Gli oscillatori si trovano alla base dell’architettura progettuale di un sintetizzatore. Sono infatti i generatori principali del suono che sarà poi filtrato e processato da altri moduli dello strumento. Gli oscillatori sono quindi il primo passo verso la definizione di un timbro, la loro qualità e versatilità influenzerà fortemente il carattere del sintetizzatore.
Compito dell’oscillatore è di generare una variazione di tensione (misurata in V) ripetuta nel tempo definita forma d’onda. Nel caso in cui la tensione variasse in modo casuale e non ripetitivo si otterrebbe un generatore di rumore, di cui parleremo più avanti.
Sezione VCO del EMS Synthi AL’oscillatore quindi ripete sempre una certa onda. La ripetizione dell’onda nel tempo è definita ciclo, se il ciclo si ripete da 20 a 20.000 volte al secondo l’orecchio umano potrà percepirlo. La misurazione di quante volte un ciclo si ripete in un secondo è misurata in Hertz, se un oscillatore emette un suono a 7000 Hz significa che il ciclo si ripete 7000 volte in un secondo.
Questa tensione, una volta amplificata, andrà a far muovere le membrane degli altoparlanti che genereranno un suono udibile. Le infinite possibilità di variazione della tensione corrispondono alla enorme varietà di suoni udibili.
I sintetizzatori analogici normalizzati sono generalmente dotati di un basso numero di oscillatori per ogni voce (da 1 a 3 solitamente), ogni oscillatore può emettere una determinata forma d’onda. Questo tipo di architettura facilita al massimo la creazione di timbri semplici ma rende più impegnativa la creazione di timbri emulativi di buon livello, funzione comunque spesso richiesta dal musicista. Il programmatore deve infatti cercare di utilizzare i pochi generatori a disposizione per creare una forma d’onda complessa.
Gli oscillatori dei sintetizzatori analogici si possono dividere in 2 tipi:
Sezione VCO del Moog Source1 VCO Voltage Controlled Oscillator (oscillatore controllato dalla tensione).
2 DCO Digitally Controlled Oscillator (oscillatore controllato digitalmente).
Gli oscillatori VCO fanno parte della prima generazione dei sintetizzatori analogici anche se il timbro caldo e la possibilità di modifiche più elastiche che nei D.C.O. ha favorito un ritorno di questi generatori (vedi Oberheim OB-mx, Doepfer, Alesis Andromeda, Spectral Audio Neptune e altri) anche in periodi recenti. Il passaggio all’utilizzo dei D.C.O. è dovuto ad una maggiore stabilità nell’intonazione, nella migliore resistenza agli agenti esterni (come temperatura e alimentazione irregolare) oltre che alle nuove tecniche costruttive.
Controlli riguardanti l’intonazione
sezione VCO del Moog VoyagerIl primo controllo quasi sempre presente in un oscillatore è la scelta dell’ottava base su cui agire. Questa possibilità viene definita in diversi modi dai diversi costruttori:
“Octave” o “Range” con visualizzazione di valori che variano tra 32′ 16′ 8′ 4′ 2′ 1′ e che identificano l’ottava base.
I sintetizzatori dotati di tale controllo con più di un oscillatore utilizzano solitamente un altro potenziometro o selettore per definire l’intervallo (in semitoni) che esiste tra un oscillatore e l’altro: “Transpose” con visualizzazione di valori che variano quasi sempre tra -12..+12 semitoni.
Oltre questi due controlli “definiti” (nel senso che fissano la frequenza dell’oscillatore all’interno della scala temperata) si trova poi un potenziometro che regola l’intonazione dell’oscillatore in modo fine riuscendo ad uscire dallascala temperata.Le piu’ utilizzate diciture perdistinguere il controllo sono”Tune, Detune, Fine tune, Fine, Frequency” con visualizzazione di valori che variano per esempio tra -50..+50 cents, -1..+1 ottave o semplicemente tra b e o altra scala adottata dal costruttore.
Altri costruttori preferiscono non fissare con un selettore il passaggio tra una ottava e l’altra e affidano a un solo potenziometro l’intonazione “grossolana”:
“Tune” con visualizzazione di valori in Hz o altra scala adottata dal costruttore.
