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Fundamentos de la síntesis sustractiva con ARP2600 V

Para entender la síntesis sustractiva con el ARP2600 V primero debes saber que de todas las formas de síntesis de sonido que existen, esta es una de las más antiguas y, sin duda, una de las más empleadas en la actualidad. Es el método que se desarrolló a finales de los años 60 en sintetizadores analógicos como el ARP, Oberheim, Yamaha, Buchla, Sequential Circuits (serie Prophet), Roland, Korg (series MS y PS), la creación de Bob Moog y muchos otros.

Este concepto de síntesis se sigue utilizando en la mayoría de los sintetizadores digitales actuales, complementando la lectura de muestras o las tablas de ondas, que sustituyeron progresivamente a los OSC análogos de los sintetizadores iniciales en los años 80. El ARP260 V, es uno de las mejores ejemplos de las infinitas opciones que te ofrece la sintetización sustractiva del sonido posibilidades de la síntesis sustractiva.

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Índice

Los tres elementos principales

El oscilador (Voltage Controlled Oscillator o VCO) es el módulo de partida (con el módulo de ruido que a menudo se clasifica entre los osciladores) para la creación de un sonido en un sistema analógico. Generará la señal sonora inicial. Puedes pensar en el oscilador como una cuerda de violín que, una vez acariciada o punteada, vibra para crear su sonido.

Ajustando el OSC en el ARP2600 V

 

osciladores del arp2600

Los principales ajustes del oscilador son:

  • El tono que está determinado por la frecuencia de oscilación. Puedes ajustar la frecuencia del oscilador con 2 reguladores: en primer lugar, el selector «RANGE» que determina la frecuencia fundamental (Low, 32, 16, 8, 4 0 2) el 32 que es el número más alto trae el tono más grave, a la inversa, el número más pequeño 2 trae el tono más agudo.
  • En segundo lugar, el ajuste de desafinación «FREQUENCY» permite afinar el oscilador con mayor precisión.
  • La forma de onda que determina la riqueza armónica de la señal de audio. En este sintetizador tienes 4 formas de onda diferentes disponibles:
    • El diente de sierra presenta la señal de audio más rica de las cuatro formas de onda. Su sonido es ideal para sonidos de latón, sonidos de bajo percusivos o acompañamientos enriquecidos.
    • La onda cuadrada se caracteriza por tener un tipo de sonido más hueco que la anterior pero, sin embargo, en las frecuencias graves puede utilizarse su enriquecido sonido para sonidos de sub que saldrán bien en la mezcla (el oscilador cuadrado suele ajustarse una octava por debajo del diente de sierra), al igual que tipo de  madera (clarinete, si la señal cuadrada está un poco filtrada), etc.
    • El triángulo puede considerarse como una señal cuadrada muy filtrada (y suave). Tiene muy pocos armónicos y será muy útil para crear subgraves, sonidos de flauta, etc.
    • La sinusoidal es la más pura de todas. Es un solo armónico y produce un sonido muy «amortiguado». Puede utilizarse para reforzar las frecuencias bajas de un sonido de bajo o como modulador de frecuencia para crear armónicos que no existen en las formas de onda originales.
    • PWM (Onda de pulso con modulación) es un ajuste que permite modificar el ciclo de la forma de onda (o longitud de onda). Esto puede hacerse manualmente con la ayuda de un mando «PW» o por modulación (con una envolvente o un LFO). Con este parámetro conseguirás variar el ancho de pulso traduciéndola en un cambio del espectro.

Osciladores sincronizados

La sincronización de un oscilador con otro crea formas de onda más complejas. Por ejemplo, si sincronizas el oscilador 2 con el oscilador 1, el oscilador 2 reiniciará un nuevo período cada vez que el primer oscilador completa el suyo, incluso si el oscilador 2 no ha completado un período completo (¡OJO con esto porque querría decir que no está afinado en la misma tonalidad!)

ejemplo de sincronización de las ondas
En la imagen anterior, el oscilador 2 está sincronizado con el primero y afinado al doble de su frecuencia. La forma de onda resultante es única, ya que no puede crearse mediante técnicas de síntesis estándar, como la estratificación o el filtrado.

 

Quieres conseguir un frecuencia modulada FM, pues es posible ejecutando una conexión entre 2 osciladores. Para ello tienes que tirar un cable que sale de la salida de audio del oscilador 1 a la entrada de modulación del segundo oscilador. En el ARP2600 V, si giras el anillo de frecuencia de modulación, obtendrás un sonido más rico en armónicos.

