O oscilador e suas formas básicas de ondas.

NÍVEL: AVANÇADO

Quando você olha pela primeira vez para um sintetizador, ele pode ser um pouco intimidante com todos os botões, interruptores e faders.

Acredite ou não, a maioria dos sintetizadores tem os mesmos blocos de componentes, e uma vez que você descobre o que eles fazem, você pode muito bem usar qualquer sintetizador.

Os principais componentes que você encontrará em um sintetizador são:

—Oscillatores 
—Mixer 
—Um gerador de envelope 
—LFO 
—Filter 

Além disso, você geralmente encontrará também opções para:

 

—Polifonia
—Arpeggiador
—Efeitos
—Modulação Ring
—Gerador Noise
—E mais

 

Neste tutorial não vamos falar de todos os parâmetros acima descritos de uma vez, esta lição cobrirá apenas a sessão "Oscilador". Em tutoriais futuros entraremos nas outras sessões que compõe um sintetizador.

 

O oscilador


Este é o ponto de partida em qualquer sintetizador. O oscilador é basicamente um circuito eletrônico que cria uma onda sonora repetitiva.

 

Existem quatro formas de onda básicas que um oscilador pode produzir, são elas.

—Sine (senoide)
—Triangle (triangular)
—Square (quadrada)
—Sawtooth (dente de serra)

Algumas dessas ondas carrega consigo um certo número de frequências harmônicas além da frequência fundamental. São esses harmônicos que darão a característica do timbre final. O timbre por sua vez é o que nos permite diferenciar o som de um violão de um violino por exemplo.

Na imagem acima podemos ver a representação gráfica de cada tipo de onda. Existem também vários outros tipos de ondas que são oriundas das básicas acima citadas.

Agora vamos entender um pouco mais sobre cada um dos 4 tipos de onda básicas.

Sine (Senoide)

 

Uma onda senoidal possui um tom único sem harmônicos, é a forma de onda mais básica e pura. Essa forma de onda gera apenas uma frequência fundamental e tem picos e vales redondos mudando suavemente da polaridade positiva para negativa. Qualquer outra forma de onda pode ser criada pela adição de uma série de ondas senoidais.

Som DEMO - Sine Wave
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Na imagem acima, as duas primeiras ondas senoidais são somadas para produzir uma terceira onda diferente.

Já na imagem acima temos o plugin equalizador Pro-Q2 da empresa Fabfilter mostrando um único ponto no espectro de frequências. Neste exemplo a nota tocada foi LÁ então temos no analizador do Pro-Q2 o ponto justamente em 440Hz, a frequência correspondente da nota LÁ.

Agora vamos ver como criar uma onda Sine nos sintetizadores Operator (Ableton Live), Xfer Serum e Native Instruments Massive.

No sintetizador Operator não teremos muito trabalho, apenas arraste o mesmo do navegador até um canal MIDI e ao tocar já teremos a onda Sine ativada.

No lado esquerdo do Operador encontramos os 4 osciladores (A,B,C,D) e por padrão apenas o A estará gerando som. Veja que apenas o controle "Level" do oscilador A está com um ajuste de -12db. 

No centro do Operator temos o display que nos mostra os parâmetros de qualquer sessão que estiver selecionada. Caso não esteja vendo igual a imagem acima, clique sobre a área do oscilador A.

 

O local onde escolhemos o tipo de onda que o Operator irá tocar pelo oscilador A está representada pelo nome "Wave". Veja que por padrão já temos a onda "Sin" selecionada.

No sintetizador Serum temos dois osciladores, A e B.

Quando carregamos o mesmo em um canal MIDI teremos apenas o oscilador A ativado e por ele vamos escolher a onda Sine. Clicando sobre o nome "Default" abrimos as opções de ondas disponíveis no Serum. Escolha a opção "Analog" e depois "Basic Shapes".

Após a seleção da opção basic shapes a onda Sine será a primeira selecionada.

No Massive temos 3 osciladores que estão localizados ao lado esquerdo do plugin. Por padrão apenas o primeiro oscilador estará ativado. O pequeno botão azul ao lado do nome "OSC1" é quem ativa ou desativa o oscilador.

Agora precisamos zerar os controles do Massive, para isso clique em "File" no topo do plugin e escolha a opção "New Sound".

Em seguida vamos escolher a onda Sine clicando no campo ao lado direito de "OSC1". Ao clicar será aberta a tabela com as formas de onda do Massive. Escolha a opção "Sin-Square".

Por fim basta zerar o controle "Wt-position" e ao tocar já ouvimos o som da onda Sine.

Sawtooth (Dente de Serra)

 

A onda dente de serra é uma forma de onda que se eleva de um valor zero para um valor de pico e, em seguida, cai rapidamente para um valor zero, para cada ciclo. O resultado parece com os dentes de uma serra (daí o nome). O som de uma onda dente de serra contém harmônicos pares e ímpares relativos da frequência fundamental. Como contém todos os harmônicos inteiros, é uma das melhores formas de onda a serem usadas para a síntese subtrativa, particularmente recriando instrumentos de cordas como violinos e violoncelos.

