#17 SINTETIZZATORE: SAMPLE & HOLD

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Eccoci arrivati all’ultima lezione riguardo il sintetizzatore, dalle prossime lezioni daremo più spazio a tutto quello che concerne il lavoro del fonico.
Alla fine di questa lezione troverete spiegati dei collegamenti per ottenere determinati effetti: se avete seguito il corso dall’inizio non avrete alcun problema nel seguire i passaggi, in caso contrario consigliamo un ripasso a partire dalle prime lezioni sul sintetizzatore.
Ricordiamo infine che dal sito della casa produttrice NORD è possibile scaricare la riproduzione virtuale di un sinth analogico per sperimentarne il funzionamento (WINDOWS / MAC)

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Partiamo!
Il Sample & Hold è un modulo dotato di due ingressi con funzioni distinte, noti come Sample IN (o Signal IN) e Trigger IN (o Clock IN).

 

Ogni qual volta l’ SH riceve un segnale impulsivo all’ingresso Trigger IN, effettua una misurazione del voltaggio presente in quell’istante di tempo all’ingresso Sample IN e mantiene costante in uscita il voltaggio misurato fino all’arrivo di un successivo impulso al Trigger.

 

Quello che fuoriesce dal modulo è dunque un segnale di controllo tramite cui è possibile controllare altri moduli tra cui il VCF (ottenendo un Random Stepped Filter) e il VCO (ottenendo l’effetto utilizzato come linguaggio di R2D2 nel film Star Wars!).

Il Sample & Hold è dunque un modificatore di un segnale utilizzato come controllo.

Ecco di seguito un paio di esempi pratici.

1) Random Stepped Filter:

Il segnale audio deve generarsi da due VCO, passare nel mixer, poi in un VCF, quindi in un VCA ed infine all’uscita audio. 
Il CV della tastiera deve contrllare i due VCO, mentre il GATE della stessa deve controllare un inviluppo, che a sua volta deve controllare un VCA.
Il segnale uscente da un Noise Generator deve entrare nell’ingresso sample del SH, mentre il segnale uscente da un LFO  deve giungere all’entrata trigger del SH.
Infine l’ SH deve controllare il VCF.  Il Cut Off va posizionato al centro, e per enfatizzare le frequenze vicine alla frequenza di taglio è opportuno impostare un alto livello di risonanza.

2) L’effetto di R2D2

Si applica semplcemente l’ SH ad un VCO  😉

A tra qualche giorno con nuove lezioni sulla fonia!
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#16 SINTETIZZATORE: MODULAZIONE AUDIO

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La lezione di oggi è rivolta anche agli esperti  ma per quanto  possa sembrare complessa  i concetti sono molto semplici. Li chiariremo ulteriormente con qualche facile formuletta.
Come di consueto vi consigliamo di ripassare le lezioni precedenti:  non è questo un corso che si può iniziare da metà, perchè per comprendere le lezioni avete bisogno della giusta terminologia che vi abbiamo fornito.
Chi ha seguito il corso dall’inizio troverà infatti questa lezione molto chiara e semplice.

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Si parla di modulazione audio quando un segnale periodico in banda udibile viene utilizzato come segnale di controllo (per esempio utilizzando un VCO come controllo). I vari tipi di mdulazione audio sono accumunati dal fatto che originano nuove parziali, dette sidebands (parziali laterali). Queste parziali vengono ottenute tramite la somma e la differenza delle due frequenze in oggetto (quella del VCO sorgente e quella del VCO di controllo).

1. A.M (Amplitude Modulation): 

Si ottiene utilizzando un VCO come controllo di un VCA.
In questo caso il VCO sorgente viene detto portante, e il VCO di controllo viene detto modulante.

Indicando con la lettera A tutte le parziali del portante e con la lettera B tutte le parziali del modulante, la formula per calcolare le parziali risultanti è la seguente: (A), (A + B), (A – B).
Se ne deduce che lo spettro conserva le parziali di A, e in aggiunta tutte le possibili somme e sottrazioni tra tutte le parziali di A e tutte le parziali di B.
Per esempio se abbiamo due sinusoidi A = 100hz (portante) e B = 71hz (modulante), il risultato ottenuto è di tre parziali, di 100, 171 e 29 hz.

A questo punto ci si rende conto che non esiste passo armonico tra le parziali, si tratta quindi di uno spettro inarmonico. Questa è l’unica opportunità di dare luogo ad uno spettro inarmonico, ed è molto importante in quanto apre una serie di possibilità timbriche.

2. R.M (Ring Modulation):

Si ottiene utilizzando un VCO come controllo di un apposito VCA detto Ring Modulator ed anche in questo caso la modulazione agisce sull’ampiezza.

La formula per calcolare le parziale ottenute è (A + B), (A – B), e se ne deduce che differisce dalla AM in quanto restano soltanto le sidebands mentre vengono annullate le parziali del VCO portante.

