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SINTETIZZATORI AUDIO - Parte 1

Introduzione

In questo documento viene presentato un quadro di massima sui sintetizzatori audio, su come sono composti e come, in linea di massima, possono essere realizzati a livello hobbistico, senza entrare perciò nel merito della reale composizione dei singoli elementi.

Pur avendo nel passato utilizzato e 'suonato' alcune mie realizzazioni, non sono assolutamente un esperto in materia, per cui chiedo fin da ora perdono ai veri esperti che dovessero eventualmente leggere queste note per inesattezze, lacune o spiegazioni troppo 'semplici'.


Cos'è un sintetizzatore [Synth]

E' il generatore di suoni per eccellenza nella musica elettronica.
Può essere uno strumento musicale, se 'suonato' generando melodie toniche, oppure si può usare per sperimentare nuove sonorità e generi compositivi (musica d'avanguardia) o per creare effetti sonori speciali, come nel settore cinematografico. Come strumento musicale è stato utilizzato da grandi artisti - cito, fra i tanti, gli Emerson Lake & Palmer - che hanno 'creato' nuovi modi di suonare o reinterpretato musiche pre-esistenti con forme espressive stravolgenti.
A distanza di anni dall'ingresso in scena, oggigiorno il sintetizzatore è quasi universalmente utilizzato per sostituire altri classici strumenti, quali il pianoforte, l'organo, ma anche i fiati e intere sezioni orchestrali. Indubbiamente, avere un solo strumento, spesso portatile, semplifica la vita dei musicisti e offre ampie possibilità di espressione.


Tipi di sintetizzatori

Dal punto di vista delle capacità sonore, la prima distinzione (la più impegnativa) è tra strumenti monofonici - in grado cioè di generare un solo suono alla volta - e polifonici, ovvero capaci di suonare più note contemporaneamente. Per suonare composizioni musicali il polifonico è indespensabile; se invece il Synth è usale quale solista melodico o per effetti in background, anche un monofonico è sufficiente. Per i polifonici, si applica l'ulteriore distinzione tra monotimbrici e multitimbrici, cioè in grado di suonare più note ciascuna con caratteristiche timbriche diverse.

Sotto l'aspetto costruttivo, le scelte base (ci sono poi le soluzioni miste) sono tra costruzione 'cablata' o soluzione modulare. Nella soluzione modulare, tutti i componenti del sistema (i moduli) sono entità independenti dalla altre; è il musicista che collega (cabla) i diversi moduli per costruire la catena sonora voluta. Massima flessibilità ed espandibilità contrapposte a costo elevato, complicazione realizzativa e impossibilità, per ovvi motivi, di realizzare performances dal vivo.
Di contro, i Synth pre-cablati hanno numerosi percorsi segnali predefiniti, selezionabili dal musicista in tempo reale. La maggior parte delle 'tastiere' oggi disponibili sono di questo tipo. Pur potendo intervenire sul alcuni parametri sonori, la libertà di espressione di questi strumenti è limitata.

Per finire, qui però si entra nel campo delle preferenze (come tra amplificato a transitor o a valvole), i Synth possono essere analogici, digitali o misti.
Gli analogici, tutti quelli della 1° era, e ancora i più 'amati', hanno tutti i moduli di generazione e controllo del suono realizzati in tecnica analogica. Indubbiamente complessa e costosa, questa tecnica produce (forse?) dei suoni più 'umani', ovvero con quelle piccole imperfezioni che rendono il suono maggiormente abituale.
Nei digitali, tutte le funzioni sono ovviamente digitalizzate, semplificando sicuramente la costruzione a scapito (forse?) della qualità sonora troppo perfetta e ripetitiva.

I misti hanno, di norma, i moduli di generazione sonora analogici e delegano le funzioni di controllo e modifica del suono a moduli digitali.


Un minimo di teoria

Un suono ideale (un'onda sinusoidale pura), come sappiamo dalla scuola, è caratterizzato da 2 parametri base, cioè frequenza e ampiezza, più un parametro normalmente non evidente che è la fase del segnale; nel caso di un suono singolo, la fase non è avvertibile.
Nella realtà, qualsiasi suono può essere composto dalla sovrapposizione di 1 o più suoni di base e delle relative armoniche, ovvero dai multipli della frequenza base (fondamentale).
Il timbro dei suoni, quello che ci fa distinguere un flauto da una tromba, dipende dalla 'forma' dell'onda ed è caratterizzato dalla quantità, dall'ordine (nessuna, solo pari, solo dispari, pari e dispari) e dall'ampiezza delle armoniche presenti.


Nella musica elettronica si utilizzano di norma 4 forme d'onda di partenza, ciascuna con una composizione armonica differente, ovvero:

  • Onda sinusodale: nessuna armonica
  • Onda quadra: solo armoniche dispari
  • Onda triangolare: solo armoniche dispari, con ampiezze diverse dalla quadra
  • Onda a rampa: armoniche sia pari che dispari

Ci sono poi altre segnali particolari:
- l'impulso, ovvero un segnale rettangolare in cui la durata alto/basso è asimmetrica e spesso variabile [PWM].
- il 'rumore' (Noise), ovvero teoricamente l'insieme di tutte le frequenze da 0Hz all'infinito.

E' chiaro che in questo caso non si parla nemmeno di armoniche in quanto lo spettro armonico è costante e continuo. Il 'rumore' è usatissimo per la simulazione degli strumenti ritmici (piatti, hit-hat,...).

Per approfondire l'argomento potete visitare il sito: AudioSonica


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