TECNOLOGIA 
SÍNTESE SONORA & ELETRÔNICA ARTESANAL
Um sintetizador analógico (controlados por
tensão)
Não
sei se a maioria sabe, mas na década de 1960, os sintetizadores entraram no
cenário musical, graças ao engenheiro norte-americano Bob Moog e reinaram ate a
década de 80. Os sintetizadores deste período usavam circuitos eletrônicos analógicos
controlados por tensão, os sons emitidos eram obtidos a partir de sinais
puramente eletrônicos ou pulsos elétricos (formas de onda senoidal, triangular,
dente-de-serra, etc.).O uso de tensões de controle tinha vantagens e
desvantagens. Uma das vantagens nos sintetizadores modulares era a possibilidade
de se ligar à saída de um módulo a outro, o que permitia inúmeras combinações
de arquitetura dos módulos. Claro havia algumas complicações técnicas, como no
caso do VCO,mas esta é pra falar depois...
Sinais e tensões de controle
Existem dois sinais elétricos distintos e principais num sintetizador
analógico:
- Tensões de controle (CV)
- Sinais de disparo
(Gate/Trigger).
Os
sintetizadores analógicos adotavam o processo de síntese subtrativa, em
que um sinal sonoro (forma-de-onda) inicial pode ser alterado por circuitos de
filtragem harmônica (altera o timbre) e de controle de amplitude (cria a
característica dinâmica). Cada parâmetro podia ser controlado direta e
imediatamente pelo músico, por meio de botões e chaves no painel (associados
aos respectivos circuitos), o que permitia total domínio sobre o processo de
síntese do som.
Além
das novas características sonoras, os sintetizadores também trouxeram inovações
em termos de expressividade, com a inclusão de alguns dispositivos, como os
controles de afinação (Pitchbend) e modulação (Modulation), implementados por
botões rotativos ou alavancas, o sensor de pressão no teclado (Aftertouch), e
também a possibilidade de se usar pedais para alterar diversos parâmetros
sonoros.
Praticamente
todos os primeiros sintetizadores analógicos eram monofônicos, (só podiam
produzir uma nota de cada vez), pois como cada nota tinha que ser gerada por um
único circuito eletrônico relativamente complexo ficava muito caro e complicado
construir um instrumento com capacidade polifônica e ao mesmo tempo com
controle total sobre a síntese do som. Essa limitação só foi superada com o uso
de microprocessadores, no final da década de 1970.
Síntese Subtrativa
Analógica
Existem
várias técnicas de síntese musical. A mais utilizada nos sintetizadores é a
síntese subtrativa. Sinais ricos em conteúdo harmônico (e.g.: ondas
retangulares, triangulares...) são filtrados convenientemente a fim de se obter
uma forma de onda com as características espectrais desejadas. E claro que
qualquer das técnicas utilizadas apresentam limitações que dizem respeito à
própria implementação eletrônica e também à complexidade no manuseio. O
conjunto de oscilador, filtro e amplificador, além de outros elementos
são utilizados no processo de síntese subtrativa, para que se possa como
já foi descrito ter recursos de dinâmica (envoltória) e efeitos adicionais no
timbre final.
Os
sintetizadores analógicos podem não ser todos do tipo “modular”, mas os
modulares são os mais apreciados...Podemos generalizar o interior deles em
setores distintos:
·
Circuitos geradores de sinal de áudio (osciladores controlados a tensão
- VCO (voltage controlled oscillators), os geradores de ruído branco (ou
"colorido") - Noise Generators.)
·
Circuitos que modificam este sinal de áudio(Timbres - filtros passa baixas, passa
altas ou passa banda controlados por tensão - VCF (voltage controlled filters ), os
filtros ressonantes fixos - Fixed Filters Bank, etc. Amplitude
-amplificadores controlados por tensão - VCA(voltage
controlled amplifiers) e atenuadores. )
·
Circuitos que controlam todo processo (circuitos que geram tensões de
controle e sinais de disparo para os outros módulos, caso dos teclados
controladores, seqüenciadores, geradores de envoltória (envelope shapers), osciladores
de modulação (LFO - low
frequency oscillators), joystick, etc. )
·
Circuitos de apoio ( mixers de audio e tensão (CV
Mixers), processadores de tensões de controle com possibilidade de inversão,
soma , lógica e preset - CV processors, Gate delayers, phasers e flangers
controlados por tensão ...
