes bestehend aus 30 Bits 960 µs dauert. Bis auf das Fehlen des Parity-Bits entspricht es damit dem Protokoll bei PC-UARTs.

Im Unterschied zu pegelgesteuerten Schnittstellen wird bei MIDI jedoch eine 5-mA-Stromschleife verwendet. Durch den Optokoppler in der Empfangsleitung ergibt sich eine galvanische Trennung der einzelnen MIDI-Geräte untereinander, die Masseleitung (und Kabelabschirmung) darf an der MIDI-In-Schnittstelle nicht angeschlossen werden, um Masseschleifen zu vermeiden.”

Im Prinzip stellt Mavis den würdigen und leistungsfähigeren Nachfolger von Moogs Werkstatt-01 dar (zum Artikel über Moog Werkstatt-01). Der Synthesizer lässt sich als alleinstehende Komponente nutzen, sieht aber auch den Einbau in ein Eurorack vor.

Das Produkt ist mit einem Preis von 399 Euro allerdings das Gegenteil von einem Schnäppchen, zumal in dieser Preiskategorie auch Synthesizer wie der Arturia Microfreak oder die Volca-Produktfamilie von Korg fallen, die teilweise mehr Funktionen zu einem günstigeren Preis offerieren. Auch ist für mein Gefühl der Preisunterschied zu anderen Moog-Produkten wie Mother-32, DFAM oder Subharmonicon zu gering.

Aber für Moog-Synthesizer sind nun mal auch Moog-Preise fällig. Abgesehen davon bietet Mavis viele Features fürs Experimentieren und Lernen. Die große Moog-Community ist ebenfalls von Vorteil, da sie zahlreiche Tipps und Informationen bereitstellt. Nicht zu vergessen der unverwechselbare Klang eines Moog-Synthesizers.

Mit einem Selbstbausynthesizer verbinden Benutzer komplizierte Lötarbeiten an der Hauptplatine, was aber in diesem Fall nicht zutrifft. Beim Zusammenbau ist lediglich das Montieren von 9 Schrauben und 24 Muttern notwendig, um nach geschätzt 15 Minuten den fertigen Synthesizer in Betrieb nehmen zu können. Das zugehörige 12V-Netzteil ist übrigens im Lieferumfang vorhanden. Ein Batteriebetrieb ist nicht vorgesehen.

Im jungfräulichen Zustand besteht Mavis aus diversen Einzelteilen.

Eine große Herausforderung ist die Montage also nicht und stellt selbst ungeschickte Zeitgenossen nicht auf die Probe.

Zunächst gilt es, das PCB an die Kopfplatte zu schrauben

Danach schraubt man zuerst Kopfplatte mit der Platine ins Gehäuse und verschraubt die Klinkenbuchsen. Dafür liefert Moog ein Werkzeug mit.

Nach 15 Minuten Montage ist Mavis einsatzbereit.

Jeder Topf braucht einen Deckel

Die Bedienelemente des Mavis sind in verschiedene Bereiche unterteilt:

VCO (Voltage-Controlled Oscillator) ist die Komponente, die das Ausgangssignal beziehungsweise die gewünschte Wellenform erzeugt. Dabei ist die Auswahl von Sägezahn- und Rechteckswellen vorgesehen. Beide Wellenformen lassen sich durch den Drehknopf VCO WAVE fließend ineinander verschmelzen. Für Rechteckswellen können Musiker mittels PULSE WIDTH einstellen, wie lange sich das Signal auf Level HIGH oder Level LOW befinden soll. Zwei Modulationsquellen, entweder der Hüllkurvengenerator (EG = Envelope Generator) oder der LFO (Low Frequency Oscillator), erlauben Tonhöhe und Pulsweite dynamisch zu verändern. Dazu später mehr. Das funktioniert in etwa so, als würde man die entsprechenden Drehpotis periodisch hin- und herdrehen. Wir haben es also mit einer Form von Automatisierung zu tun. Die Knöpfe PITCH MOD AMT und PWT AMT steuern dabei wie stark die entsprechende Modulation von Tonhöhe oder Pulsweite sein soll.

VCF (Voltage-Controlled Filter) dient zum subtraktiven Formen des VCO-Signals. So ist die Frequenz einstellbar, ab der das Audiosignal gekappt werden soll (CUTOFF). RESONANCE nimmt einen Teil des so erzeugten Audiosignals und dirigiert diesen Teil erneut zum Filter um. Dadurch kann es sogar zur Oszillation des Filters kommen. Wie der VCO enthält auch der VCF den Hüllkurvengenerator (EG) und den LFO als zwei potenzielle Modulationsquellen, um die CUTOFF-Frequenz dynamisch zu variieren. Mittels des Drehknopfes VCO MOD MIX ist eine Kombination aus beiden Modulationsquellen einstellbar, während VCF MOD MIX bestimmt, wie stark die Modulation des Cutoff-Parameters sein soll.

