A-149-3 Fluctuating Random Voltages
Vorinformation / Preliminary 

A-149-3 ist das dritte Modul der A-149er-Reihe. In dieser Modulgruppe werden Funktionen realisiert, die in Don Buchla's Modulen "Source of Uncertainty 265/266" (SOU) vorhanden waren und die mit anderen A-100-Modulen nicht realisiert werden können. Einige Funktionen der Buchla-Module 265 und 266 können mit bereits bestehenden A-100-Modulen realisiert werden. Näheres hierzu finden Sie bei den A-100 Patch-Beispielen.

Das Modul A-149-3 ist an die gleichnamigen "Fluctuating Random Voltages" von Buchla angelehnt. Gegenüber dem Vorbild wurden jedoch eine Reihe von Funktionen ergänzt. So hat man beispielsweise Zugriff auf nahezu alle internen Signale (z.B. Noisy Triangle oder den S&H-Ausgang) und es gibt eine Reihe von einstellbaren Parametern, die im Original fest vorgegeben waren. Beispielsweise die Frequenz und die Intensität der "Noisiness" des internen Dreieck-Oszillators, wahlweise manuell einstellbare oder "automatische" Clock-Frequenz der S&H oder die einstellbare "Correllation" der S&H. Die beim Original fest vorgegebenen internen Verbindungen sind beim A-149-3 auf Buchsen geführt und können auch einzeln genutzt werden, da die Verbindungen aller Untereinheiten in Form von normalisierten Buchsen ausgeführt sind. So kann beispielsweise die S&H oder die Slew-Einheit auch unabhängig von den anderen Einheiten eingesetzt werden.

Die Funktionen im Einzelnen:

Wie beim Vorbild wird ein digitales Rauschsignal zunächst gefiltert und steht an 3 Ausgängen zur Verfügung, die für verschiedene Anwendungen von Rauschen verwendet werden können:

• +3db (+3dB pro Oktave, ein helles Rauschen,  auch als blaues Rauschen bezeichnet)
• -3dB (-3dB pro Oktave, ein dunkleres Rauschen, auch als rotes oder braunes Rauschen bezeichnet, Allan Strange nennt es "reziprokes weißes Rauschen")
• Flat (spektral "flach", auch als pinkfarbenes Rauschen bezeichnet) 

Im Original wird der -3dB-Ausgang dazu verwendet, einem Dreieck-Oszillator mit fester Frequenz (ca. 100 Hz) eine Zufälligkeit mit fest vorgegebener Intensität hinzuzufügen. Das so gewonnene Signal wird "noisy triangle" bezeichnet. Beim A-149-3 sind die Frequenz des Dreieck-Oszillators und die Intensität der Zufälligkeit (Regler Noisiness) einstellbar. Die LFO-Frequenz ist mit dem Regler Frq. und dem Bereichsschalter Range eingestellt (ca. 110Hz ... 5 Sekunden Periodendauer in Stellung high). Intern kann als Quelle der Zufälligkeit zwischen -3dB und Flat mit einem Jumper gewählt werden (ab Werk sind -3dB wie beim Vorbild eingestellt). Steht der Regler Noisiness auf Linksanschlag erhält man ein "ungestörtes"  Dreieck-Signal. Je weiter man den Regler aufdreht um so stärker wird die Zufälligkeit (Noisiness) des "Noisy Triangle"-Signals. Dieses steht an der Buchse "NTri" zur Verfügung und wird mit einer zweifarbigen LED angezeigt.

