Semblanza Técnica    

A continuación, intentaré explicar someramente algunos de los conceptos mencionados en los otros apartados. Procuraré no resultar incomprensible, hazaña que no es probable que sea capaz de realizar. Puede que aparezca alguna inexactitud conceptual, en aras de una comprensión más sencilla.

Como sobre esto se puede hablar y no acabar, me centraré en el sonido puramente electrónico, sin tener en cuenta la generación electromecánica o las técnicas de la música concreta.

El punto de partida es el tono sinusoidal puro, generado mediante osciladores electrónicos basados en válvulas de vacío o transistores, que es sometido a todo tipo de tratamientos, que se complementa con ruido tratado y sonidos ambientales, de voz o tomados de instrumentos acústicos y procesados electrónicamente:

Heterodinación
Esta técnica, importada de la radiocomunicación, permite obtener sonidos audibles a partir de la combinación de tonos de alta frecuencia. Se emplean dos tonos de distinta frecuencia, de tal manera que la diferencia entre estas frecuencias quede en el margen audible, es decir, entre 20 y 20000 Hz. Estos tonos sinusoidales se usan como entrada de un sistema no lineal que tenga como salida una combinación de tonos con frecuencia igual a la suma de múltiplos enteros de las frecuencias de entrada. De esta salida se selecciona la componente a la frecuencia deseada, que se amplifica y envía al altavoz..

     

Se suele emplear un tono de frecuencia constante y otro variable por medio de una tensión, que actuando sobre el oscilador controlado permite modificar la frecuencia, con un rango de variación suficiente para que el instrumento tenga la variedad tonal deseada. En las ondas Martenot, cada tecla provoca una variación de tensión distinta, con un circuito adicional para permitir vibratos y glissandos (para cambiar de nota de forma continua sin soltar la tecla previa). En el Teremin, la tensión aplicada al oscilador se modifica con las variaciones del campo magnético producidas por la proximidad del ejecutante a la antena metálica del aparato.

 

Síntesis Aditiva
Ésta es una de las técnicas empleadas en los inicios de la experimentación electrónica. Consiste en la combinación de distintos elementos sonoros para conseguir un nuevo sonido o bien sintetizar un sonido procedente del mundo físico.

Osciladores y amplificadores
Partiendo de uno o más osciladores, se amplifican y combinan los distintos canales de sonido, a fin de obtener un resultado más rico en matices y realismo que el excesivamente artificial sonido sinusoidal.

Modulación y mezcla
Se pueden mezclar las frecuencias para así aumentar la gama cromática disponible a partir de los osciladores de partida, con un principio similar al de la heterodinación, aunque los tonos de baja frecuencia pueden generarse directamente con los LFO (osciladores de baja frecuencia), muy empleados para modular tonos de más frecuencia y otros procesados más complejos. Estos osciladores pueden ser de varios tipos: onda cuadrada, triangular, diente de sierra... lo que multiplica las posibilidades con su filtrado y mezcla.

Una vez conseguido un sonido centrado en una frecuencia determinada, puede llevarse al la frecuencia que se desee mediante un proceso de modulación FM, que permite completar la gama cromática de un sonido, y asociarlo a un teclado de piano estándar, por ejemplo.

     

Uno de los métodos de modulación favoritos de los músicos es emplear un modulador en anillo, formado por un puente de diodos al que se introducen la señales mediante transformadores. Esta configuración permite no solo mezclar con un tono sinusoidal, sino con una señal más compleja, por lo que las posibilidades se multiplican.

Todos estos procesos suelen emplear circuitos no lineales que presentan a su salida diversas componentes, que habrá que filtrar para separar los distintos canales de sonido y eliminar lo que no sirva.

Otra propiedad del procesado no lineal es la aparición de armónicos de la entrada sinusoidal, cuyo número es posible controlar con los parámetros de la modulación FM, que ubica en la frecuencia central tantas copias del tono y separadas tanto como indique el índice de modulación (cociente entre la separación de frecuencia y el ancho de espectro total a emplear); otra forma de hacerlo es con un mezclador que introduzca una distorsión controlada. Controlando la amplitud de los mismos se puede alterar el tono del sonido generado, lo que permite disponer de diferentes ‘instrumentos’ a partir de un único oscilador. Esto es importantísimo si se desea imitar algún instrumento acústico con cierto realismo.

 

Sístesis Sustactiva
Esta técnica es lo contrario de la anterior: se parte de señales complejas, cuadradas o en diente de sierra, con contenido frecuencial equiespaciado en el espectro, o ruido blanco, con potencia constante en todo el espectro, filtrándolas para quedarse con las componentes de interés.

Filtros
Normalmente, los sonidos del mundo físico como la voz humana poseen un espectro frecuencial ancho, que confiere a cada uno de ellos su carácter diferenciador. Eliminando parte de este contenido frecuencial, se puede modificar de tal manera el sonido que puede hacerse incluso irreconocible. Dependiendo de qué parte del espectro se desea conservar o eliminar se usarán filtros paso bajo, paso banda, paso alto o rechazo banda, cuyos parámetros (ganancia, ancho de banda, velocidad de caída en las bandas de rechazo) se pueden controlar por tensión.