As possibilidades de configuração
e adição de circuitos são vastas! Todos os circuitos comentados acima
serão apresentados mais afundo conforme eles sejam utilizados em nossos
projetos.
Diagrama em bloco
simplificado de um sintetizador analógico.
Módulos
ou circuitos de um sintetizador:
Um
projeto básico compreende os seguintes módulos:
- VCO
- VCF - 12db
- VCF - 24db
- VCA
- NOISE
- ADSR (gerador de
envelope)
- Teclado controlador
- LFO (low frequency
generator - oscilador de modulação )
- Fonte de alimentação
- COM (módulo de
saída)
O exemplo acima do famoso,
Elektor Formant Synthesizer .
Módulo ou circuito VCO :
O
módulo principal de um sintetizador analógico é o oscilador controlado por
tensão – VCO (Voltage-Controlled Oscillator) , sua função é gerar formas de
onda ricas em conteúdo harmônico que serão posteriormente filtradas
adequadamente de acordo com o timbre que se deseja. Tipicamente três formas de
onda (waveforms) são
geradas pelo circuito do VCO: retangular, triangular e dente de serra. Estas
formas estão disponíveis simultaneamente na saída do circuito e todas na mesma
freqüência e fase. Formas de onda simples se comparadas às dos instrumentos
acústicos, o que torna muito difícil a reprodução de timbres convencionais por
este processo. Por outro lado, as formas-de-onda puramente eletrônicas
permitiram a criação de novas sonoridades nunca antes ouvidas, o que foi o
principal fator de sucesso dos sintetizadores, quando surgiram.
Para conseguir maior diversificação de sonoridade com os
osciladores analógicos, colocam dois ou mais osciladores em paralelo, somando
suas saídas, de forma a obter uma composição harmônica mais complexa, a partir
da adição de sinais diferentes. Outro recurso é manter esses osciladores
ligeiramente fora de sintonia, produzindo um batimento das freqüências, o que
resultava num som encorpado (na verdade, fora de sintonia, os osciladores são
muito fáceis de perder sintonia por causa da instabilidade térmica dos
circuitos; difícil mesmo é mantê-los exatamente na mesma freqüência!). Por
outro lado, como os circuitos analógicos são um pouco imprecisos e nem sempre
totalmente lineares, mesmo as formas-de-onda “puramente” eletrônicas não são
assim tão puras, de maneira que uma onda dente-de-serra com o pico um pouco
arredondado, ou uma onda quadrada um pouco inclinada, geralmente, cria uma
sonoridade mais interessante. Essas imperfeições é que dão aos sintetizadores
antigos o som cheio (fat sound), tão desejado hoje pelos tecladistas que usam
instrumentos digitais, o que forçou os fabricantes a um retorno no tempo, recriando
os timbres “vintage” nos sintetizadores modernos. O VCO é o circuito mais crítico em termos de
projeto e construção. Sua exatidão no que diz respeito à freqüência deve ser
levada ao extremo, um erro da ordem de 0,1% em freqüências elevadas comprometem
e muito a qualidade do sistema por ser facilmente perceptível pelo ouvido
humano. A síntese eletrônica tem o alcance em termos de notas maior ,
pois enquanto cada instrumento acústico possui uma extensão limitada de notas,
o sintetizador pode produzir notas em praticamente todo o espectro audível.
OS PARÂMETROS FUNDAMENTAIS DO SOM:
A música é um conjunto de sons ordenados. Na
síntese musical, um certo conhecimento da física do som é necessário para se
entender, construir e experimentar sons com um adequado grau de controle,
principalmente quando lidamos com instrumentos musicais eletrônicos.
Uma
maneira de se visualizar um determinado som é através da sua forma de onda, ou
seja, a forma em que a pressão de ar varia no tempo. Hoje em dia é possível
visualizar formas de onda na tela de um osciloscópio ou de um computador. Para
tanto, os sons devem ser convertidos em tensão elétrica, quando já não se
encontram nessa grandeza.