Si introduces una señal cuadrada o de diente de sierra, el resultado puede distorsionarse rápidamente… pero es interesante para sonoridades inarmónicas como sonidos de campana o efectos especiales, por ejemplo.

El módulo de ruido

generador de ruido del arp2600

El espectro de la señal de ruido tiene todas las frecuencias a un mismo nivel de volumen, lo que suele denominarse «ruido blanco». Por esta razón, el módulo de ruido se utiliza para crear diferentes ruidos como la imitación del viento o los efectos especiales. El ruido blanco es el más rico de los ruidos.

El rosa también suele estar presente en los sintetizadores. Es menos rico en las frecuencias altas que el ruido blanco. También hay que tener en cuenta que la salida de audio del ruido también puede utilizarse como señal de modulación (especialmente cuando está fuertemente filtrada) para crear variaciones cíclicas aleatorias.

El filtro o VCF

La señal de audio generada por un oscilador (la forma de onda) se dirige a continuación, generalmente, a un módulo de filtrado (Voltage Controlled Filter o lo que es lo mismo VCF). Este módulo permite controlar el sonido filtrando (por síntesis de sustracción, lo que explica su nombre.

ajustes del vcf

Se puede considerar como un sofisticado ecualizador que reduce, según el caso, las frecuencias altas o bajas de un sonido. La eliminación de las frecuencias indeseables en la frecuencia de corte no se realiza de forma brusca sino progresiva, en función de la pendiente de filtrado. Esta pendiente de filtrado se expresa en decibelios por octava (o dB/Oct). Los filtros utilizados en los sintetizadores analógicos clásicos tienen pendientes de 24 dB/Oct o 12 dB/Oct.

ARP2600 V, y sus 4 tipos de filtro

El filtro de paso bajo (LPF) elimina progresivamente las frecuencias altas por encima del límite de frecuencia asignado (la frecuencia de corte) y permite que el sonido por debajo del corte pase sin cambios. Dependiendo del ajuste oiremos que el sonido se vuelve más o menos «brillante», más o menos «amortiguado».

Este es el tipo de filtrado que encontraremos más a menudo en los sintetizadores que utilizan la síntesis sustractiva. Este filtro lo encontrarás en un gran número de sintes digitales y analógicos.

Filtro paso bajo
Low Pass Filter

El filtro de paso alto (high-pass filter o HPF), al contrario que el de paso bajo, elimina las frecuencias bajas y sólo deja pasar las altas. De este modo, el sonido se vuelve más «fino». Es muy útil para eliminar las bajas frecuencias redundantes.

filtro de paso alto
High Pass Filter

El filtro pasa banda (band-pass filter o BPF) elimina las frecuencias situadas a ambos lados de la frecuencia de corte. Utilízalo para hacer aparecer una determinada banda de frecuencias que desees enfatizar. Esto hará que el sonido sea más «pellizcado».

filtro ancho de banda
Band Pass Filter

Por último dispones del filtro Notch que elimina las frecuencias situadas dentro de una banda de frecuencias. Este filtro es sobre todo interesante cuando queremos variar esta banda de frecuencias (con la «frecuencia» en los filtros del ARP2600 V o la modulación de un LFO sobre este mismo parámetro). De este modo, obtendrás un sonido cercano a un efecto de «phasing».

filtro notch
Notch

Un segundo ajuste para complementar la frecuencia de corte: la resonancia o «Q». La resonancia magnifica las frecuencias próximas a la de corte. El resto, no se modifican o se minimizan. En el ARP2600 V, puede aumentar la tasa de resonancia a través del potenciómetro de «resonancia». Al elevar la resonancia, el filtro se torna más cirujano, la frecuencia atacada se aumenta y el sonido empieza a emitir un silbido.

Con un nivel de resonancia alto, el filtro comenzará a producir un sonido cercano a una forma de onda sinusoidal. En esta etapa, el uso de un seguimiento de clave es muy importante, ya que puedes crear una melodía afinando la frecuencia de corte del filtro junto con la frecuencia de los osciladores.

El amplificador o VCA

El amplificador (Voltage Controlled Amplifier o VCA) se encarga de recibir la señal de audio procedente del filtro (o directamente la del oscilador si no está filtrada) para ajustar su volumen con un potenciómetro, antes de que la señal se dirija a los altavoces.

módulo vca del arp 2600 v
En conclusión, te dejamos un esquema que puede ayudarte a comprender la composición de un sonido básico:

ejemplo gráfico de la señal de audio en VCA

La síntesis sustractiva con el ARP2600V, el teclado

Si mantienes pulsada una tecla en esta fase, el sonido que obtienes del altavoz será uniforme, sin vida y sin fin. De hecho, el oscilador emite una señal continua de tono fijo. El único medio de detener este sonido que se vuelve rápidamente insoportable es bajar la frecuencia de corte del filtro para que sea cada vez más grueso hasta que desaparezca; o más sencillamente, ¡bajar el volumen del amplificador!

