Música	Quim Guzmán	• Número 9 • Marzo 1996

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   Antes de adentrarnos en materia, es conveniente dar un "paseo" por el significado de sonido y sus principales características.

   Características del sonido

   Podemos decir que el sonido no es más que una vibración del aire que nuestro oído y cerebro procesan. Por ejemplo, al golpear una campana, se genera alrededor de ésta una serie de vibraciones periódicas que producen cambios de presión en el aire, las llamadas vibraciones. Cuando el tímpano de nuestro oído envía lo que recibe mediante los nervios al cerebro, éste determina de qué tipo es el sonido. Podemos decir que las vibraciones que constituyen un sonido son similares a las que se producen cuando tiramos una piedra al agua.

   Estas vibraciones pueden ser observadas por medio electrónico mediante un osciloscopio. En este aparato se podrán observar las 3 características básicas de un sonido: altura tonal, volumen y timbre.

   Cuando se pulsan las teclas de un piano, se advierte que a medida que tocamos más hacia la derecha, más aguda es la nota y más grave cuando lo hacemos hacia la izquierda y es a esto a lo que llamamos altura tonal. Si observamos con el osciloscopio, notas con diferentes alturas tonales, observaremos que hay diferencias en el número de ondas por la unidad de tiempo ya que el número de estas sera mayor a medida que la nota es más aguda. En definitiva, el número de ondas es el número de vibraciones que producen el sonido.

   Para medir estas vibraciones se utiliza el término Frecuencia y se determina como la altura de la onda generada. Cuando se pulsa la tecla de un piano de forma suave, el sonido generado será de un volumen menor que si ésta se pulsa más fuerte.

   Por último, aunque se toquen dos instrumentos diferentes a diferentes alturas tonales y a distintos volúmenes, el sonido generado no es el mismo ya que queda otro factor distintivo del sonido: el timbre. Esta característica observada en un osciloscopio se representa en forma de ondas. Por ejemplo, una flauta genera una onda "casi" senoidal mientras que un clarinete genera un "casi" triangular.

   La formación de cualquier tipo de onda parte de una onda senoidal básica a la que se le añaden otras ondas senoidales a diferentes frecuencias y volúmenes. A estas ondas que se añaden se las denomina Armónicas, por lo tanto el timbre queda conformado por las Armónicas que se añaden a la onda senoidal básica.

   Hasta aquí esta breve introducción sobre el sonido .Simplemente recordad que un sonido tiene 3 características básicas: altura tonal, volumen y timbre. Estas características son las que vamos a generar de forma electrónica para sintetizar cualquier sonido.

   Síntesis musical

   Desde que se construyo el primer sintetizador, no han variado en su estructura prácticamente nada. Con el paso de los años y el avance tecnológico, se han añadido algunos términos nuevos, pero casi siempre al mismo esquema. Ha llegado el momento en el que necesitamos retornar a las bases de la síntesis musical para una reorganización mental.

   Por otro lado, no creo que sea correcto hablar de síntesis analógica o digital. sin embargo, se puede hablar de síntesis Substactiva que es lo que trataremos, entre otros tipos. La diferencia entre un sintetizador analógico y uno digital son las señales de control que en el analógico son unas tensiones determinadas y en el digital, evidentemente, son señales digitales. No vamos a entrar en la definición de síntesis Substractiva. Simplemente es el tipo de síntesis más utilizado y más fácil de entender. Existen otros tipos como la síntesis FM, introducida en el año 83 por Yamaha con el clásico DX7, additiva, o la última, síntesis virtual.

   Para el estudio de la síntesis es más apropiado utilizar un sintetizador analógico ya que los distintos parámetros están dispuestos de la misma manera que sigue la señal desde el oscilador hasta el amplificador pasando por los distintos dispositivos, consiguiendo de esta manera que "casi" se vea el flujo de los electrones que forman la señal. En un sintetizador digital, los distintos parámetros son accesibles mediante unos pocos botones y son visualizados en unas pantallas LCD que la mayoría de veces tienen el tamaño de un par de dedos, con lo que la programación se convierte en un "martirio".

   Para el aprendizaje, vamos a utilizar una serie de esquemas que se aplican a la mayoría de sintetizadores con el método de síntesis Substractiva, sean analógicos o digitales pero con los términos utilizados en los sintetizadores analógicos.