     

Ruido coloreado
Todos sabemos como suena el ruido: basta con sintonizar adecuadamente el receptor de radio para captar todo el ruido del mundo. Además de usarlo sumado a los sonidos sintetizarlos para dotarlos de mayor realismo, se puede procesar este ruido, filtrándolo para obtener sonidos imposibles de conseguir de otra forma.

Un ejemplo es el ruido rosa, filtrado de tal manera que la potencia sea inversamente proporcional a la frecuencia en el rango elegido. En la actualidad, cualquier sintetizador que se precie lleva un generador de este tipo de ruido.

A parte de todo esto, los estudios posteriores de tratamiento de señal permitieron diseñar unidades de efectos como ecos, retardos y compresores, que se incluyeron junto a todo lo anterior en los primeros sistemas profesionales.

 

El Sintetizador RCA
Como ejemplo de un equipo experimental de síntesis de sonido, a continuación se muestra el esquema del sintetizador de la compañía estadounidense RCA, similar al de otras empresas como la Siemens, y punto de partida de los sintetizadores comerciales diseñados en los 70.

Este sintetizador constaba de dos canales independientes que se mezclan y amplifican juntos justo antes de la grabación en disco. La entrada de usuario era una cinta de papel perforado leída a través de un sistema de escobillas de cerda fina. Esta información se enviaba a los ‘relay trees’, que son codificadores o decodificadores que interpretan los códigos de la cinta para seleccionar una de las formas de onda del generador, una o varias de las notas generadas en el ‘octaver’, y otros parámetros como la envolvente de la onda (con su crecimiento, mantenimiento y caída), el volumen sonoro o el timbre escogido de entre los proporcionados por el resonador.

 

El Sintetizador Monofónico y Polifónico
Los primeros sintetizadores comerciales, como los de la firma de Robert Moog, eran monofónicos, es decir, podían generar tan solo una línea melódica en cada canal de sonido (voz), de los que disponía en un número que dependía de cada modelo. Esta limitación no era obstáculo para lograr resultados espectaculares, ya que incluso cada canal podía constar de varios osciladores con que diseñar sonidos de gran complejidad (por ejemplo, el EMS VCS3 tenía tres osciladores pero un solo canal, que era lo más habitual de todas formas). Una innovación fundamental en estos equipos fue el teclado sensible a la velocidad, necesario para la emulación de determinados instrumentos.

A mediados de los 70 aparecieron los sintetizadores polifónicos, capaces de producir acordes y con varias líneas melódicas en un mismo canal de sonido, lo que amplió de forma definitiva las posibilidades de estos instrumentos.

 

El Vocoder
El vocoder permite un tratamiento en tiempo real de la señal de voz. El procesado suele consistir en un filtrado muy restrictivo del espectro vocal y de un muestreo de este espectro, con lo que se almacena solamente el mínimo de información para que se entienda lo que se dice. En su aplicación musical, se puede configurar la distorsión que se produce a la voz según multitud de parámetros: frecuencia de corte, frecuencia de reconstrucción, número de muestras a emplear... También es posible conectar un teclado al sintetizador de voz para usar la voz humana como instrumento.

 

El Muestreo Digital y el MIDI
Los sintetizadores digitales, además de tener todos los sistemas de los analógicos adaptados al entorno numérico, permiten una mayor flexibilidad en el muestreo de sonido, dada la capacidad de proceso de los microprocesadores. Empleando en el sampling los criterios de calidad al uso (teorema de Nyquist) es posible tener en un solo aparato copias bastante fieles de todo tipo de instrumentos, al no estar ya limitados a la síntesis por FM, poco útil para este cometido. Al manejar muestras numéricas, el procesado puede ser mucho más complejo, y se consigue integrar en un sistema compacto las posibilidades de los armatostes analógicos, con una facilidad de manejo muy superior.

     

Con el tiempo, surgió la norma MIDI (Musical Interface for Digital Instruments), que permitía interconectar teclados, sintetizadores, cajas de ritmos y ordenadores mediante un cable estándar. El MIDI consta de instrumentos predeterminados y otros configurables por el usuario. La calidad de los mismos dependerá de la forma en que cada subsistema genera estos instrumentos (por FM o por tabla de muestras, con una envolvente –modelo Attack Decay Sustain Release- más o menos ajustada al sonido real).  

Hay una gran versatilidad en las conexiones, que permiten controlar desde el ordenador o el teclado maestro uno o varios teclados esclavo, definiendo canales a los que se asocian los distintos instrumentos o ritmos programados. Por ejemplo, es posible que el intérprete toque en un sintetizador, y que otro teclado toque lo mismo pero con otro instrumento, con otros efectos... las posibilidades son ilimitadas.