Sezione filtro del Elka Synthex

Spesso si giudica un sintetizzatore esclusivamente dalla qualità dei suoi filtri. Questo testimonia l'importanza di questo componente nella creazione di un suono e nella costruzione dello strumento.
I filtri si occupano di far passare soltanto determinate frequenze dello spettro udibile. Il suono proveniente dagli oscillatori viene quindi privato di alcune frequenze e la forma d'onda iniziale viene completamente cambiata.
Il filtro viene definito VCF Voltage Controlled Filter (filtro controllato dalla tensione), si possono distinguere per le frequenze che lasciano passare e per il livello di filtraggio (dichiarato in dB).
Esistono quindi filtri passa basso che lasciano passare solo il suono sotto una certa frequenza; filtri passa alto che lasciano passare il suono al di sopra di una certa frequenza; filtri passa banda che lasciano passare il suono compreso tra due frequenze e che sono quindi una combinazione dei primi due filtri; filtri notch (a reiezione di banda) che eliminano il suono compreso tra due frequenze; filtri risonanti che enfatizzano una certa frequenza.

Sezione VCF del Oberheim SEM


La maggior parte dei sintetizzatori analogici sono dotati del solo filtro passa basso, infatti è stato tra i primi ad essere utilizzato nei sintetizzatori normalizzati e ha fatto il successo di alcuni strumenti (vedi Minimoog).
Il Filtro passa alto non è sempre presente nei sintetizzatori normalizzati e quando c'è di solito è privo di controllo cv e di risonanza (vedi ARP o Roland). Questa limitazione è stata con il tempo largamente colmata dai costruttori con la dotazione di più filtri in una stessa macchina, selezionabili o sovrapponibili. Le sperimentazioni sui circuiti e il successo del sintetizzatore hanno infatti spinto i progettisti a costruire strumenti con una maggiore possibilità di intervento attraverso i filtri più che offrire tante forme d'onda prefissate. E' in realtà più facile ed intuitivo ottenere un determinato suono filtrando una delle onde base che non dotare gli oscillatori di numerose forme d'onda.
Le possibilità date dai vari tipi di filtri sono immaginabili cercando di prevedere quale effetto potrà dare su un suono l'eliminazione di alcune frequenze. Se per esempio si pensa di emulare un contrabbasso o si vuole creare un nuovo suono che possa essere utilizzato come basso in un arrangiamento si cercherà di attenuare le frequenze alte usando un passa basso, se si vorrà simulare una voce si ricorrerà a un filtro passa banda cercando di riprodurre le frequenze medie tipiche della voce umana.
Nella maggior parte dei sintetizzatori analogici esiste un ingresso audio che permette di far passare attraverso i filtri un segnale esterno allo strumento diverso dagli oscillatori. Spesso il sintetizzatore viene utilizzato solo come modificatore facendo passare registrazioni o suoni di altri strumenti attraverso il filtro.