Freqüência é
uma grandeza física associada a movimentos de característica ondulatória que
indica o número de execuções (ciclos, oscilações) por unidade de tempo.
O tempo necessário para executar uma oscilação o Período.
Sua unidade é o hertz (Hz).
Altos valores de freqüência são medidos em kilohertz (kHz). O
ouvido humano é capaz de perceber sons com freqüências entre 16 Hz e 16 kHz,
embora esses valores sejam uns tanto arbitrários, por variarem de pessoa para
pessoa, além de ser influenciado pela idade destes.
A freqüência de uma onda sonora está
relacionada com a sua altura (não confundir com volume ou intensidade do som).À
medida que a freqüência aumenta, o som torna-se mais agudo. Normalmente
chamamos graves ou baixos aos tons de baixa freqüência, e diferenciamos como
agudos ou altos os tons de alta freqüência. A
altura é um parâmetro subjetivo que existe apenas no cérebro do ouvinte,
enquanto a freqüência é um parâmetro físico. Assim, um incremento na freqüência
corresponde a um incremento na altura de um som, sendo que a relação entre
estas duas grandezas não é linear, e sim exponencial. A escala de tons musicais
tem seu próprio sistema de medida. Ao contrário da freqüência, as unidades são
relativas ao invés de absolutas. A unidade fundamental é a oitava. Uma
vez que as unidades de afinação são puramente relativas, uma nota padrão deve
ser definida a fim de se obter as freqüências correspondentes de todas as
outras notas musicais, aplicando-se a elas uma razão apropriada. Esta nota é o
Lá (A4) acima do Dó (C4) médio, e sua freqüência é de 440 Hz.
F=1/T
F(Hz)- Freqüência em Hertz
T(s)- Tempo em Segundo
Uma revolução ou execução por segundo corresponde assim a 1 Hertz.
Outro
parâmetro que descreve uma forma de onda, ou um determinado som, é a amplitude.
Em acústica, a amplitude representa a magnitude da variação da pressão do ar,
enquanto que em eletrônica a amplitude é relacionada com a magnitude da tensão
ou da corrente num circuito. Devido a vários fatores como, por exemplo, a
enorme faixa dinâmica do ouvido humano, a amplitude é usualmente expressa em decibéis,
que é uma unidade adimensional que relaciona por cálculos logarítmicos a razão
entre duas grandezas. A Intensidade Sonora está relacionada com a
Amplitude da onda sonora e com a quantidade de energia que a fonte sonora transmite
ao meio de propagação do som. À medida
que o som se propaga, a energia associada à vibração das partículas do meio vai
diminuindo, logo a amplitude de vibração vai diminuindo também. Por esse
motivo, quanto mais afastados estamos da fonte sonora, mais dificuldade temos
em ouvir o som produzido. A maneira
mais óbvia de se especificar a amplitude, por exemplo, de uma onda de tensão
senoidal é determinando a mínima e a máxima tensão num período e expressando a
amplitude como a diferença entre os dois extremos. Esta é chamada a amplitude “pico
– a – pico”. É comum também especificar o valor médio da amplitude
da onda num período de tempo. A amplitude é uma
descrição da potência da onda sonora. O volume do som aumenta na proporção que
a amplitude de uma onda sonora aumenta. Uma música compreende uma mistura de
diferentes freqüências e amplitudes.
Em física,
série harmônica é o conjunto de ondas compostas da
freqüência fundamental e de todos os múltiplos inteiros desta
freqüência. O matemático francês J. Fourier provou matematicamente que qualquer
forma de onda, independente da sua origem, é um somatório de ondas de forma
senoidal que é a onda fundamental ou pura de diferentes freqüências, amplitudes
e fases. Ele mostrou que se a forma de onda se repete periodicamente, então as
freqüências das componentes de uma onda de forma senoidal são restritas a
valores múltiplos da freqüência inicial ou fundamental. O conhecimento da série
harmônica ou conteúdo harmônico é importante para a construção de instrumentos
musicais, sendo o parâmetro mais interessante num sinal sonoro. É ele quem
define o timbre, ou característica tonal de um som. O ouvido humano consegue distinguir
diferentes qualidades de som. As notas de um piano e de uma flauta são um
exemplo. Mesmo quando um piano e uma flauta tocam duas notas idênticas,
perfeitamente afinadas, ainda assim distinguimos uma da outra. Como isso
ocorre, se a nota tocada é a mesma? O que diferencia os sons do piano e da
flauta é o timbre de cada instrumento, algo que pode ser definido
como a impressão sonora ou o “colorido” particular de cada som. Então os
timbres, por sua vez, resultam da série harmônica, que pode ser explicada como
o conjunto de freqüências sonoras que soa em simultaneidade com uma nota
principal ou fundamental.
