Viscand 18 – Nachbau CR-78

The Viscand 18 - kind of CR-78 Clone
Die Viscand 18 – so etwas wie ein CR-78 Clone

Cloning a Roland® CR-78

Die Gebrauchtpreise für die gute alte CR-78 und die Preset-Schwester CR-68 – der allerdings leider Metal Beat, Tambourine und Guiro fehlen – haben mittlerweile längst mein persönliche Schmerzgrenze überschritten. Als ich in der Bucht eine Rhythmuseinheit einer 70er Jahre Viscount-Orgel erstanden hatte und der erste Test dieser Einheit teilweise nach CR78 (clave, bongos und conga) klang, entschloss ich mich den Aufbau der ‚restlichen‘ CR-78-Voices und eines Interfaces für Midi zu versuchen.

Falsche Mythen über die Roland® TR-77 und die CR-78

Man hört öfter – v.a. von Ebaysellern die sich dadurch einen höheren Preis erhoffen :) – die TR-77 hätte dieselben Drumvoices wie die CR-78 und klingt womöglich auch gleich. Das stimmt natürlich nicht wirklich. Die CR-78 ist ein Nachfolger der TR-77, hat zwar die selben Instrumente (alle 14 sind unten aufgelistet) und einige klingen sehr ähnlich (MetalBeat, Guiro, Tambourine). Aber v.a. BD, SD und HiHats sind komplett verschieden. Die TR-77 ist sehr viel weicher und wabbeliger, die CR-78 hat mehr Schärfe (v.a. die Hihats) und die BD ist viel kürzer und trockener. Einen allzu dramatischen Unterschied höre ich allerdings nicht bei Clave, Bongo, Conga.

Hier ist eine schöne Vergleichsmöglichkeit der 2 Originalen und meinem Clone anhand zweier identischer Rhythmen:

Viscand 18 - inside
Viscand 18 – Innenleben

Wenn man sich den Schaltplan der TR-77 ansieht erkennt man daß BD, SD, Clave, Bongo, Conga und Rimshot mit Spulen-Kondensator-Schwinkreisen in der Klanggenerierung eingesetzt werden. Bei der CR-78 werden hier – wohl aus Kostengründen – Transistoren verwendet. Spulen kommen in der CR-78 – ausser bei Claves und Rimshot – nur noch zur Klangfilterung zum Einsatz (TB, Cymbals, MB, …).

Beide Drumcomputer haben 14 instrumente:

Bassdrum (BD)
Snaredrum (SD)
Hihat (HH)
Cymbal (CY)
Maracas (M)
Low-Conga (LC)
High-Bongo (HB)
Low-Bongo (LB)
Clave (C)
Rimshot (RS)
Cowbell (CB)
Metalbeat (MB)
Tambourine /TB)
Guiro

Außer M,LC,HB.LB und C habe ich nun – sogut es eben ging – versucht, alle CR-78 -Instrumente nachzubauen weil die Genannten ja bereits im Viscountboard (siehe unten) mit Spulen aufgebaut waren und der Sound mir sehr gut gefällt. Alle Transistoren (ausser einem BC559 in der Rauschsen-Unit) sind gewöhnliche BC547.

Viscount 160 voiceboard with lots of coils. To the lower left is the Rimshot and the preamp
Viscount 160 voiceboard mit vielen Spulen. Links unten die selbstgebaute Rimshot und der Preamp für den Cymbal-Einzelausgang

Viscount 160 Percussion

Hier hatte ich mal *bay-Glück: die Rhythmuseinheit einer ‚viscount 160‘ Orgel. Ich habe das Teil gekauft weil ich schon immer ein wenig mit Spulen herumexperimentieren wollte. Solche Spulen mit Werten von mehreren Henry werden heutzutage nicht mehr hergestellt. Zu jener Zeit in den Anfangstagen der Halbleitertechnik waren Transistoren sündhaft teuer, da war es billiger für Schwingkreise und Filter im Audiobereich solche großen Spulen zu verwenden. Nachdem ich die Einheit mit Saft und ein paar Triggern versorgt hatte war ich sehr positiv überrascht über den angenehmen Sound der Einheit
.
Es gibt zwar eine Bassdrum (die in ihrer weichheit sehr an die TR-77 BD erinnert) aber es gibt keine Snare. Das hat man damals in solchen Drumeinheiten öfter gemacht: wenn eine Snare ertönen soll werden einfach Hihat und Bongo gleichzeitig getriggert, das klingt dann (manchmal) nach Snare.

