Sei curioso di conoscere gli oscillatori audio e il loro ruolo nell’elettronica moderna? Non cercare oltre! In questo post esploreremo le basi degli oscillatori audio e i diversi tipi che esistono.
Che tu sia un bedroom producer o un sound engineer, capire gli oscillatori è una componente fondamentale per lavorare con strumenti musicali elettronici. Quindi esploriamo insieme l’entusiasmante mondo degli oscillatori audio.
Che cos’è un oscillatore?
In quasi tutti i sintetizzatori, uno o più oscillatori formano il la base della generazione del suono.
Un oscillatore è un circuito elettronico (o una sua emulazione digitale) che produce un’oscillazione elettrica con una certa frequenza e forma di oscillazione.
Queste vibrazioni costituiscono la base del suono di un sintetizzatore. Vengono modellati e modificati in vari modi dagli altri elementi costitutivi del sintetizzatore, come i filtri e gli inviluppi, rendendo possibile un’ampia varietà di suoni.
Senza gli oscillatori, un sintetizzatore sarebbe muto.
Quali tipi di oscillatori esistono?
A seconda del metodo di generazione del suono utilizzato, un sintetizzatore è dotato di diversi tipi di oscillatori. Questi sono i cinque tipi che puoi incontrare più spesso nei sintetizzatori più comuni:
VCO (Voltage Controlled Oscillator)
Oscillatore analogico controllato in tensione. Un circuito elettronico specializzato che genera una forma di oscillazione specifica con una frequenza regolabile. Può essere costruito da singoli componenti o essere costituito da un circuito integrato (IC / chip). La frequenza è controllata da un CV o Gate, regolata da uno o più componenti del sintetizzatore, ad esempio una tastiera o un sequencer.
DCO (Digitally Controlled Oscillator)
Anche se questo tipo di oscillatore ha la parola “digitale” nel suo nome, si tratta di un oscillatore analogico. La differenza rispetto al VCO è che la frequenza viene monitorata e controllata digitalmente. Poiché i VCO non sono particolarmente stabili nella sintonizzazione, soprattutto nei primi sintetizzatori, si è cercato un modo per risolvere i problemi di sintonizzazione. Il risultato è stato il DCO, utilizzato soprattutto nei sintetizzatori analogici dei primi anni ’80. Nel funzionamento, non ci sono differenze rispetto al VCO.
Oscillatore analogico virtuale
Un oscillatore digitale che replica il comportamento di un oscillatore analogico attraverso la modellazione fisica.
Offre le stesse forme di oscillazione e possibilità di regolazione di un tipico oscillatore analogico, ma non funziona con componenti elettronici analogici, bensì con un DSP (Digital Signal Processor), che calcola il suono utilizzando algoritmi in tempo reale. Il funzionamento di solito non è diverso da quello di un oscillatore analogico.
Oscillatore a Sample
I sintetizzatori basati su samples e molti VST funzionano con oscillatori che non generano forme d’onda fondamentali, ma forme d’onda preregistrate memorizzate nella memoria del sintetizzatore. Sono campioni che vengono riprodotti in una tonalità predefinita.
In questo modo, verso la fine degli anni ’80, è diventato possibile ricreare i suoni degli strumenti acustici in modo più o meno realistico. Invece di una forma d’onda fondamentale, con un oscillatore a campionamento si seleziona il campione da riprodurre dalla memoria del sintetizzatore, che viene poi trasposto e riprodotto a diverse altezze a seconda del tasto suonato.
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Oscillatore Wavetable
Un oscillatore wavetable funziona come un oscillatore a sample con forme d’onda memorizzate digitalmente.
A differenza dei campionamenti, però, questi non consistono in registrazioni di strumenti acustici o altri suoni, ma in una “tavolozza” di oscillazioni diverse che vengono attraversate e riprodotte dall’oscillatore in modi diversi (in avanti, indietro, in un loop continuo, avanti e indietro, ecc.).
Questo rende possibili timbri interessanti e progressioni tonali con spettri di toni che gli oscillatori analogici non possono offrire.
In questo articolo ci occuperemo di oscillatori dei tipici sintetizzatori analogici e virtual-analogici che funzionano secondo il principio della sintesi sottrattiva.
Forme d’onda di base
Gli oscillatori dei sintetizzatori analogici producono diverse forme di oscillazione, spesso chiamate forme d’onda. Le forme d’onda disponibili su un particolare sintetizzatore variano da strumento a strumento.
Soprattutto con i sintetizzatori più vecchi, la scelta è spesso limitata, mentre con i moderni sintetizzatori analogici e virtual-analogici, di solito si incontrano tutte le forme d’onda di base (ed eventualmente forme miste).
Le quattro modalità fondamentali più importanti che si incontrano spesso nei sintetizzatori sono:
Dente di sega (Sawtooth, Saw, Ramp)
Una forma d’onda a dente di sega è caratterizzata da un attacco netto, ovvero da un aumento improvviso dell’ampiezza, seguito da un decadimento o rilascio graduale, ha molte armoniche e suona brillante e tagliente.