Das NTri-Signal ist auf den Eingang der nachfolgenden Sample&Hold-Schaltung (S&H) normalisiert. Das Clock-Signal der S&H wird von einem internen Rechteck-Oszillators erzeugt. Dieses Signal ist auf die S&H Clock-Buchse normalisiert und wird mit einer LED angezeigt. Dabei kann mit einem Kippschalter zwischen manueller und automatischer Einstellung der Clock-Periode gewählt werden. In Stellung "man." des betreffenden Schalters, wird die Clock-Periode mit dem Regler "Period" von Hand eingestellt. Bei Linksanschlag erhält man die höchste Frequenz (kürzeste Periode). Je weiter man den Regler nach rechts dreht um so länger wird die Periode und umso niediger die Frequenz. In Stellung "auto" des Schalters wird die Clock-Periode von der Slew-Einheit gesteuert. Hierbei kommt ein Vactrol zum Einsatz, der parallel zu den Vactrols der Slew-Einheit gesteuert wird. Die Periode ändert sich also bei dieser Einstellung parallel zur Slew-Einheit. Im Original war nur diese Art der Steuerung der Clock-Frequenz für die S&H-Einheit vorgesehen. Eine manuelle Einstellbarkeit gab es nicht.
Die S&H verfügt noch über eine weitere Besonderheit: den Korrelations-Regler (Correl. S&H). Es handelt sich um eine Art Feedback-Funktion, da ein Teil des S&H-Ausgangssignals auf den Eingang zurückgeführt und mit dem eigentlichen Eingangssignal gemischt wird. Das Ergebnis ist eine "Verschleifung" des Signals in einer Tiefpass im Sub-Audio-Bereich, gewissermaßen eine "digitale Slew-Funktion", da die Stufigkeit des S&H-Ausgangssignals dabei erhalten bleibt. Das Ausgangssignal der S&H-Einheit steht an der Buchse "S&H Out" zur Verfügung und wird mit einer zweifarbigen LED angezeigt.

Das S&H-Signal ist auf den Eingang der nachfolgenden Slew-Limiter-Schaltung (SL) normalisiert. Das Herzstück des Slew-Limiters sind zwei Vactrols (Kombination aus Leuchtdiode/LED und Photowiderstand/LDR). Die Helligkeit der Vactrol-LEDs ist manuell (Regler "Man." der Slew-Einheit) und über einen externen Steuereingang (Buchse "SL CV" mit zugehörigem Abschwächer "CV" der Slew-Einheit) steuerbar. Die Helligkeit der Vactrols wird im oberen Bereich der Frontplatte mit einer LED angezeigt. Wie bereits oben erwähnt kann ein dritter Vactrol dazu verwendet werden, um simultan die Clock-Frequenz für die S&H-Einheit zu steuern. Das Ausgangssignal der SL-Einheit steht an der Buchse "SL Out" zur Verfügung und wird mit einer zweifarbigen LED angezeigt.

Auf Grund der Zugriffsmöglichkeit auf viele der internen Verbindungen, können beispielsweise das Noisy Triangle-Signal, die S&H-Einheit (incl. Correlation) oder die SL-Einheit auch für andere Signale genutzt werden. Das Clock-Signal für die S&H-Einheit kann zu Synchronisationszwecken auch von außen zugeführt werden. Das interne Clock-Signal steht bei Bedarf an einer Stiftleiste auf der Leiterplatte zur Verfügung.

Regler, Schalter und Anzeigen:

• Slew Unit

  • Man.: manuelle Einstellung der Slew-Zeit 

  • CV:  Abschwächer für den SL CV-Eingang

  • LED:  Anzeige der Slew-Funktion (hell = kurze Zeit, dunkel = lange Zeit), identisch zu der Helligkeit der LEDs in den Vactrols

• Triangle LFO

  • Frq.: LFO-Frequenz, ca. von 110Hz bis 5 Sekunden Periodendauer einstellbar (bei Buchla war die Frequenz fest auf ca. 100 Hz eingestellt) 

  • Noise:  Einstellung der Intensität der "Noisiness" (Störung des Dreiecksignals)

  • +3dB/-3dB:  Umschaltung der Quelle für die "Noisiness" 

  • LED:  Anzeige des Dreieck-Signals, zweifarbige LED  (rot = positive / gelb = negative Ausgangsspannung)

• Sample&Hold (S&H)

  • Period: Periodendauer des internen Clock-Signals für die S&H-Einheit, Linksanschlag = kurze Periode (hohe Frequenz), Rechtsanschlag = lange Periode (niedrige Frequenz)

  • LED:  Anzeige des internen Clock-Signals

  • Correl.:  Einstellung der Korrellation der S&H-Einheit

  • Man./Auto:  Umschaltung zwischen manueller und automatischer Einstellung des Clock-Signals, bei automatischer Einstellung folgt das Clock-Signal der Slew-Funktion

  • LED:  Anzeige des S&H-Ausgangs, zweifarbige LED  (rot = positive / gelb = negative Ausgangsspannung)

• Slew Limiter (SL)

  • LED:  Anzeige des Slew-Limiter-Ausgangs, zweifarbige LED  (rot = positive / gelb = negative Ausgangsspannung)