Ich sägte die EInheit in der Mitte durch weil ich den ganzen Logik-Bereich mit den gespeicherten Preset-Rhythmen nicht gebrauchen kann. Die Spulenschwingkreise haben einen sehr kleinen Output und müssen erst vorverstärkt werden. Es gibt auf dem Vicount-Board bereits einen Vorverstärker. Da ich aber einen Einzelout für die Cymbal/Hihats haben wollte musste ich noch einen Neuen aufbauen. Schaltplan ist rechts zu sehen. Eine Spule war auf der Logikeinheit (keine Ahnung wofür) und sollte nicht ungenutzt herumfliegen. Ich habe damit kurzerhand diefehlende CR-78-Rimshot-Voice nachgebaut.

Viscand 18 - Simple preamp for Cymbals
Einfacher Preamp
Hier ist ein Klangdemo nur dieser Viscount Instrumente
Viscand Alone
Ein Klangbeispiel aller 18 instrumente der Viscand 18 einzeln nacheinander

Viscand alle Sounds

Viscand 18 voiceboard for TB and MB
Viscand 18 Voiceboard mit TB und MB

Tambourine und MetalBeat

Diese beiden sind wohl die typischsten Sounds der CR-78. Man kennt sie aus zahllosen 80er Jahre Charthits. Ich habe sie direkt von den Schaltplänen aufgebaut.

Die Tambourine hat 2 Triggereingänge die 2 Envelopes mit unterschiedlichem Decay startet. Die Hüllkurven öffnen einen Transistor der Weißes Rauschen verstärkt. Der Trick den charakteristischen CR-78 Sound zu bekommen ist nun der, daß der Kollektor des VCA-Transistor nicht einfach nur über einen Widerstand an Plus geht. Er bekommt seine Spannung über einen Spulen-Kondensator-Schwingkreis der dann wohl so etwas wie einen übersteuerten Bandpass ergibt. Jetzt hatte ich leider keine Spule mehr übrig. Ich habe versucht einen Bandpassfilter dahinterzuschalten und das funktionierte ganz gut.

MetalBeat verwendet auch diese „Simple Decay-Hüllkurve öffnet Transistor VCA“-Einheit. Hier ist das Ausgangsklangmaterial aber kein Rauschen sonder ein verstimmter Dreifach-Rechteckoszillatorder von einem 40106 Schmidttrigger-IC erzeugt wird. Deshalb braucht diese Voice auch zusätzlich 5 Volt. Mit ein paar zusätzlichen Bauteilen erzeiugt der Schmidttrigger 3 Rechtecksignale im Audiobereich die mit je einem Trimmer verstimmt werden können. Einige Jahre später hat Roland® diese Prinzip für die Hihats der CR-8000, TR-606 und TR-808 verwendet.

MetalBeat hat auch einen Bandpassfilter im Output. Obwohl das ungefilterte Signal dem gewünschten Ergebnis schon recht nahe kam, experimentierte ich – in Ermangelung an Spulen – ein wenig mit Relais herum die ich noch herumfliegen hatte. Es funktionert tatsächlich ganz gut. Relais enthalten ja einen Elektromagneten (Kupferdrahtumwickelter Eisenkern). Parallelgeschaltet zu einem Kondensator wird der Sound nochmal ein Stück in die richtige Richtung gepusht. Rechts ein Detailbild vom ‚Relaisfilter‘.