   Los diferentes dispositivos

   La síntesis musical se basa en una serie de dispositivos con una misión propia. Un sintetizador incorpora varios de esos dispositivos para su cometido. Los dispositivos principales que tratan la señal sonora en sí, están conectados en serie y, cada uno añade o modifica la señal que por él pasa.

   VCO: (Oscilador controlado por tensión).

   También denominado Oscilador. Es el primer dispositivo que nos vamos a encontrar y su función es la de generar una onda que será la base del futuro sonido. Para hacer que el VCO haga sonar las idferentes notas, se encesita una tensión cuyo valor variará en función de la nota que se quiera conseguir. Para entregar esta tensión, el sistema más empleado es un teclado, aunque estas tensiones las podría entregar cualquier otro dispositivo. A esta señal se le denomina CV (Control voltaje).

   Existen dos formas de entregar esta tensión: Lineal y Exponencialmente. Para no complicar mucho el tema, diremos que la más utilizada es la Exponencial, sin entrar en más detalles. Se determina una tensión de 83,3 milivoltios (exponencial) por nota, lo que hace un total de 1 voltio por octava. En algunos osciladores es posible conmutar la tensión de control para que siempre que se pulse una nota éste oscile a la misma frecuencia, haciendo sonar siempre la misma nota. Los osciladores pueden generar varios tipos de ondas como senoidales, cuadradas, triangulares, etc, teniendo más posibilidades de encontrar la que más se parezca a la base del sonido a sintetizar. También hay modelos que pueden entregar dos tipos de onda a la vez, para crear sonidos más complejos. Para el proceso de las ondas, algunos osciladores incorporan un parámetro denominado "PWM". Anchura de Pulso Modulable, cuya función es la de "estrechar" o "alargar" la anchura de una onda de pulso. Esta función va acreando diferencias en dicha anchura de forma automática y es útil para crear sonidos acústicos como el de la Guitarra.

   Aparte del tipo de onda y el parámetro PWM, un oscilador puede incorporar: la selección de octava para tener acceso a todas las octavas si el teclado sólo accede a 2 ó 3, la afinación y transposición de semitonos, entre otros.

   En sintetizadores con más de un oscilador, podemos encontrar una sección, llamada normalmente "Mixer", donde se puede hallar una función para sincronizar dichos osciladores. de esta manera, todos comienzan su ciclo a la vez que el oscilador que se toma como "maestro", que normalmente suele ser el primero. Esta función proporciona un sonido "roto".

   También se pueden hallar las funciones de Modulación de osciladores como la modulación por ruido o la de anillo. Esta última es muy útil para crear sonidos metálicos.

   En la mayoría de sintetizadores digitales, se utilizan unas ondas llamadas PCM (Pulse Code Modulation), que no son más que samples de un sonido en su totalidad o en parte. A los osciladores digitales se les llama DCO, WAVE o simplemente oscilador. Cada marca y modelo determinan esto último.

   VCF: (Filtro controlado por tensión.

   También se le puede llamar filtro. Este es el dispositivo que nos vamos a encontrar después de un oscilador, y su misión es la de filtrar la onda que entrega el oscilador, eliminando las frecuencias que pasen de un punto determinado. A este punto se le denomina Frecuencia de corte o CutOff, y puede ser variado hasta encontrar el adecuado.

   El filtro es uno de los dispositivos más importantes en un sintetizador, ya que con él vamos a determinar las características tímbricas del sonido a sintetizar.

   Podemos decir que existen dos tipos de filtros básicos: Pasabajos (el más utilizado) y el Pasaaltos. El Pasabajos elimina las frecuencias que superan a la de corte, y el Pasaaltos, que como su nombre indica, elimina las frecuencias inferiores a la de corte. Conectando estos dos filtros en serie, se consigue un filtro Pasabanda que sólo deja pasar una banda de frecuencias. En paralelo se consigue un filtro de Reflexión de banda con el que se elimina un determinado rango de frecuencias. Lógicamente, el sintetizador ideal es aquél que incorpora varios tipos de filtros.