Buchsen:

• +3dB  : gefiltertes Rauschsignal mit +3dB pro Oktave (Ausgang)

• -3dB  : gefiltertes Rauschsignal mit -3dB pro Oktave (Ausgang)

• Flat  : "flaches" Rauschsignal (Ausgang)

• N Tri  : Noisy Triangle, LFO Dreiecksignal (Ausgang)

• S&H In: Eingang der S&H-Einheit, normalisiert auf N Tri  

• S&H Out : Ausgang der S&H-Einheit

• SL CV: Steuereingang der Slew-Limiter-Einheit, verbunden mit dem zugehörigen Abschwächer

• S&H Clk: Clock-Eingang der S&H-Einheit, normalisiert auf den internen Clock-Generator

• SL In: Eingang der Slew-Limiter-Einheit, normalisiert auf S&H Out  

• SL Out : Ausgang der Slew-Limiter-Einheit

Die Pfeil-Symbole auf der Frontplatte markieren die Normalisierungen der Buchsen über deren Schaltkontakte. Die Ausgänge des Moduls sind invers beschriftet.

Technische Details:

• Frequenzbereich des Dreieck-LFOs: ca. 110 Hz ... 5 Sekunden Periodendauer)
• Ausgangspegel  des Dreieck-LFOs: ca. 10 Vss (-5 V...+5 V)
• Frequenzbereich des internen Clock-Oszillators: ca. 3 Sekunden ... 30Hz
• Ausgangspegel des internen Clock-Oszillators: ca.10 Vss (0 V...+10 V)
• Erforderlicher Eingangspegel für den S&H-Clock-Eingang: +5V

Liefertermin: Mai 2025 (unverbindlich)

A-149-3 is the third module of the A-149-x range. In this group we present several functions of Don Buchla's "Source of Uncertainty 265/266" (SOU) modules that cannot be realized with existing A-100 modules. Some functions of Buchla's 265 and 266 SOU can be realized with existing A-100 modules. For details please refer to A-100 patch examples.

Module A-149-3 is based on the homonymous "Fluctuating Random Voltages" by Buchla. Compared to the historic original a lot of functions have been added. For example the user has access to virtually all internal signals (e.g. Noisy Triangle or S&H) and there are a lot of adjustable parameters which were fixed in the original. For example the frequency and noisiness of the internal triangle oscillator, the correlation of the S&H and manual or automatic frequency control of the S&H clock oscillator. The fixed internal connections of the original are wired to sockets in the A-149-3 and can be used also individually as the connections of the original are realized as normalled sockets. That way e.g. the S&H or slew unit can be used independent from the other units.

The functions in detail:

As in the original a digital noise signal is filtered in three different ways. The three "noise flavours" are available at three sockets and can be used for all kind of noise applications:

• +3db (+3dB per octave, a bright noise, also called blue noise)
• -3dB (-3dB per octave, a dark noise, also called red or brown noise, Allan Strange calls it "reciprocal white noise")
• Flat (flat spectrum, also called pink noise)

In the original the -3dB output is used add some noise to an internal triangle oscillator with fixed frequency (~ 100 Hz) and fixed "noisiness". The result is called "noisy triangle". In the A-149-3 the frequency of the triangle oscillator  and the level of the noisiness can be adjusted. The frequency is adusted by means of the Frq. control and the Range switch (~ 110Hz ... 5 seconds period in position high). In addition one can select between the -3dB and Flat output as noisiness source by means of an internal jumper. When Noisiness control is fully CCW one obtains a clean undisturbed triangle signal. With Noisiness control fully CW the result is a triangle signal with a lot of noise or randomness. The noisy triangle signal is available at the socket "N Tri" and is displayed with a dual color LED.