Na medida em que harmônicos de ordem superior
vão sendo somados, a forma de onda vai se aproximando da onda quadrada.
As formas de onda encontradas nos osciladores dos
sintetizadores analógicos, a saber:
- Senoidal (sine wave): É o sinal
equivalente à função matemática “seno”, e caracteriza-se pela ausência
total de harmônicos, isto é, só possui a freqüência fundamental, sendo
assim o som mais “puro” que se pode ouvir. Por razões óbvias, ela tem
pouca utilidade na síntese subtrativa (a não ser quando se queira simular
um assobio). Nos sintetizadores analógicos que a utilizam, a ondasenoidal
geralmente era obtida a partir de ondas como as triangulares por exemplo,
devidamente filtradas ou alteradas por circuitos não lineares, de forma
que nem sempre são puras. Assim
não há necessidade de sintetizar uma forma de onda senoidal, basta aplicar
qualquer uma das ondas citadas anteriormente a um filtro “passa – baixa”
com a freqüência de corte fixada no valor da própria freqüência do
oscilador. Quanto maior a ordem deste filtro, menor a distorção da onda
senoidal.
·
Quadrada (square wave): É um sinal
que oscila entre dois níveis, e é facilmente obtida por circuitos digitais. Seu
som se assemelha ao de um clarinete, e por possuir apenas harmônico
s ímpares, seu uso em síntese subtrativa também é um
pouco restrito.
As características
espectrais exatas daonda retangular dependem exclusivamente da simetria entre os
pulsos positivos e negativos. Quando são iguais, a onda é chamada quadrada e
apresenta somente harmônicos ímpares que decaem 6 dB/oct. Seu timbre é
brilhante e tênue. Se os pulsos não são simétricos, o espectro esperado é algo
muito rico em harmônicos pares e ímpares.
·
Triangular (triangle wave): Também
só possui harmônicos ímpares, mas eles têm intensidades diferentes do que na
onda quadrada. Os sintetizadores analógicos geravam ondas triangulares por meio
de circuitos
integradores, onde um capacitor é carregado e
descarregado por corrente, produzindo assim rampas de tensão
lineares, ascendente e descendente.
Assim a onda triangular tem o espectro diferente, apenas os harmônicos ímpares
estão presentes e suas amplitudes decaem com o quadrado do número do harmônico,
ou 12 dB/oct. Seu timbre é tênue e suave. Esta suavidade é decorrente dos
fracos harmônicos de ordem superior.
·
Dente-de-serra (sawtooth wave): Esta
onda, diferentemente da triangular, possui >uma rampa linear apenas no
trecho da subida do sinal, e a descida ocorre abruptamente, como na onda
quadrada. Por causa dessa assimetria, ela possui harmônicos ímpares e pares
sendo, portanto, bastante útil no processo de síntese
subtrativa. Os timbres de strings nos
sintetizadores analógicos eram criados a partir deste sinal.
A onda dente de serra apresenta harmônico
cujas amplitudes decaem com o inverso do número do harmônico, ou 6 dB/oct. Seu
timbre é envolvente e brilhante.
VARIAÇÃO NOS PARÂMETROS
Todos
os sons em estado estacionário podem ser descritos por três parâmetros
fundamentais: a freqüência, a amplitude e o conteúdo harmônico. Os equivalentes
audíveis para esses parâmetros são a altura, a intensidade e o timbre. Cada um dos três
itens (amplitude, freqüência e fase) pode ser modulado ou
modificado, e, dessa forma, teremos ondas com aspectos diferentes.