Der VCA (Voltage-Controlled-Amplifier) ist der dritte im Bunde, was den grundsätzlichen Signalpfad betrifft. Wie nicht anders zu erwarten, kontrolliert diese Komponente über VOLUME die Lautstärke, die entweder konstant bleibt oder sich über den Hüllkurvengenerator dynamisch verändern kann. Das resultierende Ausgangssignal liegt dann am Kopfhörerausgang an. Der Schalter VCA MODE definiert, ob ein konstantes Ausgangssignal anliegen soll (Position: ON) oder der Hüllkurvengenerator die Ausgangslautstärke beeinflusst (Position: EG).

Der LFO (Low-Frequency Modulator) ist, wie bereits erwähnt, eine der beiden möglichen Modulationsquellen. Einstellbar sind die Frequenz des LFO über LFO RATE und die dafür verwendete Wellenform über LFO WAVE. Möglich sind hier Dreieckswellen oder Rechteckswellen.

Ein Hüllkurvengenerator EG bestimmt, was hinsichtlich des Signalverlaufs im Detail passieren soll, sobald der Anwender eine Taste des Keyboards drückt.

  • ATTACK definiert die Zeit bis das Audiosignal seine höchste Intensität erreicht.
  • DECAY konfiguriert, wie lange es dauert bis der Pegel erreicht ist,
  • den der Musiker über das SUSTAIN-Poti eingestellt hat.
  • Last but not least, gibt RELEASE die Zeit vor bis das Signal wieder auf 0-Pegel fällt.

Es handelt sich entsprechend um eine ADSR-Hüllkurve.

Im Bereich KEYBOARD des Mavis befinden sich 13 Tasten von Note C bis Note C1. Beim gleichzeitigen Drücken zweier Tasten gibt Mavis der niedrigeren Note Vorrang, da es sich um einen monophonen Synthesizer handelt. Mehr als ein erzeugter Ton gleichzeitig ist nicht.

  • Der Drehknopf GLIDE bestimmt wie fließend oder abrupt der Übergang zwischen zwei gespielten Tasten sein soll, was in den Extremen also an Stakkato und Legato erinnert.
  • Mit dem Drehknopf KB SCALE hat es folgendes auf sich. In linker Position umfassen alle Tasten eine einzelne Oktave mit der üblichen Skalierung von 1V pro Oktave. Dreht man den Knopf nach rechts, wird diese Skalierung vergrößert, sodass sich auf dem KEYBOARD ein breiterer Bereich von Noten und damit nichtraditionelle Skalen spielen lassen. Das Keyboard ist so umkonfigurierbar, dass der Anwender auch andere Parameter als die Tonhöhe manipulieren kann.

UTL (Utilities) erlaubt die Parametrisierung bestimmter Funktionen, die nur im Patch-Bay verfügbar sind. Das geschieht durch Anschluss von Kabeln. Der Drehknopf FOLD steuert das Wavefolding und ermöglicht dem Musiker, der vom Oszillator erzeugten Wellenform weitere Obertöne hinzuzufügen. Das funktioniert freilich nur, wenn der Musiker ein entsprechendes Signal an FOLD IN anschließt. Mittels ONE LVL lassen sich Eigenschaften wie etwa die Signalstärke des am Eingangsanschluss ONE(-5) anliegenden Audiosignals reduzieren beziehungsweise variieren. ATTENUATOR leistet dasselbe für Audiosignale, die am ATTN(+5) Eingangsport eingespeist werden.

In der Lieferung von Mavis befinden sich 5 Patchkabel (3,5mm-Miniklinkenstecker) und 5 beispielhafte Patchschablonen zum Auflegen auf das Bedienfeld. Die Schablonen zeigen an, welche Schalterstellungen der Benutzer für den jeweiligen Patch wie stellen soll, und welche Patchverbindungen notwendig sind. Auf diese Weise erhält der Musiker schon mal eine Grundlage für eigene Experimente.

Patchschablonen legt man über die Kopfplatte und sieht danach, welche Schritte der Patch auf dem Patchbay und den übrigen Reglern bzw. Schaltern benötigt.