The "N Tri" signal is normalled to the signal input of the subsequent Sample&Hold unit (S&H). The clock signal for the S&H is generated by an internal rectangle oscillator. This signal is normalled to the S&H clock socket and is displayed by an LED. One can select between manual and automatic control of the clock period by means of a toggle switch. In position "man." the period is controlled manually by the "Period" control. With control "Period" fully CCW one obtains the shortest period or highest frequency. Turning the control up increases the period or lowers the frequency. In position "auto" of the switch the period is controlled by the slew unit. In this position a vactrol is used to define the frequency of the S&H clock. This vactrol is controlled in the same way as the vactrols of the slew unit, i.e. the period of the S&H clock changes simultaneously with the slew time. In the historic original only the auto mode was available. There was no manual control available.
The S&H has another special feature: the Correllation control. It's a feedback function where shares of the S&H output are fed back to the S&H signal input and mixed with the actual S&H input signal. The result is slurring the signal like a sub-audio lowpass filter, kind of a "digital slew function" because the gradation of the signal persists.
The S&H output is availabe at the corresponding socket and is displayed with a dual color LED.

The S&H output is normalled to the signal input of the subsequent Slew Limiter unit (SL). The core of the slew limiter are two vactrols (vactrol = combination of a light emitting diode/LED and a light dependent resistor/LDR built into lightproof case). The brightness of the vactrol LEDs can be controlled manually (control "Man." of the slew unit) and by an external control voltage (socket "SL CV" with associated attenuator "CV" of the slew unit). The brightness of the vactrol LEDs is displayed at the top of the front planel. As already mentioned a third vactrol can be used to control the frequency of the S&H clock oscillator simultaneously to the slew limiter. The SL output is availabe at the corresponding socket and is displayed with a dual color LED.

Due to the access facilities to many of the internal signals and connections it's possible to use the sub-units also for other applications. E.g. the noisy triangle signal, the S&H unit (incl. correlation) or the SL unit can be used for other signals. The S&H clock can be applied also from outside to synchronize the S&H to other signals. If required the internal clock signal is available at a pin header of the pc board.

Controls, Switches and Displays:

• Slew Unit

  • Man.: manual adjustment of the slew time 

  • CV:  attenuator for the SL CV input

  • LED:  display of the slew function (bright = short slew lime, dark = long slew time), identical to the brightmess of the vactrol LEDs

• Triangle LFO

  • Frq.: LFO frequency, range ~ 110 Hz ... 5 seconds period

  • Noise:  adjustment of noisiness (= perturbance of the triangle signal)

  • +3dB/-3dB:  switch for the source of noisiness 

  • LED:  display of the noisy triangle signal, dual color LED  (rot = positive / yellow = negative output voltage)

• Sample&Hold (S&H)

  • Period: period of the internal clock signal for the S&H unit, fully CCW = shortest period or highest frequency, fully CW = longest period or lowest frequency

  • LED:  display of the internal clock signal

  • Correl.:  adjustment of the correllation of the S&H unit

  • Man./Auto:  switching between manual and automatic control of the clock frequency, when auto is selected the clock frequency is controlled by the slew unit

  • LED: display of S&H output, dual color LED  (rot = positive / yellow = negative output voltage)

• Slew Limiter (SL)

  • LED: display of SK output, dual color LED  (rot = positive / yellow = negative output voltage)

Sockets:

• +3dB  : filtered digital noise with +3dB per octave (output)

• -3dB  : filtered digital noise with -3dB per octave (output)

• Flat  : flat noise output

• N Tri  : Noisy Triangle output, about 10Vpp (-5V ... +5V)

• S&H In: S&H signal input, normalled to N Tri  

• S&H Out : S&H signal output

• SL CV: control voltage of the slew limiter unit, connected to the corresponding attenuator "CV" of the slew unit

• S&H Clk: clock input of the S&H unit, normalled to the internal clock oscillator

• SL In: slew limiter input, normalled to S&H Out  

• SL Out : slew limiter output

The arrow symbols indicate the normalling of sockets. Outputs are inverse labelled.

Technical details:

• Frequency range of the triangle LFO: about 110 Hz ... 5 seconds period
• Output level of the triangle LFO: ~ 10 Vss (-5 V...+5 V)
• Frequency range of the internal clock oscillator: about 3 seconds ... 30Hz
• Output level of the internal clock oscillator: ~ 10 Vss (0 V...+10 V)
• Required input level of the S&H clock input: +5V

Release date: May 2025 (without obligation)

Ausgangssignale des A-149-3 / A-149-3 output signals

		1 = flat
		2 = +3dB
		3 = -3dB
		1 = triangle output (noisyness = 0)
		2 = S&H output
		3 = slew output
		4 = S&H clock
		1 = triangle output (noisyness = max.)
		2 = S&H output
		3 = slew output
		4 = S&H clock