·
Vibrato: Quando em uma execução musical, uma pequena, mas
intencional modulação na freqüência é adicionada, esta modulação é chamada de “vibrato”,
e pode assumir infinitas freqüências, amplitudes e formas de onda. Normalmente
o “vibrato” é algo próximo a uma onda senoidal com 6Hz e uma amplitude de (1)%
da onda original.(ver VFO)
·
Pulso (pulse): Geralmente
os VCOs incluem um controle de largura de pulso para a onda retangular ,que é
resultado
da assimetria de uma onda quadrada. Também chamada de
onda retangular, sendo uma variação
da onda quadrada, a parte superior e inferior não são iguais, e por isso contém
harmônicos ímpares e pares. Ela pode ser
gerada facilmente por circuitos digitais ou, então, por circuitos analógicos
comparadores a partir de uma onda dente-de-serra. Geralmente, os sintetizadores
analógicos permitiam que se ajustasse a largura do pulso, conseguindo-se assim
variações de conteúdo harmônico. Em muitos deles, podia-se aplicar uma
modulação cíclica à largura do pulso, obtendo-se um sinal chamado de PWM (pulse
width modulation), de sonoridade muito interessante.
·
Ruído (noise generator): Além das
formas-de-onda mencionadas acima, vários sintetizadores analógicos
possuem também um gerador de ruído cujo sinal pode
ser adicionado aos sinais de onda gerados, e assim simular certas
peculiaridades dos instrumentos acústicos, como o barulho do sopro numa flauta
ou do impacto do ataque de um
som percussivo. Além disso, o gerador de ruído permite a criação de vários
tipos de efeitos sonoros, desde chuva e trovões até foguetes e tiros. A geração
de ruído nos sintetizadores antigos pode ser obtida a partir do ruído térmico
de um transistor (ruído branco), que é devidamente amplificado e filtrado.
Módulo ou circuito VCF :
Os FILTROS CONTROLADOS POR TENSÃO
ou VCF (voltage-controlled filter),
manipulam os harmônicos das formas de onda gerada pelo VCO. As
formas de onda geradas no oscilador possuem um conteúdo harmônico rico, porém
estes harmônicos são distribuídos de maneira uniforme ao longo do espectro.
Estas formas de onda são aplicadas então a filtros, cuja resposta em freqüência
modifica a relação de amplitude entre seus harmônicos, resultando numa
alteração no timbre do som a ser sintetizado. Assim uma vez
gerado
pelo oscilador (VCO), o som é direcionado ao filtro (VCF), onde a sua
composição harmônica é devidamente modificada. É aqui onde se consegue as
alterações mais drásticas, sobretudo se o filtro puder operar em ressonância. A
maioria dos filtros dos sintetizadores analógicos é do tipo passa - baixas
(low-pass filter), o que significa que ele atenua as freqüências acima de
determinada referência, deixando passar intactas apenas aquelas que estejam
abaixo da referência. A freqüência de referência para o início da atenuação é
chamada de freqüência de corte, e a quantidade de atenuação a ser imposta às
freqüências que estão acima da freqüência de corte vai depender da construção
do filtro, podendo proporcionar quedas de 12, 18 ou 24 dB por oitava. A
“imperfeição” analógica também aparece na atuação do filtro, de maneira que seu
comportamento é influenciado pelas eventuais não-linearidades e instabilidades
dos circuitos.
Nos
filtros em que há o recurso de ressonância (ou ênfase), pode-se
ajustar o ganho que será aplicado ao sinal nas proximidades da freqüência de
corte, o que criará um pico no espectro do sinal na região próxima à freqüência
de corte e, dependendo da intensidade dessa ênfase, ouvir-se-á uma
característica “sibilante” no som. Uma vez que o filtro é o principal elemento
no controle do timbre de um sinal, é desejável que apresente diversos tipos de
respostas em freqüência, e também que seus parâmetros possam ser rapidamente
variados através de controles de tensão, isto é, que o timbre do som possa
variar dinamicamente. As entradas de
controle são duas: uma tensão que determina a freqüência de corte do filtro e
outra que determina o fator de ressonância. A entrada de sinal de áudio é de
saída do VCO. Naturalmente outras fontes de sinal de áudio podem ser conectadas
à entrada do VCF. Circuitos típicos de filtros apresentam quatro saídas
de sinais, cada uma correspondendo a um determinado tipo de resposta em
freqüência do filtro: passa baixa, passa altas que funciona exatamente oposto
ao já conhecido passa - baixa, e elimina as componentes harmônicas que estejam
abaixo da freqüência de corte, passa banda e rejeita banda que só permite
passar um segmento do espectro harmônico que esteja entre duas determinadas
freqüências, o que resulta em sons interessantes, usados para simular voz, por
exemplo.