E’ importante sottolineare la possibilità di invertire portante e modulante senza ottenere cambiamenti nelle parziali risultanti (in quanto le parziali del portante vengono comunque annullate).
Per questo motivo nel modulo non è specificato quale sia l’ingresso audio e quale quello di controllo.
Ponendo per esempio A = 100 e B = 71 le parziali risultanti sono 171 e 29, mentre invertendo, e ponendo quindi A = 71 e B = 100 si ottengono 171 e – 29. Anche se apparentemente i risultati appaiono diversi, in realtà il risultato non cambia, poiché il meno posto prima di una parziale sta ad indicare l’inversione di fase, che in questo caso non è da noi percepita.

Il Ring Modulator viene utilizzato anche al di fuori del sintetizzatore, come effetto (per esempio pedalina chitarra). In questo caso è interessante ricordare che al suo interno oltre al Ring Modulator conserva un oscillatore vero e proprio.

3. F.M (Frequency Modulator):

Agisce sulla frequenza, e quindi si ottiene facendo controllare un VCO da un altro VCO.

Le parziali ottenute sono date da quelle del VCO portante, più la somma e differenza tra tutte le parziali del portante e i multipli delle parziali del modulante.

La formula per calcolare le parziali ottenute è dunque la seguente (A), (A + B), (A – B), (A + 2B), (A – 2B), (A + 3B), (A -3B), etc etc…

Esiste un’ altra variabile chiamata quantità di controllo, tramite cui è possibile decidere fino a che multiplo di B sommare le parziali di A. Per esempio collegando il VCO modulante all’ingresso CV con attenuatore del vco portante, chiudendo completamente l’attenuatore le parziali risultanti sono solamente quelle di A, ruotandolo leggermente verso destra le parziali risultanti sono (A), (A + B), (AB), ruotando ulteriormente il potenziometro si ottiene (A), (A + B), (AB), (A + 2B), (A – 2B), causando un graduale arricchimento del suono.
La quantità di controllo viene espressa tramite un unità di misura nota come indice di modulazione.

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#15 SINTETIZZATORE: SINCRONIZZAZIONE E RESET INPUT

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Amici del Synth, oggi vi regaliamo non una ma ben due (brevi) lezioni che vi chiariranno certi funzionamenti, talvolta nascosti, del vostro sintetizzatore: anzichè schiacciare tasti a caso, ora ne scoprirete i meccanismi.
Come al solito consigliamo un ripasso delle lezioni precedenti (a partire dalla panoramica sui moduli): parole come periodo, timbro, frequenza, forma d’onda, oscillatore e voltaggio devono essere ben chiare, o quanto scritto vi sembrerà arabo!

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Partiamo…


1) SINCRONIZZAZIONE TRA OSCILLATORI

Non essendo possibile sincronizzare manualmente due VCO (ovvero metterli esattamente  in uguale fase e frequenza), occorre sfruttare le uscite audio di un oscillatore principale (che sarà detto master e da cui saranno inviate le informazioni su fase e frequenza) e l’ entrata SYNC di uno o piu oscillatori secondari (detti slaves) che riceveranno le informazioni.

 

Per esempio se al momento del contatto la frequenza dello slave sarà minore di quella del master, quando il master ricomincerà il periodo anche lo slave sarà forzato a ricominciare, ed in questo caso lo slave perderà dunque d’ampiezza .

Se al momento del contatto la frequenza dello slave sarà maggiore di quella del master, quando il master ricomincerà il periodo, lo slave avrà gia iniziato una parte del secondo periodo: in questo caso verrà quindi modificata la forma d’onda dello slave, e di conseguenza il timbro.


2) RESET INPUT

Si tratta di un ingresso di controllo presente sull’ LFO.
Quando l’ LFO riceve un segnale impulsivo (una rapida salita di voltaggio) a questo ingresso, è costretto a ricominciare la propria oscillazione da zero. 

 

Se per esempio un VCF è controllato da un LFO, quando premo un tasto della tastiera  l’oscillazione del CUT OF FREQUENCY comincia in modo casuale (perchè l’LFO oscilla in continuazione anche mentre non è premuto alcun tasto).

 

Per fare in modo che l’oscillazione cominci dall’inizio ogni qual volta sia premuto un nuovo tasto si ha bisogno di collegare il GATE della tastiera all’entrata RESET INPUT dell’LFO.
Nei sintetizzatori compatti (ad oggi la stragrande maggioranza)  si trova un tasto chiamato Key Sync che attiva il collegameto in questione, ed ora ne conoscete il funzionamento.
Alla prossima!

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#08 SINTETIZZATORE: L’OSCILLATORE (VCO)

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Eccoci finalmente a presentare il dispositivo da cui ha origine il segnale elettrico nel nostro sinth, ma prima di parlare questo modulo consigliamo una veloce rilettura dei capitoli precedenti, in modo da avere una completa padronanza dei termini che useremo.

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Parole come “periodico“,  “voltaggio“, “hertz” o “ottava” devono essere per noi ben chiare.
Nella prima parte del capitolo oltre a definire il modulo in questione, faremo luce sui suoi parametri, mentre nella parte finale  chiariremo il concetto di spettro e armoniche.
A fine capitolo conoscerai il ruolo di ognuna delle manopole (il termine tecnico per manopola è potenziometro) e dei vari ingressi/uscite che vedi nell’oscillatore qui sotto.