A causa dell’elevato numero di sovratoni e dell’ampio spettro di frequenze, le oscillazioni a dente di sega e rettangolari si prestano molto bene a essere ulteriormente modellate da un filtro con cui vengono filtrate alcune componenti di frequenza dal suono (sintesi sottrattiva).
Le forme d’onda a dente di sega sono spesso utilizzate per creare un’ampia gamma di suoni, dai sintetizzatori brillanti e taglienti ai suoni distorti di chitarra elettrica.
Quadra (Square, Pulse)
Una forma d’onda quadra è caratterizzata da un aumento e una diminuzione improvvisi dell’ampiezza, senza decadimento o rilascio graduale. Ha un suono distinto e tagliente, con una gamma ristretta di sovratoni armonici.
Viene spesso utilizzata nei sintetizzatori per creare un suono incisivo e staccato tipo suoni di basso e suoni percussivi, come rullanti o piatti.
Triangolare [Triangle]
La forma d’onda a triangolo è caratterizzata da un aumento e una diminuzione graduali dell’ampiezza, senza attacchi o rilasci improvvisi. Presenta solo armoniche dispari, ma sono molto meno pronunciate rispetto al rettangolo.
Ha un suono dolce e morbido, con una gamma ristretta di armonici. Viene spesso utilizzata nei sintetizzatori per creare un suono morbido e pastoso come archi, pad e ottoni.
Sinusoidale [Sine]
: Una forma d’onda sinusoidale è caratterizzata da un aumento e una diminuzione graduale dell’ampiezza. Ha un suono puro e omogeneo, senza sovratoni armonici.
L’onda sinusoidale è disponibile solo su alcuni sintetizzatori analogici. In teoria, non ha alcuna sfumatura. Pertanto, non è adatto al principio della sintesi sottrattiva, in cui le frequenze vengono rimosse dallo spettro con un filtro. Nei sintetizzatori additivi e FM, che producono i loro suoni sovrapponendo diverse oscillazioni, l’oscillazione sinusoidale è ancora più importante, ma questo è discorso per un altro articolo.
Sono spesso utilizzate per creare toni morbidi e puri, come i bassi e suoni melodici, come note musicali o toni.
Attenzione:
Nella maggior parte dei sintetizzatori analogici, le forme di oscillazione nella pratica si discostano più o meno dalle forme ideali mostrate sopra. Ciò è dovuto al design dei circuiti e ai componenti utilizzati in ciascun caso. Tuttavia, queste differenze sono uno svantaggio ma piuttosto formano il carattere di un sintetizzatore. Sarebbe noioso se tutti i sintetizzatori suonassero esattamente allo stesso modo.
Forme di oscillazione in crossfade
Alcuni sintetizzatori offrono la possibilità non solo di selezionare le forme di oscillazione di base semplicemente con un interruttore, ma anche di passare da una all’altra con un fade. In questo modo è possibile realizzare forme miste che aumentano notevolmente la larghezza di banda del tono.
Parametri di oscillazione
Frequenza: ottava, pitch e sintonia
La cosa più importante che si può impostare su un oscillatore, oltre alla sua forma di oscillazione, è la sua frequenza, perché questa determina il suo tono.
Di solito si applica il seguente principio: sul pannello di controllo del sintetizzatore, uno o più controlli servono per impostare l’accordatura di base dell’oscillatore (anche in relazione agli altri oscillatori del sintetizzatore). Quando si suona, questo viene controllato dalla tastiera, via MIDI e/o da altri componenti del sistema di generazione del suono controllati e modificati dinamicamente.
I controlli disponibili nella sezione dell’oscillatore per regolare l’accordatura variano da strumento a strumento. La maggior parte dei sintetizzatori offre una selezione dei seguenti controlli per gli oscillatori:
Ottava (Octave)
Su molti sintetizzatori, gli oscillatori possono essere accordati in ottave con il cosiddetto interruttore a pedale. Il fatto che le ottave siano indicate in piedi (16′, 8′, 4′, 2′, ecc.) ha origine dalla lunghezza delle canne d’organo: il doppio della lunghezza dà un tono di un’ottava inferiore.
Quindi 4′ è un’ottava superiore a 8′, che a sua volta è un’ottava superiore a 16′. Se questo interruttore è presente, gli oscillatori del sintetizzatore possono essere sintonizzati molto facilmente a intervalli di ottava l’uno dall’altro.
Frequenza (Frequency, Tune)
Un controllo con il quale è possibile regolare in modo continuo la frequenza dell’oscillatore. In alcuni sintetizzatori, questa funzione è suddivisa tra i due controlli Coarse Tune e Fine Tune:
- Coarse Tune determina l’accordatura in un’ampia gamma e spesso è grigliata in passi di semitono.
- Fine Tune si occupa della sintonizzazione fine in un intervallo di frequenze ristretto.
A questo punto una domanda è lecita: perché l’accordatura o l’intonazione dell’oscillatore non è determinata semplicemente dalla tastiera e può essere regolata con una o più manopole? Le ragioni sono molteplici.
È possibile detonare leggermente diversi oscillatori l’uno rispetto all’altro. In questo modo si ottiene un suono più ampio e corposo rispetto a quello di un singolo oscillatore.