Módulo ou circuito VCA:
Um amplificador controlado por tensão - VCA
(Voltage Controlled Amplifier), é um amplificador de sinais de áudio
cujo ganho é proporcional a uma tensão de referência, que pode vir de um
controle acionado pelo usuário ou de algum outro módulo do sintetizador.
Os sinais em um sintetizador controlado por
tensão são conceitualmente divididos em sinais de áudio que representam sons, e
sinais de controle que representam parâmetros. Um módulo VCA, por exemplo, tem uma entrada de sinal de
áudio, uma entrada de controle e um sinal de áudio como saída. Variando a
tensão CC na entrada de controle o ganho do amplificador é alterado. Podemos
considerar, então, que o amplificador altera a amplitude do som passando por
ele de acordo com a tensão na entrada de controle.
Apesar de ser um circuito simples, sua
implementação torna-se um pouco complicada por dois fatores: 1) é necessária
uma fonte de corrente controlada por tensão para ajustar a polarização dos
transistores através de um sinal de tensão; 2) para o perfeito isolamento entre
os sinais de controle e o sinal de áudio, é necessário um amplificador com
elevada taxa de rejeição às tensões de modo comum na saída diferencial.
Módulo ou circuito
ADSR ( Attack-Decay-Sustain-Release) :
Variações
na amplitude também são de extrema importância na caracterização de um som.
Uma
variação de amplitude delineando uma nota ou um som qualquer é freqüentemente
chamado envelope de amplitude, ou simplesmente envelope. A forma e a duração do
envelope tem profundo efeito na percepção do timbre de uma nota, tão importante
quanto o próprio conteúdo harmônico. O gerador de envoltória (Envelope
Generator ou Contour Generator) é o elemento que pode controlar o comportamento
do filtro (VCF) e do amplificador (VCA) e em alguns sintetizadores, também do
oscilador (VCO), permitindo que se determine uma variação dinâmica
(time-variant) da intensidade e composição harmônica do som no tempo. Assim o
circuito de envoltória, pode ser aplicada ao amplificador (para alterar a
intensidade) e ao filtro (para alterar composição harmônica).
Uma característica que diferencia um instrumento musical de
outro é a variação de sua intensidade sonora em função do tempo, o que está
diretamente relacionado com suas características físicas e com a execução. Numa
simplificação razoável o tempo de duração de uma nota pode ser dividido em
quatro partes: ataque, decaimento inicial, sustentação e decaimento final ou
relaxamento. Num sintetizador, essa forma de onda é esculpida pelos geradores
de envelope, ou geradores ADSR, onde os tempos de ataque e decaimento e o nível
de sustentação são controlados. A saída do gerador é um sinal de tensão que
varia de acordo com o formato do envelope gerado. O circuito do gerador é
composto de duas partes: um gerador AD (ataque / decaimento inicial) adicionado
a um gerador AR (sustentação /relaxamento).A execução de um som é dividida por
estes quatro estágios básicos:
·
Ataque (attack): É o transiente ou a
fase
inicial do som, isto é,
o tempo que o som leva para sair do “zero” ou silencio (disparado por
"Note On") e atingir um ponto máximo; é ele quem determina, por
exemplo, se um som é percussivo ou não.
·
Decaimento (decay): É o tempo
decorrido desde o fim do ataque (ponto de máximo) até o ponto em que o som se
sustenta no próximo estágio. Em alguns casos, após o ataque o som
sofre um decremento de intensidade antes de se estabilizar. Assim após o ataque
o som sofre um perda de intensidade antes de se estabilizar. Normalmente o
decaimento é um fenômeno muito rápido (de alguns centésimos a menos de um
décimo de segundo). Decaimentos costumam acontecer principalmente em
instrumentos de cordas tais como o piano e de percussão.