   Como parámetros de un filtro podemos encontrar el tipo de filtro, la frecuencia de corte (Cutoff) y la Resonancia o factor "Q", entre otros. La resonancia amplifica las frecuencias cercanas a la de corte creando unos sonidos de corte electrónico.

   En los sintetizadores digitales, al filtro se le denomina DCF, TVF o simplemente filtro.

   VCA: (Amplificador controlado por tensión).

   Este dispositivo es un amplificador cuya ganancia está controlada por unas tensiones dadas por el ADSR. El VCA, junto con un ADSR, se encarga de determinar las características de amplitud (volumen) del sonido a sintetizar. Para más información, podéis remitiros al siguiente apartado.

   También lo podemos llamar amplificador, pero para no confundirlo con otros tipos de amplificadores, utilizaremos el término VCA.

   En los sintetizadores digitales, al amplificador se le denomina DCA o TVA, todo depende del modelo y fabricante.

   Fuentes de modulación

   Podemos definir como fuentes de modulación aquellos dispositivos y señales de control que actúen sobre determinados parámetros de los dispositivos controlados o modulados. Por ejemplo, un oscilador puede ser modulado por un LFO para generar un efecto de Vibrato.

   Ahora podréis conocer cuáles son las fuentes de modulación básicas:

   ADSR: (Ataque, Decaimiento, Sostenimiento y Relajamiento).

   También se le puede llamar envolvente. Podemos decir que se trata de una fuente de modulación, y de hecho es la principal moduladora del VCA. NO es más que una secuencia de tensiones que determina unos niveles y unos tiempos. Aplicada a un VCA, puede hacer que el sonido suba progresivamente de volumen, para luego decaer de una forma rápida, por ejemplo. El ADSR se puede utilizar para modular otros dispositivos como el filtro, haciendo que, por ejemplo, éste se abra de una forma rápida y luego se vaya cerrando hasta no dejar pasar "casi" ninguna frecuencia consiguiendo un sonido sordo.

   Como hemos mencionado, el ADSR es una secuencia de tensiones y, como tal, se ha de activar de alguna forma. Lógicamente, esta secuencia se ha de poner en marcha cuando se pulsa una nota, y para ello se necesita otra señal que provenga, en este caso, del teclado, que la active, A esta señal se le denomina GATE.

   Ataque, Decaimiento, Sostenimiento y Relajamiento, son los distintos tiempos y niveles que contiene una envolvente tipo ADSR. Nos podemos encontrar otros tipos de envolventes como el ASR, o incluso algunas con 8 segmentos y otras con una función loop.

   El Ataque es el tiempo que tarda el sonido en llegar a un volumen determinado cuando se pulsa una tecla. Decaimiento es el tiempo que tarda en decaer el sonido hasta el nivel determinado para Sostenido y, por último, Relajamiento es el tiempo que tarda en "apagarse" dicho sonido cuando se suelta la tecla.

   LFO: (Oscilador de baja frecuencia).

   Es otra fuente de modulación normalmente asociada al efecto de vibrato pero, como tal, puede modular cualquier dispositivo. APlicado al VCO, entregará una cantidad de tensión determinada, que junto con la tensión de nota que entrega el teclado, producirá la característica variación tonal de un vibrato. Aplicado al VCA, hara que este haga subir y bajar el volumen (a una velocidad o intensidad determinadas) del sonido creando un efecto de Trémolo. Al igual que el VCO, este oscilador puede utilizar varios tipos de ondas.

   Aunque un LFO sea una fuente de modulación, sus parámetros principales, velocidad y profundidad, se pueden modular a su vez por una envolvente, por la clásica rueda de modulación que incorporan algunos sintetizadores, o por cualquier otra fuente de modulación, incluso con pulsos de reloj MIDI: Un LFO oscilará en un rango de frecuencia de entre 0.3 Hz hasta los 20 Hz. Esto depende del fabricante, modelo, etc. En algunos sintetizadores como el MiniMoog, es posible hacer que el LFO oscile a frecuencias de audio, es decir, frecuencias superiores a los 20 Hz.

   MODWHEEL: (Rueda de modulación).

   Suele ser una rueda colocada en el lado izquierdo de algunos sintetizadores. Dicha rueda suele ser la encargada de modular la profundidad de un LF0.

