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UNIDAD 2UNIDAD 2

SÍNTESIS ANALÓGICA

SÍNTESIS/Juan D. Correa Blair/USB Medellín.

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SÍNTESIS ANALÓGICASÍNTESIS ANALÓGICA

• Se refiere a la creación, uso ymanipulación de señales de audio quepueden ser producidas por elementos tales

como osciladores, filtros, mezcladores yamplificadores.• Los métodos de síntesis analógica sedividen en dos grandes categorías: SÍNTESISADITIVA y SÍNTESIS SUSTRACTIVA.

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Se tienen algunos elementos previos:

üü OSCILADORESOSCILADORES

•

Son partes fundamentales de un laboratorio de electrónica, fueron usados muchaantes que los sintetizadores fueran asequibles.• Los osciladores simples entregan formas de onda senoidales, los más sofisticadosproveen múltiples formas de onda.• Sus primeros usos fueron en circuitos de radio y pruebas de audio.• El principal inconveniente de los osciladores en la inestabilidad (bajo efectos detemperatura) y hacían difícil ajustar la altura (pitch) del sonido.• Los pioneros en el desarrollo de osciladores fueron Hewlett – Packard, con sumodelo 200A.

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HP-200A

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üü FILTROSFILTROS

• Permiten pasar algunas frecuencias, mientras rechazan otras.• Cambian el timbre o el color del sonido.• Existen analógicos y digitales.

• De acuerdo al grupo de frecuencias que realzan o atenúan, pueden ser: pasa bajos(LP), pasa altos (HP), pasa banda (BP), o elimina banda (BR).• Los parámetros más importantes a tener en cuenta son: frecuencia de corte, Q o

resonancia, y la pendiente (número de polos).

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Y otros elementos:

ü ENVOLVENTESü MEZCLADORü AMPLIFICADOR

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CONTROL DE VOLTAJECONTROL DE VOLTAJE

• Una de las mayores innovaciones en lasíntesis analógica fue el control de voltaje,este reemplazo los viejos métodos mecánicospara el control de parámetros de sonido.• El control de voltaje en síntesis (llamado CV),es usado para controlar gran cantidad deelementos, y requiere dos partes principales :una fuente y un destino.

Melochord, 1961. Primer sintetizadorcontrolado por voltaje.

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üü FUENTES CV:FUENTES CV:

§LFO (Low Frecuency Oscillator ): Oscilador de baja frecuencia. Requerido para lacreación del vibrato, trémolo, y otros efectos cíclicos. No superan los 10 a 20 Hz.

§EG (Envelope Generat or ): Generador de envolvente. Producen CV multisegmento,en los cuales el tiempo y la forma se pueden controlar independientemente.§PITCH CONTROL: lo provee la rueda de pitch. Entrega un CV, en donde la cantidadde pitch bend es proporcional al voltaje.§KEYBORAD CONTROL: la salida del teclado entrega un CV que es proporcional a laaltura de la nota tocada.§VCF (Voltage Controlled Filter ): Filtro controlado por voltaje. Pueden auto oscilar y

generar CV.§VCO (Voltage Controlled Oscillator ): pueden usarse para generar modulaciones deFM o de anillo.

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üü DESTINOS CV:DESTINOS CV:

§LFO: el voltaje de entrada es usado para controlar la frecuencia o la forma deonda.

§EG: el voltaje puede controlar los tiempos en la ADSR.§VCF: controla la frecuencia de corte y la Q o resonancia del filtro.§VCO: controlan la frecuencia del oscilador y en algunos casos la forma de onda yancho de pulso.§VOLTAGE PAN: controla el estéreo o posicionamiento de la señal.§VCA (Voltage Controlled Amplifier ): Amplificador controlado por voltaje.Controla la ganancia del amplificador de salida.

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SÍNTESIS SUSTRACTIVA

• Erradamente se piensa como el único método de síntesis analógica, y aunque hayotros métodos, la mayoría de sintetizadores analógicos comerciales trabajan con

síntesis sustractiva.• Tienen gran cantidad de controles para el usuario, lo que tiende a confundir eintimidar. Estos pueden representar gran cantidad de fenómenos acústicos.

