3. Subtractive Synthesizer

En su forma más simple, se incorporan tres secciones principales -un oscilador, un filtro y un amplificador. El oscilador genera el sonido básico, por lo general una onda sinusoidal de pulso o en diente de sierra; el filtro da forma al espectro de frecuencia de la onda del oscilador, y el amplificador controla el volumen de la forma de onda generada y filtrada, a lo lardo del tiempo -su ‘envolvente’. Ten en cuenta que las líneas horizontales del diagrama de abajo indican la trayectoria del sonido en sí mismo -las líneas verticales indican las señales de control. La envolvente, por ejemplo, sólo modula (controla) el amplificador -no afecta al sonido directamente.

Ahora nos ocuparemos de cada sección por turnos, partiendo de los osciladores, ya que es donde se origina el sonido. A medida que se produzcan los cimientos básicos del sonido, será necesario un método para controlar su tono desde el teclado. En el mundo analógico, esto se realiza mediante el uso de controles de voltaje (etiquetados como Voltage Controlled Oscillator o ‘VCO’), y el método utilizado más común, era el llamado sistema de ‘voltio por octava’. El teclado estaba dispuesto de manera que cada vez que se pulsara una tecla, se produciría un voltaje eléctrico, lo que en efecto se utilizaría para afinar el oscilador a la nota deseada.

El sonido del oscilador primario, puede tener, por lo general, la forma de una o diferentes formas de onda, permitiéndote elegir entre una variedad de timbres básicos y que se correspondan con el sonido que desees alcanzar. Cada forma de onda tiene su propio espectro característico, por el cual se puede identificar:

Diente de Sierra

El diente de sierra - a veces conocido simplemente como ‘Saw’ (Sierra), contiene todos los armónicos pares e impares, en valores proporcionales, y debido a esto, suena ‘rico’ y ‘zumbante’. Los armónicos altos tienen una amplitud relativamente grande, lo cual da a la forma de onda, su sonido ‘brillante’ característico.

Pulso

La onda de pulso es una forma de onda rectangular, por lo general, con la capacidad de tener la relación de la longitud de su ciclo positivo, a su ciclo negativo (o su ‘anchura’) variada por un LFO (ver más abajo). Cuando la anchura está en su punto más estrecho, suena delgado y nasal, y a esto a veces se le llama el ‘ciclo de trabajo’. Cuando la anchura es igual en cada ciclo, es también conocida como una onda cuadrada:

Cuadrada

Un tipo especial de onda de pulso, ya que contiene sólo armónicos impares (o ni siquiera eso) o ‘parciales’, y como resultado tiene un sonido hueco, no muy diferente al de un clarinete. Los armónicos disminuyen en amplitud con la frecuencia.

Sinusoidal

Una onda sinusoidal incluye solamente la ‘base’ o frecuencia ‘fundamental’, y no armónicos, por lo que suena ‘pura’ o ‘simple’. ¡Es difícil cambiar el sonido de una onda sinusoidal!

Ruido

Ruido - o más precisamente ruido ‘blanco’, es el tipo más comúnmente encontrado en los sintetizadores y contiene todas las frecuencias que cambian continuamente al azar. No tiene armónicos o parciales, ya que las frecuencias no son aún múltiplos la una de la otra. Además, no tiene frecuencia base o fundamental. El ruido ‘rosa’ tiene menos contenido de alta frecuencia que el ruido blanco, mientras que el ruido ‘marrón’ tiene menos todavía.

Sync

La mayoría de sintetizadores con multi-oscilador, cuentan con una función de ‘sync’, generalmente en el segundo oscilador. Esto obliga a que el oscilador sea modulado (normalmente el primero), para reiniciar su forma de onda de cero, cada vez que el oscilador de modulación complete un ciclo. Como resultado, cuando se cambia la frecuencia del oscilador de modulación, en lugar de cambiar el tono cambia el timbre, produciendo un sonido metálico característico.

