[TheAlu10000]

...mi spiego meglio.
I filtri usati in campo audio, in particolare una "sottocategoria" di essi e cioè i filtri controllabili in tensione, o per gli anglofoni "voltage controlled filters", VCF.
Tali filtri trovano primaria applicazione nei synth analogici a sintesi sottrattiva, in quanto per creare la vera voce di un synth non bastano i soli VCO ma serve qualcosa che sia in grado di modificare, anche in modo pesante, lo spettro del segnale audio generato dagli oscillatori. Non è un caso infatti se il VCF è una delle parti più importanti di qualsiasi synth, il filtro ne determina la sua voce.
Esistono tante topologie diverse, sia a discreti (uno su tutti il VCF passa basso del quarto ordine inventato da R.A.Moog, noto come "ladder filter") sia ad op-amp. e qui ci si può veramente sbizzarrire. Basta vedere un qualsiasi manuale di filtri attivi per farsi un'idea delle topologie utilizzate, dalle più semplici (RC, Sallen-Key) alle più complesse (leap-frog). Per la cronaca, ho visto in giro gente che si è letteralmente tatuata addosso lo schema del filtro ladder Moog.
Essendo il sottoscritto quasi un devoto maniaco dei synth analogici, ho deciso di costruirmene uno. In rete si trovano molti schemi validi di VCF, alcuni dei quali ho utilizzato come semplice base di partenza. Però nessuno di essi mi soddisfava, ho quindi cominciato ad apportare tante di quelle modifiche che l'ho reso quasi irriconoscibile.
Il risultato è questa creatura qui:

La "creatura" (nella foto il prototipo su BB) è un filtro universale del quarto ordine, in grado di dare di base risposte LP-BP-HP del secondo o quarto ordine (selezionabile), due risposte BP del quarto ordine aggiuntive simili alla risposta BP del quarto ordine classica e permette inoltre di ottenere in uscita una qualsiasi combinazione di queste risposte. Essendo concepito per essere il filtro di un synth, possiede i controlli in tensione relativi alla frequenza di taglio, risonanza ed ampiezza di ogni singola risposta in uscita.

Se qui nei dintorni ci sono utenti a cui piacciono i VCF ma anche i synth in generale, beh... fatevi sotto.

[Maxim]

Ciao Thelu10000, debbo dire che non solo il progetto, ma anche la cura maniacale nel disporre i componenti e le relative connessioni sopra le Bread Board, è davvero qualcosa di notevole. Complimenti davvero. Certamente la realizzazione di un filtro VCF degno di esser definito tale, non è una cosa proprio banale. Certamente dietro un apparente semplicità si celano sempre numerosi problemi. L' ambito audio da sempre ha spremuto la mente di valenti progettisti affinche si trovasse una soluzione al problema o all' esigenza progettuale. In ogni caso sempre nel rispetto della qualità dell' audio il quale dovrà pur sempre appagare l' orecchio spesso esigente di chi ascolterà il risultato finale.
Da come esponi il tuo lavoro vedo che sei uno che ama appagare non solo l' occhio e la mente, ma anche l' orecchio e capisco quindi che il tuo lavoro sia mirato a raggiungere un ottimo livello qualitativo.
Dal basso della mia poca conoscenza in materia su codesti filtri e dalla voglia di apprendere, ti chiedo se possibile, di darci qualche info in più, magari accompagnata da qualche schema parziale in modo da approfondire e capire più a fondo di cosa ci parli. Un lavoro simile non merita certo di rimanere immortalato solamente in una bella foto fine a se stessa
E' un po come una bella ragazza, mo che ce l' hai mostrata, parlaci un po di lei

[TheAlu10000]

Rispondo in ordine.
La cura maniacale nel disporre i componenti sulla BB ce l'ho praticamente da sempre, da quando comprai la mia prima BB (saranno passati almeno 12-13 anni da allora). Tale cura poi diventa praticamente indispensabile se si hanno circuiti di una certa complessità come questo, in questo caso il "layout" di alcune connessioni relative a un circuito identito replicato più volte è stato anch'esso replicato più volte senza apportare modifiche, risparmiando tempo nel montaggio.
I VCF possono sembrare semplici, ma due cose lo rendono in realtà complesso: la prima è lo studio della sua o delle sue risposte, fatto in via analitica nel dominio di s (Laplace) a partire dalla topologia del circuito. In alcuni casi viene in aiuto anche un minimo di algebra dei blocchi, sta di fatto che questo studio è pure la parte più semplice. La seconda cosa sta proprio nel dispositivo utilizzato per introdurre il controllo in tensione.
Solitamente per variare i parametri di un filtro analogico si agisce sui valori di alcune resistenze, al posto di queste vengono normalmente utilizzati dei particolari op-amp, detti a transconduttanza variabile, essi possono essere visti per certi versi come dei resistori controllati in corrente. E' proprio questo dispositivo che rende la cosa complessa, il suo funzionamento interno non è proprio banale (ma neanche esageratamente complesso).
La qualità audio... beh non ho pretese da audiofilo, però non voglio neanche trovarmi sporcizia in uscita. Il prototipo suona abbastanza bene ma non troppo, ad esempio ho notato che da qualche parte capta i famosi 50 Hz, tendendo pure ad amplificare il ronzio a seconda di com'è impostato il filtro, ciò però si può risolvere con un montaggio su circuito stampato, facendo ovviamente attenzione a non creare loop di massa ed utilizzando un'alimentazione duale ben filtrata. Il problema principale qui sono proprio gli op-amp a transconduttanza, essi di base sono rumorosi, e nei casi peggiori tendono a dare in uscita un pò di fruscio. Forse si può fare qualcosa utilizzando op-amp classici a basso rumore come gli NE5532, ma non so se ne valga la candela.
E' vero, voglio appagare anche l'orecchio, non è un caso se sono appassionato di synth ma in generale di musica (suono il pianoforte e compongo pure), da quel punto di vista sono particolarmente esigente.
Qualche info in più...
Il core del filtro è alla fine basato su una topologia ben nota, il filtro a variabili di stato (state variable filter, SVF), in questo caso però opportunamente limato e quasi rigirato come un calzino. Se uno vuole capire un minimo come funziona si deve vedere bene il SVF.
Per il resto è composto da quello che è un mixer controllato in tensione: le risposte sono prese e mixate tra di loro con un determinato peso e segno (quest'ultimo selezionabile tramite un segnale digitale). Se si andasse a vedere la funzione di trasferimento, si presenterebbe con al denominatore un polinomio del quarto grado, mentre al numeratore ci sarebbe lo stesso polinomio con la differenza che ogni termine del polinomio verrebbe moltiplicato per un coefficiente compreso tra -1 e +1. Ciò permette di ottenere altre risposte differenti a partire da quelle fornite di base dal filtro. Ho voluto progettarlo in questo modo perchè ci tengo che la voce del mio synth sia plasmabile in molti modi differenti, dando risultati spesso difficili, se non impossibili, da ottenere con i synth analogici commerciali e più blasonati.
Se si parla di schemi parziali potete cercare lo schema del SVF, un classico dei filtri attivi, e come base per comprendere gli op-amp a transconduttanza i datasheet di op-amp come LM3080 (CA3080) o LM13700 (NE5517), oltre alla marea di schemi di VCF presenti nel mare di internet.

PS: magari fosse una ragazza...