Som DEMO - Sawtooth Wave
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No Massive escolha no menu "File" a opção "New Sound". Em seguida clique na campo ao lado do nome "OSC1" e escolha a opção "Sin-Square".

Uma onda dente de serra ideal com uma frequência fundamental de 100Hz teria harmônicos em 200Hz, 300Hz, 400Hz e assim por diante até o infinito, com cada harmônico mais silencioso do que o último. Como a onda em dente de serra contém todos os inteiros harmônicos da freqüência fundamental, soa muito rica aos nossos ouvidos. A frequência fundamental define o tom do som, enquanto os harmônicos mudam o caráter ou timbre do som sem afetar o tom.

Acima podemos ver a imagem do espectro de frequências de uma onda dente de serra, com sua fundamental mais alta e os harmônicos.

Para gerar uma sawtooth no Operator do Ableton Live faça o mesmo processo descrito para gerar a onda Sine mas altere a opção no campo "Wave" para "SawD"

Para o sintetizador Serum siga também o mesmo processo para gerar a onda Sine e em seguida apenas altere o controle "WT POS". Quando aparecer o mesmo desenho no centro do oscilador A do Serum como na imagem abaixo você chegou na onda dente de serra.

No Massive escolha no menu "File" a opção "New Sound" e por padrão a onda dente de serra já estará selecionada.

Square (quadrada)

 

Ondas quadradas têm um som rico que não é tão "buzzy" quanto uma onda dente de serra, mas não tão puro quanto um senoidal. As antigas trilhas sonoras dos jogos da Nintendo eram feitas quase exclusivamente de ondas quadradas. Como ondas de dentes de serra, ondas quadradas podem ser geradas pela adição de uma série de ondas senoidais com volume decrescente. No entanto, a onda quadrada contém apenas os harmônicos ímpares.

Som DEMO - Squere Wave
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A amplitude de um dado harmônico em uma onda quadrada é igual ao inverso do seu número harmônico. Por exemplo, uma onda quadrada com uma frequência fundamental de 100Hz teria um harmônico em 300Hz (100 * 3) com uma amplitude de 0,33 (1/3).

Acima podemos ver a imagem do espectro de frequências de uma onda quadrada.

Para gerar uma onda quadrada no Operator do Ableton Live faça o mesmo processo descrito para gerar a onda Sine mas altere a opção no campo "Wave" para "SquareD".

Para o sintetizador Serum siga também o mesmo processo para gerar a onda Sine e em seguida apenas altere o controle "WT POS". Quando aparecer o mesmo desenho no centro do oscilador A do Serum como na imagem abaixo você chegou na onda quadrada.

Triangle (triangular)

 

Ondas triangulares soam como algo entre uma onda senoidal e uma onda quadrada. Como as ondas quadradas, elas contêm apenas os harmônicos ímpares da frequência fundamental. Eles diferem das ondas quadradas porque o volume de cada harmônico adicionado cai mais rapidamente.

Som DEMO - Triangle Wave
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A amplitude de um dado harmônico em uma onda triangular é igual ao quadrado inverso de seu número harmônico. Por exemplo, uma onda triangular com uma frequência fundamental de 100Hz e uma amplitude de 1 teria um harmônico em 300Hz (100 * 3) com uma amplitude de 0,1111 (1/3 ^ 2).

Acima podemos ver a imagem do espectro de frequências de uma onda triangular, com sua fundamental mais alta e os harmônicos caindo.

 

Para gerar uma onda quadrada no Operator do Ableton Live faça o mesmo processo descrito para gerar a onda Sine mas altere a opção no campo "Wave" para "Triangle".

Para o sintetizador Serum siga também o mesmo processo para gerar a onda Sine e em seguida apenas altere o controle "WT POS". Quando aparecer o mesmo desenho no centro do oscilador A do Serum como na imagem abaixo você chegou na onda quadrada.

No Massive escolha no menu "File" a opção "New Sound". Em seguida clique na campo ao lado do nome "OSC1" e escolha a opção "Sin-Triangle".

Agora que entendemos os osciladores, vamos desenhar um diagrama de um sintetizador muito simples. Este sintetizador irá conter um único oscilador dente de serra que envia sinal para a nossa saída de áudio e, em seguida, para os nossos alto-falantes. O tom do oscilador será controlado por um teclado.

Som DEMO - Oscilador
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Os componentes individuais de um sintetizador que executam uma função única e simples - como osciladores e filtros - são chamados de módulos . Um sintetizador modular é um sintetizador feito unindo vários pequenos módulos de maneiras interessantes. Nos diagramas que usamos, as linhas que conectam os módulos são como cabos virtuais, enviando sinais entre eles da mesma maneira que um cabo de áudio faria na vida real.

Concluímos aqui a primeira parte do estudo sobre os componentes de um sintetizador. Entendemos que o oscilador é o ponto inicial gerador da onda que será trabalhada e lapidado pelos demais componentes como filtros, envelopes e amplitude. Nos próximos tutorias vamos estudar os outros componentes mais a fundo.

Esperamos que este tutorial ajude no seus estudos sobre sínteses sonora e não deixe de compartilhar com os amigos produtores que possam se interessar pelo assunto.

Equipe IME.

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