Filtro

El filtro es considerado generalmente como la parte más importante de cualquier sintetizador, casi independientemente del tipo de síntesis utilizado, ya que es el parámetro que afecta más drásticamente al sonido. Los filtros vienen en muchas formas diferentes -el método de clasificación más común se basa en la forma de la curva de atenuación. Si una onda sinusoidal de una frecuencia dada se alimenta a través de un filtro, entonces la salida representa la atenuación del filtro a esa frecuencia. Cuando se mide a múltiples frecuencias y se representa en un gráfico, a esto se le llama la curva de respuesta en frecuencia del filtro. Los tipos más comunes de curvas de filtro, son de paso bajo (corta las frecuencias altas y permite pasar las frecuencias bajas - el más común de todos); de paso alto (corta las frecuencias bajas y deja pasar las frecuencias altas); de paso banda (corta las frecuencias altas y bajas, y deja pasar las medias), y notch (corta una banda muy estrecha de frecuencias).

El punto en el que el filtro empieza a afectar a la señal, se denomina el punto de corte y esto es, por lo general, el control principal del filtro en un sintetizador. La inclinación de la pendiente de corte también tiene un fuerte efecto sobre el sonido -los sintetizadores analógicos más actuales (o sus versiones ‘modeladas’) tienen filtros con 12 o 24dB/octava, que se consiguen poniendo en cascada una serie de filtros de 6dB más simples juntos, para producir una pendiente más pronunciada. Cada uno de estos filtros también se conoce como un "polo" -un filtro de 24dB/octava es a menudo llamado un filtro de "4 polos".

El último aspecto importante de un filtro, es el control de su ‘resonancia’ -el aumento de resonancia hace hincapié en una banda muy estrecha de frecuencias alrededor del punto de corte y crea el sonido "wow" característico de un sintetizador sustractivo. En valores extremos, algunos filtros entran en "auto-oscilación", produciendo una onda sinusoidal distinta –como el tono alrededor de la frecuencia de corte.

Envolvente

Envolvente –es el término utilizado para describir la forma del volumen de un sonido a lo largo del tiempo. La mayoría de los sintetizadores ofrecen un ‘generador de envolvente’ que modula el amplificador para controlar la envolvente -sus parámetros son comúnmente divididos en segmentos llamados Attack, Decay, Sustain y Release. El tiempo desde el silencio al punto inicial más fuerte es el ‘ataque’, mientras que el tiempo para que la envolvente disminuya después de esto a un valor constante, es el ‘Decay’. El sonido continúa entonces a un nivel conocido como ‘Sustain’, y se mantiene en este nivel, siempre y cuando la tecla se mantenga pulsada. Una vez que se suelta la tecla, el sonido reanuda su decadencia, esta vez a una tasa determinada por el ajuste de 'Release'. Es importante tener en cuenta que mientras el ataque, decaimiento y el control de relajación controlan la proporción a la que los ajustes de envolvente cambian, el parámetro de Sustain es un control de nivel. Una vez que se concibieron los generadores de envolvente, se dieron cuenta de que también se podrían usar para modular otros aspectos de la síntesis, tal como el corte de filtro, de modo que la mayoría de sintetizadores sustractivos, ofrecen al menos dos.

LFO – Oscilador de Baja Frecuencia

LFO -un ‘oscilador de baja frecuencia’ se utiliza no para producir sonido (¡su rango de frecuencia sería demasiado bajo para ser escuchado!), sino que al igual que los generadores de envolvente, es una señal de control. El uso más común es el de modular el tono de un oscilador, para producir un efecto de vibrato, pero también se puede utilizar para modular el amplificador para crear un efecto de trémolo, o el filtro, por ejemplo, sincronizándolo con el reloj MIDI y producir así filtros de barrido largos a tiempo con la música. Al igual que los osciladores regulares, los LFOs pueden tener diferentes formas de onda.