Bateria eletrônica analógica (OSCILADOR DUPLO-T )

TECNOLOGIA

SÍNTESE SONORA & ELETRÔNICA ARTESANAL

 PROJETO SYNTH-DIY

Bateria eletrônica analógica (OSCILADOR DUPLO-T )

 A bateria eletrônica é um instrumento musical eletrônico projetado para imitar o som de instrumentos de percussão, a síntese sonora imita um instrumento acústico. Sons gerados por instrumentos como, por exemplo, bumbos, surdos, marimbas, etc. Esses sons possuem características acústicas de prolongamento ou sustentação de vibração senoidal peculiar.

Também conhecidas como caixas de ritmo nada mais são que sintetizadores, a bateria eletrônica pode ser tocada manualmente  ou munida de um seqüenciador que permite a criação e reprodução de modelos rítmicos, que depois são encadeados de modo a executar toda a parte rítmica de uma música.

Historicamente a primeira bateria eletrônica foi o “Rhythmicon” ou “Polyrhythmophone” , a primeira “drum machine” por volta de 1931, seu inventor o russo Léon Theremin.

Nos anos 1960, as máquinas de ritmo evoluíram para o estado sólido (transistorizado) e reduziram o tamanho físico do equipamento, no início eram eletro-mecânica com válvulas  termiônica ou válvula eletrônica de filamento aquecido.

A síntese de som de instrumentos de percussão

 A principal diferença entre as primeiras máquinas eletrônicas analógicas de percussão e os equipamentos mais modernos é que usavam a já referida técnica de síntese de som ao invés da amostragem digital atual. Por exemplo, uma Caixa ou repique (snare drum) , o som normalmente se cria usando ruído branco, enquanto um bumbo é produzido usando uma onda senoidal ou outras formas de onda modelada. Por ter a propriedade de formatar o som , cada modelo tendia a ter um caráter único. Por esta razão, muitas destas máquinas analógicas têm alcançado um certo "status cult” (VINTAGE) e são procuradas para uso na produção da moderna música eletrônica, exemplo notável e o Roland TR-808.

Coração de um gerador de percussão eletrônico (oscilador DUPLO-T)

 Quando batemos em um tambor produzimos um som, dependendo da forma e do tamanho deste instrumento são produzidas vibrações que podem ter diversas freqüências, timbres e também formas de amortecimento ou sustentação.

O amortecimento e a maneira como o som diminui de intensidade depois da batida, principal característica dos instrumentos de percussão.

Para gerar sons de percussão os circuitos eletrônicos mais simples ou de fácil confecção usam osciladores de duplo T ( em inglês Twin-T). Os sons gerados são oscilações senoidais amortecidas de baixa freqüência, ou seja, oscilações cuja amplitude diminui com o tempo, conforme mostram as figuras. Assim fica claro que oscilações amortecidas são à base dos projetos de instrumentos de percussão eletrônicos.

Oscilações senoidais amortecidas de baixa freqüência

FUNCIONAMENTO:

 O oscilador  “Twin-T”, circuito usado para gerar sinais que aplicados a um amplificador  resultam em sons em um alto-falante.A figura mostra o circuito básico e a formula para achar a freqüência de oscilação amortecida, ou seja, a freqüência fundamental de um instrumento de percussão. Para fazer com que o oscilador gere oscilações amortecidas, partimos do principio de circuito de realimentação ou "feedback".

oscilador  “Twin-T ou DUPLO T

Se o sinal de realimentação tem grande intensidade, a oscilação se mantém indefinidamente (amplitude).Mas se o sinal não é muito forte, a saída vai perdendo sua intensidade e com isso a oscilação é amortecida até parar. Deste modo controlando a realimentação podemos fazer com que um oscilador funcione da maneira convencional gerando um sinal de amplitude constante ou podemos fazer com que ele produza oscilações de amplitude amortecidas.

Uma configuração básica muito utilizada para se gerar oscilações amortecidas com o oscilador de duplo T é mostrado na figura.

Oscilações amortecidas com o oscilador de duplo T com transistores

O duplo T é ligado em realimentação ou feedback que determina a freqüência do sinal que vai ser gerado. O oscilador e formado por dois filtros “T” em paralelo, um filtro R /C /R como passa-baixas e outro C /R /C como passa-altas. Nesta configuração fazem uma ponte seletiva que sintoniza a freqüência de oscilação. Características desta configuração:

Passa Banda: É uma combinação dos filtros Passa Alta e Passa Baixa em que se pode definir uma freqüência de corte inferior e outra superior.  O filtro deve ser concebido de modo a que as frequências acima e abaixo da freqüência de oscilação do sinal são deslocadas. Isto resulta em sobreposição construtivo para a freqüência de oscilação e superposição destrutiva para todas as outras frequências. A estrutura conhecida como duplo T é muito empregada para a implementação de filtros notch.