Viscand 18 mainboard with midi triggerinterface, BD, SD and Guiro
Viscand 18 Hauptplatine mit Midi Triggerinterface, BD, SD und Guiro

Midi-Trigger-Interface, BD, SD and Guiro

Midi-Trigger-Interface

Ich hatte noch einen 8515 übrig der mit dem Atmel Entwicklerbopard mitgelifert wurde. Nun interpretiert er Midisignale und sendet Triggersignale und steuet 3 LEDs. Anschlagsdynamik über 100 aktiviert den Accent der im Summernoutput global auf das Audiosignal wirkt. Bei den TR-Maschinen der späteren Generation wirkt der Accent direkt VOR der Klangerzeugung indem der Triggerimpuls selbst verstärkt wird, das klingt natürlich noch etwas schöner.

BD, SD

Direkt vom Schaltplan abgebaut. Der Output ist sehr schwach und muss auch verstärkt werden von einem weiteren Ableger des o.g. Vorverstärkers. Entgegen aller Erwartungen lässt sich die BD über die Trimmer im Charakter recht umfangreich verbiegen, bis hin zu sehr lang ausklingenen TR-808 artigen Sounds.

GUIRO

Bei der Guiro hatte ich genau wie bei der Cowbell ein Problem den Mutlivibrator zum Schwingen zu bringen. Ich ersetzte R550/R549 durch einen Trimmer zur besseren Kalibrierung. Ich habe den Filter hinter den Guiro gesetzt da der Noiselevel anscheinend ziemlich auschlaggebens dafür ist daß der Guiro funktioniert. Es gehen 2 Kabel zum Guiro der eine stoppt den Guiro wenn er +5 Volt liefert, der andere halbiert die Frequenz des Guiro.

Viscand 18 voiceboard
Viscand 18 voiceboard

Cowbell, HiHats, Cymbal, Zap

Cowbell

Die Cowbell besteht aus 2 Sinus-Oscillatoren und dem oft benutzen 1-Transistor-vca. Die Transistortypen scheinen hier sensibler zu sein als in den anderen Schaltungen, ich hatte arge Probleme das Ding zum laufen zu bringen. Ich musste ein paar Kondensatorwerte ändern und die Spannungsversorgung für die Sinusoszillatoren per Trimmer gegen 12V regelbar machen, normalerweise erhalten sie nur 5 Volt. Am Ende lief dann alles, zwar auf einer anderen Frequenz als das Original aber nicht schlechter, nur eben etwas anders.

HiHats

Die Viscount-Cymbals werden über Spulen gefiltert. Weil ich noch einige Trigger-Outputs am Interface übrig hatte versuchte ich die CR-78 Hihat und Cymbal nachzubauen und mit einem anderen Relais zu filtern. Das Ergebnis war recht ‚dunkel‘ im Vergleich zu den fast schon schmerzhaften Schärfe der roiginal CR-78 Hihats. Trotzdem ein guter Kontrast zu den Viscount-Becken.

Zap

Um den letzten Tiggeroutput auch noch zu belegen bastelte ich noch ein simples ‚zap‘-Instrument, kann man immer brauchen. Es ist der 2te Sound den man im obigen Soundbeispiel hört das alle 18 Voices demonstriert.

Viscand 18 - Detail of relais-bandpassfilter
Detail des Relais-bandpassfilter

Gehäuse und Front

Ich hatte noch eine Holzbox von einem geschlachteten DIY-Monosynth übrig. Die Front besteht aus 3mm dickem Holz, mit Laserdrucker ausgedrucktes Layout aufgeklebt und Klarlack drüber. Da mein Drucker nur DINA4 kann gibt es leider eine Kante. Alle Buchsen sind von der Front erreichbar. Es gibt 3 Pegelregler für CR-78 BD/SD, Viscount Cymbals und CR-78 percussion.

Die Percussion hat 3 Einzelausgänge: Tambourine, Metal Beat (der eigentlich ‚Metallic Beat‘ heisst, ich mag die kurzform in Gedanken an das klasse LIed von John Foxx lieber), CR-78 HH / CYM.