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La síntesis sustractiva (o analógica) trabaja la premisa que un instrumento real

puede ser descompuesto en 3 partes:

ü Una fuente de sonidoü Un modificador del sonido: procesa la salida de la fuente.

ü Un conjunto de controladores: sirven de interfaz entre intérprete einstrumento.

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Tomemos como ejemplo un clarinete:

ü FUENTEFUENTE:: lengüeta delclarinete, produce lavibración de aire, es decir, elsonido.ü MODIFICADORMODIFICADOR:: el tubo delclarinete, crea resonancias(armónicos) en función de lascaracterísticas físicas delmismo, tales como longitud,

diámetro, diámetro de laboca. En otras palabras es unfiltro.

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• Existen instrumentos más complejos y difíciles de separar, y por ende más difíciles desintetizar. Por ejemplo: la guitarra.• Los puntos clave para la síntesis son precisamente la fuente y el modificador .• Teniendo en cuenta esos conceptos, en la síntesissíntesis sustractivasustractiva, la fuente genera unaseñal que contiene todos los armónicos requeridos por el sonido final, mientras que el

modificador hace las veces de filtro quitando los armónicos indeseados y dándole laforma final al sonido por medio de las envolventes.• En otras palabras, se parte de una señal rica en armónicos y mediante un filtro se“sustraen” los armónicos que no se necesitan, de ahí el nombre de SÍNTESISSÍNTESISSUSTRACTIVASUSTRACTIVA..

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FUENTESFUENTES

• Son fuentes matemáticas de dos tipos: forma de onda y aleatorias.• Las formas de onda son fáciles de describir matemáticamente y de producir

electrónicamente.• Las formas aleatorias producen ruido, y contienen una mezcla de frecuencias quecambian constantemente.• Las formas de onda van incluidas en el oscilador el cual actúa como generador defunciones, estas se pueden cambiar mediante un selector.• Al producir una frecuencia y salida continua, se necesita un modificador para alterarel timbre y la envolvente.

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CONTENIDO ARMÓNICO DE LAS FORMAS DE ONDACONTENIDO ARMÓNICO DE LAS FORMAS DE ONDA

• El orden de las formas de onda dentro de los sintetizadores generalmente no esaleatorio, son organizados de menor a mayor contenido armónico.

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üü SENOSENO

• Es la forma más simple de

todas, está basada en la funciónmatemática seno.• sólo contiene la frecuenciafundamental, lo que la haceinútil para trabajar en síntesissustractiva. No tiene armónicospara filtrar.

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üü TRIANGULARTRIANGULAR

• Formada por dos pendientes lineales (positiva y negativa).• Tiene pequeñas cantidades de armónicos impares, que se pueden filtrar y hacen laseñal apta para trabajo en síntesis sustractiva.

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üü CUADRADACUADRADA

• Contiene sólo armónicos impares, lo que le da un sonido “hueco” y un toque muysintético.

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üü DIENTE DE SIERRADIENTE DE SIERRA

• Contiene armónicos pares e impares.• De sonido brillante por su gran contenido armónico, aunque los pulsos pueden

tener mayor cantidad de armónicos.• Existen modificaciones de esta onda, como la súper diente de sierra, quereemplaza las pendientes lineales por exponenciales y que contienen mayoresniveles en los armónicos altos que la diente de sierra básica.

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üü PULSOPULSO

• Dependiendo de la relación de los semi-ciclos de la onda (llamada duty cicle osimetría), los pulsos pueden contener armónicos pares e impares, aunque no siempreestán presentes todos.• El contenido armónico aumenta a medida que el ancho de pulso se estrecha,aunque un pulso muy estrecho puede desaparecer. Es por esto que se ajusta laprofundidad del PWM.• Un caso especial es un pulso 50/50, es decir un ciclo de trabajo del 50%; seconvierte en cuadrada y desaparecen los armónicos pares.• Los pulsos son muy útiles porque se puede variar cíclicamente la simetría mediante

un LFO. Esto es conocido como PWM (Pulse Width Modulation), y se hace medianteun LFO.

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ü Todo lo mencionado antes son idealizaciones y aproximaciones. En realidad lasformas no se comportan linealmente, y el espectro no es matemáticamente tan preciso.

La síntesis sustractiva se puede ver así:

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