Bachelor's Thesis

Oscillator Module for the Eurorack System

Final Thesis 10.1 MB Appendix 450.39 kB

Author of thesis: Bc. Martin Procházka

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. David Kubánek, Ph.D.

Reviewer: Ing. Pavel Hanák, Ph.D.

Abstract:

This work presents the design and construction of an analog voltage-controlled oscillator VCO module for a modular synthesizer. The main requirements for the module include generation of the basic waveform shapes — sine, triangle, sawtooth, and square with adjustable duty cycle. The module must also include a noise generator. The fundamental core of the oscillator circuit is the SSI2130 integrated circuit, chosen mainly for its ability to generate the required waveforms without the need for external waveshaping, its multiple frequency-tuning options for audio signals, and its supply voltage levels compatible with the Eurorack system. This thesis focuses on the analysis of the requirements of the Eurorack modular synthesizer standard, the internal architecture of the SSI2130 integrated circuit, its proper implementation, the surrounding input and output circuitry, and the subsequent verification of the functionality of the individual parts of the module using simulation software, breadboard prototyping, and the final construction of the module.

Keywords:

Eurorack, PCB, modular synthesizer, breadboard, SSI2130, transient analysis, VCO

Date of defence

18.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Student obhájil bakalářskou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta. Otázky: Ve schématu pro řízení kmitočtu na obr 4.4 jsou zapojeny rezistory 3 MΩ. Jak velký je příspěvek jejich šumu do modulačního vstupu EXPO FREQ? Není pak tento šum namodulován do všech výstupních signálů generátoru? Jak byste to případně vylepšil? Jak je možné ovládat samotnou citlivost zařízení?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Audio Engineering (BPC-AUD)

Specialization

Audio Production and Recording (AUDB-ZVUK)

Composition of Committee

Ing.MgA. Edgar Mojdl, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. David Kubánek, Ph.D. (člen)
Ing. Vojtěch Kovanda (člen)
Ing. Jiří Přinosil, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc. (předseda)

Supervisor’s report
doc. Ing. David Kubánek, Ph.D.

Student během řešení bakalářské práce pracoval samostatně, pravidelně konzultoval a aktivně reagoval na připomínky vedoucího. Zadání práce bylo splněno. Student navrhl a realizoval modul napětím řízeného oscilátoru pro systém Eurorack, provedl návrh schémat, simulace, návrh desek plošných spojů a realizoval funkční hardware, který byl ověřen měřením i praktickým zapojením do systému Eurorack. Technická zpráva má přiměřený rozsah a logickou strukturu. Student vhodně pracoval s odbornou literaturou, katalogovými listy součástek i dalšími technickými zdroji. Po formální a jazykové stránce je práce na dobré úrovni, pouze některé části mohly být zpracovány podrobněji. Například v kapitole věnované návrhu obvodu chybí popis výstupních obvodů, který je uveden až v kapitole o simulacích. Některé výsledky měření mohly být důkladněji vyhodnoceny, přestože na první pohled vyhovují předpokladům. Během řešení se student potýkal s některými konstrukčními problémy, například s nevhodně zvolenými rozměry DPS, které bylo nutné dodatečně upravit. Za slabší stránku považuji rovněž omezené experimentální ověření některých funkcí, zejména synchronizace a vzájemného ladění dvou oscilátorů. Přes uvedené připomínky oceňuji realizaci funkčního zařízení, návrh hardwaru i praktické ověření parametrů. Výsledky práce jsou využitelné při konstrukci modulárních syntezátorů kompatibilních se standardem Eurorack. Points proposed by supervisor: 92

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Pavel Hanák, Ph.D.

Pan Procházka měl za úkol sestrojit audio generátor pěti různých průběhů pro Eurorack. Zvolené řešení je standardní a vychází ze známých zapojení, doplněných o vstupní a výstupní zesilovače. Zadání bylo splněno v celém rozsahu, i když je škoda, že design čelního panelu je tak fádní. Také mne zklamalo, že student do IS odevzdal neopravené návrhy DPS, které jsou příliš velké a neprojdou do Eurorack skříně. Drobné nedostatky jsou i v textu. Student v něm zapomněl popsat ochranné prvky na signálových konektorech a LC filtry v napájení. Nikde neuvádí přesné typy (part number) konektorů a potenciometrů, což bude komplikovat výrobu dalších kusů generátoru. Občas používá nevhodné výrazy jako "čtvercový signál", "timing capacitor" nebo "tranzientní analýza". Většina obrázků je kostrbatá, protože mají malé rozlišení, i když jinak je formální stránka textu takřka bezchybná. Celkově se jedná o solidní BP, kterou navrhuji hodnotit stupněm A. Topics for thesis defence:
  1. Ve schématu pro řízení kmitočtu na obr 4.4 jsou zapojeny rezistory 3 MΩ. Jak velký je příspěvek jejich šumu do modulačního vstupu EXPO FREQ? Není pak tento šum namodulován do všech výstupních signálů generátoru? Jak byste to případně vylepšil?
Points proposed by reviewer: 90

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová