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.
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| 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".
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| 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.
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| 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.
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| 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:
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.
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| 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.
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| 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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