·
Sustentação (sustain): Este terceiro
estágio pode ser definido como um período de tempo ou não, pois se enquanto a
nota estiver sendo executada a sustentação for permanente (como num som de
órgão), o tempo poderá ser infinito; portanto o estágio de sustentação é
definido mais como um nível do que como um período. Corresponde assim ao
tempo de duração da nota musical ,na maior parte dos instrumentos
este tempo pode ser controlado pelo executante,mas em alguns casos o som nem
chega a se sustentar e o decaimento inicial já leva o som diretamente ao seu
relaxamento. Alguns instrumentos (principalmente os de percussão)
não permitem controlar esta duração.
·
Repouso (alguns textos chamam o tempo R
de Relax ou Relaxamento) (release): É o tempo que o
som leva para ir do ponto de sustentação até o repouso final (zero), e nos sons
sustentados, como o órgão, é disparado quando se solta a tecla ("Note
Off"). É então o final da nota, quando a intensidade sonora diminui até
desaparecer completamente. Pode ser muito rápido, como em um instrumento
de sopro, quando o instrumentista corta bruscamente o fluxo de ar ou quando a
pele de um tambor é silenciada com a mão. Também pode ser muito lento, como em
um gongo ou um piano com o pedal de sustentação acionado.
Nestes
casos a nota pode permanecer soando por vários segundos antes de desaparecer
completamente.
Então se com
um sintetizador, desejarmos reproduzir o som de um instrumento real, ele
deve reproduzir o mais fielmente possível o envelope deste instrumento. Para
que o som produzido se pareça com o som de um instrumento de cordas, percussão,
sopro, etc, o músico deve ajustar os tempos do perfil ADSR, controlando a
duração de cada um destes períodos. Sons de instrumentos inexistentes também
podem ser criados através do uso de perfis que um instrumento acústico não
poderia produzir, como por exemplo, um tempo de ataque muito longo ou notas que
podem ser sustentadas por vários minutos.
Sinais e tensões de
controle
Existem dois sinais principais num sintetizador analógico:
- tensões
de controle (CV)
- sinais
de disparo (Gate/Trigger) .
Os controladores geram tensões (voltage em inglês), como foi visto são
proporcionais à nota (ou notas, se polifônico) que está sendo executada.
Estas tensões serão aplicadas nos osciladores do sintetizador para a
geração do tom musical. Cada vez que uma tecla é apertada ou ocorre um
evento similar, é gerado também um sinal de disparo para os geradores de
envoltória (envelopes) . Este sinal é chamado de gate e trigger. Os
sinais de trigger e gate iniciam o tempo de ataque. No entanto apenas o
sinal gate fornece a duração do período de sustentação e inicia o período
de relaxação, logo após este sinal retornar a zero.
Módulo ou circuito teclado controlador(keyboard) :
Basicamente
ao se pressionar uma tecla é direcionada ao VCO uma tensão fixa de
controle (CV – control voltage) correspondente a nota que se quer emitir, e ao
mesmo tempo era enviado aos geradores de envoltória (ADSAR) um pulso de disparo
(trigger) para esculpir ou modelar o sinal .Uma das maiores limitações dos
sintetizadores analógicos monofônicos é que podem gerar uma nota de cada vez,
e, portanto, a estrutura chamada de voz do sintetizador – era utilizada para
produzir apenas uma única nota , os teclados são implementados com contatos
auto-exclusivos em que ao se pressionar uma tecla as demais são
desabilitadas , o que só foi resolvido com o uso do gerenciamento digital
das teclas ativadas no teclado (keyboard scanning) nos sintetizadores
polifônicos. Assim para a execução do sintetizador por um músico, é necessária
uma interface que seja ao mesmo tempo familiar para o usuário e funcional para
o circuito. Um teclado similar ao dos órgãos é uma boa escolha, já que o sinal
de controle a ser gerado é uma tensão (VCTRL) que pode ser conseguida a partir
de um divisor resistivo alimentado por uma fonte de corrente. Deste modo cada
tecla do teclado determina umas tensões correspondentes, que obedece ao padrão
1V/oitava.