   PITCH BEND: (Rueda de inflexión total).

   Esta rueda también está colocada en el lado izquierdo de un sintetizador y modula directamente el tono generado por el VCO. Si se mueve hacia delante o la derecha, se genera un aumento de tono y éste disminuye cuando el movimiento es hacia abajo o la izquierda. Esta rueda tiene un centrado automático o un enclavamiento en el medio de su recorrido. Este punto tiene una inflexión 0.

   VELOCITTY:

   Esta función simula el teclado de un Piano. Al puslar una tecla fuertemente, se genera un sonido con un volumen más alto que si se pulsa débilmente, suponiendo que esté modulando al VCA o amplificador.

   AFTERTOUCH:

   Cuando a una tecla pulsada se le aplica una presión determinada, se genera una señal para modular. Esta función se suele utilizar para modular la profundidad de un LFO o se encuentra en sintetizadores relativamente modernos.

   Hay algunas fuentes de modulación más, pero esto se podría convertir en una enciclopedia, y no es conveniente.

   En algunos sintetizadores, las fuentes de modulación están asignadas a los diferentes dispositivos. Es interesante poseer un sintetizador en el que estas fuentes de modulación puedan ser asignadas por el usuario aumentando así su calidad como, por ejemplo, el antiguo modelo VCS3 de la empresa EMS el cual posee una matriz de modulación programable mediante una especie de "PINS" asignando de una forma más interesante dichas fuentes de modulación.

   Los esquemas.

   Todos estos dispositivos son, como mínimo, necesarios para poder sintetizar un sonido en condiciones y que sólo podrán hacer sonar una nota a la vez. Para obtener una polifonía de dos notas se duplicará el número de dispositivos, para una de tres notas se triplicará y así sucesivamente. Esto no implica que un sintetizador con 8 voces de polifonía incorpore 8 filtros, por ejemplo. Estos dispositivos pueden estar "ocultos" y programarse como una undiad.

   El sistema se puede "agrandar" hasta límites insospechables, con señales de control para velocidad, aftertouch, utilización de varios LFO's y envolventes, mezcla de osciladores, etc, etc. No vamos a complicar más las cosas.

   En la actualidad.

   La música Dance ha puesto de moda los antiguos sintetizadores analógicos hasta el punto de que las diferentes empresas que fabrican sintetizadores empiezan a producir modelos semianalógicos/analógicos añadiendo las ventajas que los sistemas digitales ofrecen. El sonido generado analógicamente es más "grueso" y cálido que el ofrecido por los digitales, ya que contienen mayor número de armónicos y son útiles para sonidos de bajo y cuerdas. El sonido digital es más limpio y cristalino y ofrece una mejor emulación de sonidos "reales" como el Piano. Aparte, un sintetizador digital ofrece un número considerable de recursos como el MIDI, procesadores de efectos, etc... y su precio es algo más económico. El analógico se programa de una forma más rápida y sus filtros son mejores que los digitales.

   Hay músicos que están utilizando los analógicos prácticamente desde que salieron al mercado y no entran en el juego de la moda Dance.

   Los precios de los analógicos han subido de una forma considerable, por ejemplo, encontrar un MiniMoog por menos de las 150.000 ptas. es una "ganga". Estamos hablando de un modelo del año 70, un clásico de los clásicos, pero creo que esos precios son abusivos. Y todo por la música Dance, que al fin y al cabo cumple su cometido y absolutamente nada más.

   Uno de los instrumentos de moda por su potencial es el Sampler. Se puede decir que es el instrumento más potente, ya que no está limitado en el número de ondas. Aunque de esta manera, en lo que a síntesis se refiere, hay algunos que no tienen tantas posibilidades como algunos sintetizadores. Todavía hay músicos de renombre que siguen utilizando samplers de 8 bits como J.M.Jarre con el impresionante Fairlight.

   Con cualquier sintetizador (digno de serlo) se puede hacer música indistintamente si es analógica o digital, y no es necesario entrar en modas, simplemente guíate por tus preferencias, oye, infórmate, y si así lo quieres, consume. Una de las cosas que se aprenden con los sintetizadores es que ése que utilizas o podrías adquirir, siempre te puede sorprender.