Sezione VCF del Korg ms20

Controlli riguardanti il tipo di filtraggio

I primo controllo fondamentale di un filtro è il “Cutoff” definito così nella quasi totalità dei sintetizzatori ma anche “VCF Frequency” o “fc” (frequency cut off) l'indicazione dei valori può essere grossolana come “LOW” - “HIGH” o “MIN” - “MAX” oppure più precisa riportando il valore delle frequenze in Hertz.
Questo controllo serve a determinare la frequenza su cui il filtro interviene. Se per esempio si utilizza un passa basso e si sceglie la frequenza di 2000 Hz tutte le frequenze superiori a 2000 Hz saranno attenuate fino a -48 dB a seconda dello strumento e delle impostazioni (vedi livello di filtraggio).
Nei sintetizzatori dotati di più filtri si può trovare un solo controllo di Cut off affiancato da un selettore che determina come il filtro deve agire, le possibilità più comunemente utilizzate sono: LPF - BPF - HPF - NOTCH (low pass filter, band pass filter, high pass filter, “a incisione”). Se si utilizza un filtro passa banda si potrebbe avere un controllo per determinare quale sia la larghezza della banda passante, spesso però questo controllo non esiste e i costruttori stabiliscono una larghezza di banda non modificabile. Alcuni sintetizzatori invece sono dotati di due controlli di cut off uno che serve ad eliminare le frequenze alte l'altro le frequenze basse, la combinazione dei due quindi funzionerà da filtro passa banda a larghezza variabile molto più preciso e modificabile di quelli con selettore preimpostati.
Il secondo controllo fondamentale di un filtro è la risonanzaResonance” chiamato anche “Emphasis” o “Peak” l'indicazione dei valori non segue uno standard si può avere “LOW” - “HIGH” o “MIN” - “MAX”, “1” - “10”. Questo controllo permette di aumentare il volume della frequenza sulla quale il filtro agisce, se per esempio si utilizza un filtro passa basso a 2000 Hz e si alza il controllo Resonance si otterrà che: le frequenze sotto i 2000 Hz rimarranno invariate, le frequenze intorno ai 2000 Hz subiranno un incremento, le frequenze superiori ai 2000 Hz subiranno un decremento. Se si tiene a 0 il controllo di resonance questo non avrà alcuna influenza, se al contrario lo si porta su valori alti si avrà il fenomeno della auto oscillazione del filtro (anche senza far passare nessun suono attraverso il filtro questo suonerà autonomamente un'onda sinusoidale la cui frequenza sarà determinata dal controllo cut off)
Oltre a questi controlli, quasi sempre presenti nei sintetizzatori analogici programmabili, vengono offerte altre possibilità di modifica come il “drive” o il livello di taglio “6/12/24/48/dB”. Il primo controlla il livello di ingresso audio nel filtro permettendo di eliminare o generare distorsioni, il secondo determina quanto il filtro dovrà attenuare le frequenze "tagliate fuori", più dB corrispondono a maggior efficenza del filtro nel ripulire il suono da frequenze non desiderate. La scelta dei dB di riduzione da utilizzare in un filtro è spesso un elemento distintivo dei vari sintetizzatori, la sfida commerciale tra i primi due famosi sintetizzatori normalizzati il Moog Minimoog e l'Arp Odissey era giocata sopratutto sulla diversità dei filtri (24 dB il Moog e 12 dB l'Arp) che permetteva di ottenere potenti suoni di basso nel primo e dolci suoni vocali nel secondo. Col tempo per riuscire ad ottenere sintetizzatori sempre più potenti e versatili si è inserita la possibilità di scegliere l'intensità di attenuazione del filtro (vedi tra gli altri Oberheim OBMX e Xpander, Moog Voyager).

Controlli riguardanti le connessioni ad altri moduli o ad apparecchi esterni

La frequenza del punto di intervento del filtro è forse l'elemento che più di ogni altro viene usato per caratterizzare e cambiare rapidamente un timbro. Proprio per questo spesso anche nei sintetizzatori normalizzati esistono tanti controlli dedicati a questo parametro
Nei sintetizzatori modulari le possibilità di modificare la frequenza e la risonanza con qualsiasi controllo esterno sono sempre presenti.
Nei sintetizzatori normalizzati le connessioni interne più usate sono:

Modulo Filtro multimodo del Synthesizers.com

  • Il controllo “Keyboard” o “KeyboardFollow” serve a far si che la frequenza di intervento del filtro venga modificata a seconda del tasto premuto sulla tastiera: più alto sarà il tasto premuto più in alto si troverà il punto di taglio del filtro nello spettro armonico. Se per esempio si vuole creare un suono privo di frequenze alte quando si suonano le ottave basse e ricco di armonici quando si va sulla parte alta della tastiera, bisogna incrementare il controllo keyboard ai massimi livelli. Per capire bene come agisce il controllo keyboard basta far andare in auto-oscillazione il filtro attraverso il controllo resonance e verificare l'altezza della nota generata a seconda del tasto premuto: con il controllo keyboard al minimo la nota sarà sempre uguale, al massimo seguirà la scala temperata. Il controllo Keyboard può essere un potenziometro, un selettore o un interruttore. Ovviamente le possibilità maggiori di regolazione sono date dal potenziometro che permette una regolazione fine.
  • La frequenza del punto di intervento del filtro modulata da un LFO definita “Cut off Modulation”, “Filtermodulation”.
  • La frequenza del punto di intervento del filtro modulata da un oscillatore audio usato come controllo
  • La frequenza del punto di intervento del filtro modulata da un Envelope Generator
  • La frequenza del punto di intervento del filtro modulata da un pedale esterno
  • La frequenza del punto di intervento del filtro modulata da un joystick o pitch bend
  • La risonanza modulata da un LFO (rara nei sintetizzatori normalizzati)

Nel video è possibile osservare il comportamento di un filtro analogico multimodo. L'analisi di spettro evidenzia il taglio delle frequenze e il comportamento ottenuto con l'incremento della risonanza.  

 

 

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