Para disparar y detener este sonido, en el tono que queramos, utilizamos un teclado, que estará conectado al oscilador. Éste «tocará» en cuanto se pulse una tecla y lo silenciará en cuanto se suelte. Por supuesto, esta conexión se realiza a través de MIDI (sustituye a la conexión de tipo «gate» de los sintetizadores analógicos, que dispara el sonido al pulsar la tecla y se detiene al soltarla).

En el segundo caso, para que el sonido esté correctamente afinado con las notas del teclado, necesitamos aplicar una modulación de seguimiento de tecla (sustituyendo el control de 1Volt/octava presente en la mayoría de los sintetizadores analógicos). Si no tienes un teclado, puedes tocar en el teclado virtual del ARP2600 V.

Los generadores de envolventes

El generador de envolventes, conectado al amplificador, se utiliza para «esculpir» la forma de un sonido durante un ciclo, que comienza cuando pulsamos una nota en el teclado, y termina cuando la soltamos.

ADSR y AR envolventes arp2600

Los módulos de envolvente más comunes utilizan 4 ajustes que pueden variar y tienes alguna noción sobre sintetizadores seguro conocerás:

  • Ataque (Atack): es el tiempo que el sonido tardará en alcanzar su máximo volumen una vez pulsada la tecla en el teclado.
  • Decaimiento (Decay): es el tiempo que el sonido tardará en decaer tras la pulsación de la tecla.
  • Sostenimiento (Sustain): es el nivel máximo de volumen que alcanzará el sonido cuando se pulse una tecla.
  • Liberación (Release): es el tiempo de declive después de soltar la tecla.

El ARP 2600 V también ofrece una segunda envolvente simplificada (AR, Attack y Release). El generador de envolventes también puede utilizarse para modular otros ajustes, como la frecuencia de corte del filtro o la frecuencia de un oscilador, por ejemplo.

LFO, el oscilador de baja frecuencia

El LFO (Low Frequency Oscillator) posee, entre otras cosas, las mismas características que un oscilador clásico, pero no produce frecuencias superiores a 20 Hz. En otras palabras, no se oirá el sonido si se conecta la salida de audio de un LFO en un amplificador. Al no utilizarse para producir un sonido, se utiliza para crear una modulación cíclica sobre el parámetro al que está conectado.

LFO del arp2600v

Por ejemplo:

  • Si conectas un LFO a la entrada de modulación de un amplificador, el volumen del sonido aumentará y disminuirá de forma alternativa dependiendo de la velocidad (la frecuencia) de este LFO. Tal acción creará un efecto de trémolo.
  • Para producir un efecto de vibrato, basta con conectar la salida sinusoidal de un LFO a la entrada de modulación de un oscilador. Así, la frecuencia de este oscilador será modulada hacia arriba y luego hacia abajo.
  • Por último, prueba a conectar la salida de un LFO a la entrada de modulación de un filtro paso bajo ligeramente resonante y obtendrás un efecto «wah wah» (Ver definición).

El modulador en anillo o ring modulator

El modulador en anillo es un módulo que multiplica dos señales (generalmente dos osciladores) para generar componentes frecuenciales no armónicos. De este modo, puedes obtener fácilmente sonidos más metálicos.

Muestreo y retención, Sample & Hold

El módulo de muestreo y retención te permite muestrear la señal conectada como entrada. Los valores para la modulación se toman en cada señal de disparo conectada como entrada. Este módulo es especialmente interesante para crear modulaciones aleatorias mediante el muestreo de la señal de ruido. También es posible utilizarlo para modulaciones cíclicas más rítmicas conectando una forma de onda cuadrada o de diente de sierra procedente de un VCO a la entrada de muestreo y retención.

módulo sample and hold

Como ejemplo seguro que conoces el famoso sonido de R2D2 en La Guerra de las Galaxias, pues si, se creó con el módulo de muestreo y retención del ARP2600.
esquema del arp2600
¿Qué te ha parecido este artículo sobre la síntesis sustractiva en ARP2600 V? Los fundamentos aquí explicados los podrás aplicar a cualquier otro sintetizador con el que trabajes.

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