O
circuito incorporado ao teclado e o slide que é muito interessante, também
chamado portamento, permite que haja um deslizamento de freqüência entre as
notas, ou seja, quando o VCO mudar de uma freqüência para outra não o faz
bruscamente, passando antes por todas as freqüênciasintermediárias.
Na
minha opinião uma parte delicada devido ao mecanismo das teclas por ser de
difícil montagem ou aquisição.
Modulo de circuito LFO (low frequency generator
) :
O oscilador
de baixas freqüências (LFO) (cerca de 0,01 Hz a 20 Hz), que pode ser usado como um modulador
de outros blocos:
O
LFO é aplicado ao VFO, cria uma modulação de freqüência, que produz o vibrato;
Quando
aplicado ao VCA, cria uma modulação de amplitude, produzindo tremolo.
Se
aplicado ao VCF, cria uma variação cíclica de composição harmônica, podendo
produzir efeitos interessantes como o wah-wah, por exemplo. Dependendo do
sintetizador, o LFO pode possuir formas-de-onda senoidal (que produz a
modulação mais suave), triangular, dente-de-serra ou quadrada. A implementação
do circuito do LFO segue os mesmos princípios já descritos anteriormente sobre
o oscilador principal. A quantidade de modulação aplicada pelo LFO em geral é
ajustada por um controle específico denominado modulation wheel, que nos
sintetizadores Moog e Prophet é implementado por uma “roda” de controle que
aciona um potenciômetro, enquanto que nos sintetizadores EMS e Polyfusion a
modulação é controlada por um bastão de joystick. Em alguns sintetizadores,
como o Prophet-5, o destino do sinal do LFO pode ser selecionado pelo músico.
Modulo de circuito ALIMENTAÇÃO (FONTE) – power supply
unit (PSU)
A
unidade de fonte de alimentação ( PSU ),parece ser esquecida por
muitos,mas é muito importante para a estabilidade do conjunto, a fonte de
alimentação deve ser bem dimensionada ,filtrada e isolada para evitar os ruídos
principalmente. A maioria dos sintetizadores usa fonte simétrica com padrões de
saída de tensão entre 5 e 18 volts e a corrente pode variar ,mas não é
alta geralmente alguns miliamperes .
Modulo de saída de áudio - COM (OUTPUT)
Como
o nome diz é a saída de áudio, pode ser uma saída de baixo nível para ser
ligada em um amplificador ou ter incorporado um estagio amplificado de potencia
e alto falantes embutidos.
Resumindo
é a conexão externa do sintetizador, todo processo gerou sinais elétricos, que
finalmente pode ser convertido em som.
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 na informação
ou transcrição, por favor fique a vontade para me ajudar a melhorar.
NOVAS TECNOLOGIAS APLICADAS À MÚSICA - Miguel Balloussier Ratton*
O EQF 200 Synthesizer - Por José Augusto Jr. exclusivo para a Audio List
SINTETIZADOR MUSICAL ANALÓGICO - UMA RELEITURA SOB A ÓTICA DA ELETRÔNICA MODERNA
Autor: CHRISTIAN GONÇALVES HERRERA
http://www.electronica-pt.com/index.php/content/view/194
http://telecom.inescn.pt/research/audio/cienciaviva/natureza_som.html
http://www.aulas-fisica-quimica.com/8f_06.html
http://www.apple.com/br/sound/
http://www.estacaomusical.com.br/aprendendomusica/17/serie-harmonica
http://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%A9rie_harm%C3%B4nica_(m%C3%BAsica)
http://www.eps.ufsc.br/disserta96/tafner/cap3/cap3.htm
http://pt.wikipedia.org/wiki/ADSR
Agradecimentos especiais ao inventor do
sintetizador controlado por tensão,sem suas idéias o mundo estaria privado
de alguns sons e timbres se quer imaginados ...
Dr. Robert Moog (1934 -
2005)
Texto postado originalmente -EDYNEL - 2012 SITE Síntese
Sonora SYNTH - DIY
Agradeço sua visita!