 O sinal no ramo C /R /C  do “Twin –T”  tem a fase avançada, no R /C /R é  atrasada, assim eles podem cancelar um ao outro. Estando ele ligado a um amplificador realimentado pelo filtro “T”, o amplificado torna-se um oscilador e a realimentação controlada abaixo do ponto de oscilação constante da amplitude pode criar o amortecimento. Amortecimentos rápidos produzem um som de batida “seca”, tipo quando se bate um tambor e se prende (abafa) o couro com a mão para não vibrar muito. Amortecimentos mais lentos imitam som de sino, ou tambor sem abafamento, tipo metálico. A figura mostra a formula para achar a freqüência fundamental.

O oscilador e formado por dois filtros “T” em paralelo, um filtro R /C /R como passa-baixas e outro C /R /C como passa-altas. 

Onde:

f a freqüência em hertz (Hz)
Π é a constante 3.1416
R1, R2 são as resistências em ohms (Ω)
C2, C3 são as capacitâncias em Farads (F)

É importante manter as seguintes relações de valores: 

C2 = C3                                  R1 =R2
C1=C2/2                                 R3=R1*2

 Fórmulas tanto para oscilador que fazem uso de transistores ou amplificadores operacionais.

 Assim com base nas freqüências podemos imitar muitos instrumentos de percussão. Claro usando a imaginação e muitos módulos osciladores duplo t, incorporarmos o ruído branco e um seqüenciador...Existem alguns projetos na NET que vão do simples aos bem complexos também.

 O ruído branco é a combinação simultânea de sons de todas as frequências. O adjetivo branco é utilizado para descrever este tipo de ruído em analogia ao funcionamento da luz branca, dado que esta é obtida por meio da combinação simultânea de todas as frequências cromáticas. Na eletrônica para gerar ruído branco aproveitamos o ruído térmico da junção emissor - base de um transistor BC 548 (ou equivalente), por exemplo. Veja que o terminal de coletor não é usado neste circuito.

O ruído branco é comumente usado na produção de música eletrônica, em geral diretamente ou como uma entrada para um filtro para criar outros tipos de sinal de ruído. Ele é usado extensivamente na síntese sonora, geralmente para recriar instrumentos de percussão tais como crash ,cymbals, hi-hat chick ou pratos, que têm alto teor de ruído em seu domínio de freqüência.

O ruído branco usando diodos ou transistores

O sequênciador é responsável pela automatização do kit de bateria eletrônica, ele controla tempo ou velocidade e produz o estilo musical ou rítmico que foram pré-estabelecidos. A programação pode ser realizada por chaves, plugues com fios etc.

O sequênciador é responsável pela automatização do kit de bateria eletrônica

MATERIAL DE APOIO:

Eu resumi, misturei ou utilizei informação destas fontes. Por isso agradeço a eles por dividir seu conhecimento. Pode alguma coisa não estar correta, por favor, fique a vontade para me ajudar a melhorar.

Electronic Music Circuit Guidebook (Brice Ward)

Data de publicação: novembro 1975

http://www.amazon.com/dp/0830647430

Ao entusiasta da síntese musical e mestre NEWTON C. BRAGA:

http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/artigos/54-dicas/1919-art283.pdf

http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/banco-circuitos/144-efeitos-de-luz-e-som/2792-cir077.html

http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/artigos/54-dicas/3444-art482.html

http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica/57-artigos-e-projetos/923-gerador-de-percussao-art132

http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/matematica-para-eletronica/437-oscilador-de-duplo-t-calculo-m006.html

Revista Eletrônica total n.12/89( Gerador de Percussão para Ritmos Musicais).

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ru%C3%ADdo_branco

http://en.wikipedia.org/wiki/White_noise

http://www.peb.ufrj.br/cursos/eel710/EEL710_Filtros.pdf

http://www.eca.usp.br/prof/iazzetta/tutor/audio/filtros/filtros.html

http://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito_RC

http://en.wikipedia.org/wiki/RC_oscillator

http://qooljaq.com/51.htm

http://www.sabereletronica.com.br/artigos/1125-corao-eletrnico-com-duplo-t

http://en.wikipedia.org/wiki/Drum_machine

http://en.wikipedia.org/wiki/Rhythmicon

EDYNEL - 2013

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