L’adozione del controllo “Octave” permette una più comoda programmazione anche in condizioni di esecuzione dal vivo ma elimina la possibilità di avere in un unico potenziometro l’intera gamma delle frequenze a disposizione eseguendo un unico glissato. L’interruttore “audio- sub audio” o “normal- low frequency” offre direttamente la possibilità di trasformare l’oscillatore da VCO a LFO e può essere presente sia in sintetizzatori normalizzati che modulari. Questa possibilità è particolarmente interessante perchè rende l’oscillatore un LFO controllabile via CV.
forma d’onda e analisi di spettro della triangolare del Elka syntex
forma d’onda e spettrogramma della pulse del Elka syntex.Si può notare il cambio di larghezza dell’impulso nel tempo
forma d’onda e analisi di spettro della Dente di Sega del Elka syntex
forma d’onda e analisi di spettro della Dente di Sega del Elka syntex
Controlli riguardanti le forme d’onda
La forma d’onda è ovviamente la base di creazione di un timbro e per semplicità di utilizzo i costruttori di sintetizzatori analogici avevano dotato l’oscillatore di poche forme d’onda che potessero dare una definizione grossolana di partenza del timbro lasciando ai filtri il compito di ritoccare la composizione armonica del suono. Il criterio costruttivo di questi sintetizzatori può comunque competere sia nella creazione di timbri ex novo sia nell’emulazione di alcuni strumenti con le più recenti tecniche di sintesi. Il controllo che permette di selezionare la forma d’onda viene generalmente indicato come “Waveform” o “Shape” con visualizzazione dei valori come: “Sinusoid” (sinusoidale), “Triangular” (Triangolare), “Sawtooth” (Dente di sega), “Square” (Quadra), “Pulse” (a impulso), “Pulse width modulation” (a impulso modulabile), “Lambda”, “Noise” (rumore) riportati spesso in formato grafico.
Ognuna di queste forme d’onda ha un suo spettro armonico, per alcune facilmente immaginabile (sinusoide o noise) per altre più complesso. La forma d’onda sinusoidale genera un suono puro senza armonici, questo significa che occuperà una sola frequenza dello spettro udibile.
In alcuni sintetizzatori non esiste un selettore di forme d’onda. Si è preferito dotare lo strumento di interruttori o di volumi per ogni singola forma d’onda che contribuiscono a creare il suono finale dell’oscillatore.
Il Noise Generator (generatore di rumore) è un altro circuito capace di creare un suono ma a differenza degli oscillatori veri e propri genera un segnale in cui casualmente si alternano tutte le frequenze udibili.
Nei sintetizzatori modulari il Noise Generator è costituito da un modulo distinto da quello degli oscillatore mentre nei sintetizzatori normalizzati spesso si trova tra i controlli riguardanti le forme d’onda dell’oscillatore. Modulo di generatore di rumore del Doepfer A100Spesso compare la possibilità di scegliere di usare il White Noise (rumore bianco), il nome nasce dall’analogia con la luce bianca che comprende tutti i colori, o il Pink Noise (rumore rosa); quest’ultimo è ponderato per l’orecchio umano, ossia è dotato di un filtro passa basso che bilancia la prevalenza delle frequenze acute presente nella percezione uditiva dell’uomo. Il generatore di rumore viene usato per produrre suoni naturali come vento e mare, per dare una sensazione di irregolarità e di realismo a suoni emulativi, per creare suoni percussivi simili a rullanti e piatti e offre anche altre possibilità se usato come modulo di controllo (vedi sample & hold).
Controlli riguardanti le connessioni ad altri moduli o ad apparecchi esterni
L’intonazione di un oscillatore viene solitamente pilotata dalla tensione generata dalla tastiera ma, quasi sempre, il VCO può essere controllato sia internamente che esternamente da vari moduli.
Di un oscillatore si possono modulare la frequenza e la durata del ciclo dell’onda
Modulo Oscillatore MoogNei sintetizzatori modulari le possibilità di modificare la frequenza e la width con qualsiasi controllo esterno sono sempre presenti.
Nei sintetizzatori normalizzati le connessioni interne più usate sono:
* la frequenza modulata da un LFO definita “modulation” o “vibrato” o semplicemente “LFO”
* la frequenza modulata da un inviluppo definita “adsr” o “envelope modulation”
* la frequenza modulata da un secondo oscillatore audio usato come controllo modulatore definita “FM” (frequency modulation).
* la frequenza modulata da un joystick o pitch bend
* la durata del ciclo dell’onda quadra controllata da un LFO definita “PW modulation”