Insgesamt befinden sich 24 Buchsen auf dem Patch-Bay, wovon 13 als Inputs und 11 als Outputs dienen. Die Inputs sind jeweils mit Standardtext betitelt (weißer Text auf schwarzem Hintergrund), während die Outputs in umgekehrter Darstellung (schwarzer Text auf weissem Hintergrund) notiert sind. Ohne veränderte Signalwege durch einen Patch lösen die Tasten des Keyboards sowohl den VCO als auch den EG aus, von wo die erzeugte Wellenform zum nachfolgenden VCF gelangt. Das Ausgangssignal des VCO leitet der Synthesizer wiederum zum VCA weiter. Dessen Signal gelangt zur Kopfhörerbuchse.

Es ist natürlich müßig, etliche Ein- und Ausgänge des Patch-Bay im Detail zu beschreiben. Daher sollen hier nur ein paar Beispiele adressiert werden:

  • Über die Buchse KB CV ist das von einer Taste abgehende Ausgangssignal abgreifbar.
  • Audiosignale, die zum Eingang FOLD IN gelangen, unterliegen einem Wavefolding. Das heißt übrigens auch, dass Musiker ein beliebiges Signal, etwa das eines weiteren Synthesizers, in FOLD-IN einspeisen können, um ein Wavefolding durchzuführen.
  • Die Buchsen MULT (Eingang) sowie MULT1, MULT2 (Ausgänge) helfen, ein Eingangssignal in zwei Ausgaberichtungen zu verteilen, fungieren also gewissermaßen als Y-Kabel.
  • Der interne Mixer des Mavis gibt sein Ausgangssignal auf ONE+TWO aus. Als Eingänge fungieren ONE bzw ONE(-5) sowie TWO. Während die Regelung des Eingangs ONE bzw. ONE(-5) über das Drehpoti ONE LVL erfolgt, gelangt das Signal an TWO unverändert zum Ausgang ONE+TWO. Das -5 in ONE(-5) bedeutet, dass der Anwender über den Drehknopf ONE LVL eine Offsetspannung von 0 bis -5V zum Eingangssignal von TWO addieren kann.

Auf der Mavis-Webseite findet sich ein Mavis-Handbuch, ein Manual über Patches und weitere exemplarische Patchschablonen sowie ein leeres Patchsheet zum Ausdrucken. Darüber hinaus haben Anwender auf dem Internet eigene Patches hochgeladen, ebenso wie es dort YouTube-Videos über Patches, diverse Meinungen zu Mavis, sowie empfohlene Workflows gibt. Besonders interessant ist übrigens die Webseite patchstorage, weil sie zahlreiche Patches für Mavis zum Herunterladen anbietet.

Moogs neuester Synthesizer Mavis kann mit seinem semimodularen Ansatz überzeugen, da er viele Möglichkeiten eröffnet. Er eignet sich sowohl für Anfänger, die das Synthesizer-Feeling erleben wollen, ohne von Dutzenden Funktionen erschlagen zu werden, als auch für Profis, die Mavis als zusätzliche Komponente in ihrer Studiokonfiguration vorsehen. Für alle, die schon einen Moog-Synthesizer des Typs Mother-32, DFAM oder Subharmonicon ihr eigen nennen, dürfte Mavis jedenfalls eine gute Ergänzung darstellen.

Mit seinem minimalistischen Ansatz erleichtert Mavis den Einstieg in die Welt der Synthesizer, bietet aber immer noch ein schier unendliches Spektrum an Patchmöglichkeiten. Der Preis ist zwar aus Moog-Sicht nachvollziehbar, aber aus meiner Sicht hätte ein Verkaufspreis von unter 300 Euro mehr Sinn gemacht. Viele potenzielle Käufer dürften nicht so tief in die Tasche greifen wollen. Trotzdem ist Mavis aus meiner subjektiven Sicht ein guter Kauf, da der Synthesizer volle Moog-Funktionalität besitzt, schon jetzt eine hilfreiche Community bietet, und East-Coast-Synthese mit West-Coast-Synthese verbindet. Wenn ich zwei Wünsche frei hätte, würde ich mich über einen integrierten Sequencer und auch über die Unterstützung von MIDI freuen.

Wer sich noch nicht sicher ist und trotzdem preisgünstig mit (semi-)modularen Synthesizern von Moog experimentieren möchte, sei auf die diversen Apps und Plugins verwiesen, die virtuelle Moog-Synthesizer wie das Moog Modell 15 virtualisieren. Zusätzlich bietet Behringer Hardware-Synthesizer zu günstigen Preisen an, die ihren Moog-Pendants klanglich und funktional sehr nahe kommen. Ein Beispiel ist das Behringer Model D zu einem Straßenpreis von 298 Euro. Diese Lösungen bieten aber kein Wavefolding.

Es gibt also immer verschiedene Wege nach Moog.

(rme)