Un’altra ragione per controllare le accordature degli oscillatori in modo continuo è che in molti sintetizzatori gli oscillatori possono essere utilizzati anche come sorgenti di modulazione che influenzano altri elementi del sintetizzatore.
Quindi effetti come FM (modulazione di frequenza) e Ring modulation è possibile. Anche con la sincronizzazione dell’oscillatore (Sync) è vantaggioso poter sintonizzare gli oscillatori in modo indipendente l’uno dall’altro.
Pitch Modulation – Modulazione del pitch
Nella maggior parte dei sintetizzatori, l’intonazione degli oscillatori può essere controllata o modulata non solo dalla tastiera o via MIDI, ma anche da altri componenti del sintetizzatore.
Ad esempio, è possibile utilizzare un inviluppo per ottenere progressioni d’intonazione fluide o un LFO per aggiungere il vibrato. Le possibilità variano notevolmente da sintetizzatore a sintetizzatore, per iniziare, è importante solo sapere: Se nella sezione dell’oscillatore sono presenti uno o più controlli chiamati Mod, Env Depth, LFO Depth o simili, essi servono per aggiungere tali modulazioni.
I passaggi operativi per l’aggiunta di modulazioni variano notevolmente tra i sintetizzatori. Alcuni dispositivi hanno i controlli appena citati direttamente nella sezione dell’oscillatore, cioè nella destinazione della modulazione.
In altri sintetizzatori, la modulazione deve essere impostata alla sorgente della modulazione; i controlli corrispondenti si trovano quindi nell’inviluppo o nell’LFO.
Altri sintetizzatori ancora hanno una matrice di modulazione centrale per collegare le sorgenti e le destinazioni. Se non ci sono controlli di questo tipo sugli oscillatori, non significa necessariamente che non sia possibile la modulazione del pitch: probabilmente è solo da impostare da qualche altra parte.
Come funzionano gli inviluppi, gli LFO e le altre sorgenti di modulazione e cosa si può fare con essi è argomento di altri articoli.
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Pulse Width – Larghezza di impulso
Molti sintetizzatori offrono la possibilità di regolare il rapporto tra le sezioni positive e negative della forma di oscillazione nel caso dell’oscillazione rettangolare, modificando così il suono. La parte positiva dell’oscillazione diventa più ampia mentre la parte negativa diventa più stretta, o viceversa. Questa impostazione è chiamata larghezza di impulso (PW). A volte questa impostazione può essere ottenuta anche tramite un controllo denominato Shape, che ha poi un effetto diverso con le altre forme di oscillazione.
Qui si può vedere su un oscilloscopio cosa succede quando si modifica l’onda quadra ruotando il controllo Pulse Width
L’ampiezza degli impulsi di molti sintetizzatori può anche essere modulata da sorgenti di modulazione come gli LFO, in modo da cambiare costantemente. Questo si chiama Modulazione di larghezza di impulso (Modulazione di larghezza di impulso / PWM). Dà movimento al suono e fornisce un carattere sonoro più ampio e fluttuante.
Non tutti i sintetizzatori offrono la possibilità di regolare manualmente la larghezza dell’impulso. A volte c’è solo la possibilità di modulare tramite LFO o Envelope. Con alcuni synth, la larghezza dell’impulso non può essere influenzata in alcun modo. Tuttavia, se possibile, dovresti assolutamente sperimentare: le possibilità tonali sono molto varie.
Sub-oscillatori
Oltre agli oscillatori veri e propri, molti sintetizzatori offrono uno o più cosiddetti “oscillatori”. sub-oscillatori. Si tratta di un oscillatore che suona una o due ottave sotto l’oscillatore principale.
L’intonazione del sub-oscillatore è fissa rispetto a quella dell’oscillatore principale, quindi non è possibile detonare il sub-oscillatore separatamente.
Un sub-oscillatore di solito offre solo poche opzioni di regolazione, a parte il volume ed eventualmente la modalità di oscillazione. In molti sintetizzatori, il sub-oscillatore può generare solo una o due modalità di oscillazione, solitamente quadrata e/o triangolare.
I suboscillatori vengono utilizzati per dare ai suoni una base solida. Sono particolarmente adatti per suoni di basso ma naturalmente può essere utilizzato anche con altri suoni.
Conclusione
Gli oscillatori costituiscono il materiale di base per il suono dei sintetizzatori. Generano le forme di oscillazione, che vengono poi modellate nel suono finale lungo il percorso del segnale dagli altri elementi di generazione del suono, come i filtri, gli inviluppi e gli LFO.
Gli oscillatori analogici e virtuali forniscono una serie di forme d’onda di base come dente di sega, quadrato e triangolo, mentre gli oscillatori digitali possono fornire una gamma molto più ampia di forme d’onda.
La frequenza o l’altezza di un oscillatore possono essere controllate in vari modi: dalla tastiera, via MIDI e/o da fonti di modulazione come inviluppi e LFO.
Nel percorso del segnale di un sintetizzatore sottrattivo, gli oscillatori sono di solito seguiti da un filtro .