 

Partiamo!
VCO è l’ abbreviazione di “voltage controlled oscillator“, in italiano  “oscillatore controllato dal voltaggio”.

 

Questo modulo è il principale tra i moduli sorgenti e genera un segnale periodico in banda udibile (tra i 20 e i 20000 hertz) la cui frequenza è controllabile dal voltaggio e la cui forma d’onda (il timbro) è caratterizzata da determinati andamenti geometrici. 

 

Se questa definizione ti sembra complessa non disperare, una volta letto il capitolo ne capirai a pieno il significato.

 

I parametri su cui possiamo agire nel nostro VCO sono:

 

1) FORMA D’ ONDA:  come abbiamo ormai capito, i suoni dotati di una frequenza derivano dalla ripetizione continua di un determinato ciclo di oscillazioni.
La forma d’onda rappresenta l’andamento dell’oscillazione durante questo ciclo e ne troviamo principalmente di quattro tipi:
Sinusoidale

Triangolare

Quadra

A dente di sega
A seconda della forma d’onda scelta otterremo un suono più rotondo (come nel caso dell’onda sinusoidale) o più graffiante (come  nella “dente di sega).
Nei sintetizzatori compatti è possibile selezionare la  forma d’onda che intendiamo utilizzare tramite un potenziometro, mentre  nella gran parte dei sintetizzatori modulari (come quello in foto) troviamo quattro uscite corrispondenti ognuna ad una delle quattro principali forme d’onda.
A seconda dell’uscita che sceglieremo, otterremo un timbro di partenza diverso.
Ricordiamo per maggiore chiarezza che in questo tipo di sintetizzatori ogni modulo è dotato di un ingresso e di un uscita: il suono esce dal vco tramite un uscita a cui viene collegato un cavo, che porterà il segnale elettrico nell’ingresso di un modulo modificatore.

 

2) FREQUENZA: è l’altro parametro fondamentale di ogni VCO ed è controllato solitamente da due potenziometri.
Il primo si muove a scatti, è detto commutatore e serve a selezionare l’ottava (nel tuo sinth questo tasto può chiamrsi “range” o “octave“).
Il secondo potenziometro non si muove a scatti, ma in modo graduale e nel tuo synth può prendere il nome di frequency, pitch, o tune.
Sostanzialmente: una volta scelta l’ottava possiamo scegliere la frequenza esatta di partenza tramite questo frequenziometro, che ha due tipi di utilizzo
Il primo è curativo (perchè anche i sintetizzatori si scordano e vanno accordati) e il secondo è creativo (se per esempio stiamo utilizzando due VCO sovrapposti, possiamo creare lievi differenze di accordatura per  ottenere un timbro più ricco).

 

L’ingresso per i moduli di controllo (se non sai cosa sono vedi il capitolo precedente) è detto CV (control voltage) e troviamo spesso un secondo ingresso noto come CV2, a cui corrisponde un potenziometro noto come attenuatore del segnale di controllo.
Questo potenziometro permette di diminuire la quantità d’intervento del segnale di controllo (funziona come un rubinetto e quindi può solo attenuare).

 

Nei sintetizzatori  compatti, che sono precablati, per evitare che un controllo influisca su un certo parametro bisogna chiudere l’attenuatore.
Una volta acceso, il vco continua ad oscillare ininterrottamente, sarà compito del VCA (voltage controlled amplifier – modulo che studieremo tra poco) zittirlo, in modo da non avere suono a meno che non venga premuto un tasto della tastiera
Come accEnnato nei capitoli precedenti, ad ogni tasto corrisponde un voltaggio e quindi una frequenza.

E’ questo voltaggio che viene trasmesso al VCO, controllandolo.

SPETTRO, ARMONICHE e FORME D’ONDA

 

Lo spettro è la scomposizione di una forma d’onda nelle sue parziali (forme d’onda sinusoidale non ulteriormente scomponibili)
Le parziali che  hanno una frequenza multipla della fondamentale (la parziale di riferimento della nota che stiamo suonando),  vengono dette armoniche.

 

 

 

Nell’onda a dente di sega lo spettro è costituito da tutte le parziali della serie naturale delle armoniche, ciascuna avente ampiezza pari all’inverso del proprio numero d’ordine (andamento discendente).
Nell’ onda quadra lo spettro è identico a quello della dente di sega ma mancano le parziali di ordine paro.
Nell’onda triangolare lo spettro è come quello della quadra ma l’ampiezza delle parziali presenti è pari all’inverso del quadrato del proprio numero d’ordine.

Nell’onda sinusoidale lo spettro è costituito dalla sola parziale fondamentale.

Bene….ogni VCO di ogni sintetizzatore si bassa sui principi qui esposti!
Nella prossima lezione inizieremo ad occuparci dei moduli modificatori, più precisamente VCA (voltage controlled amplifier), assolutamente fondametale per gestire l’ampiezza (e quindi anche volume e silenzio) del nostro segnale audio!
A presto!

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