{"id":440,"date":"2010-11-21T19:34:22","date_gmt":"2010-11-21T18:34:22","guid":{"rendered":"http:\/\/electronicapractica.crearblog.com\/?p=440"},"modified":"2019-06-13T19:40:54","modified_gmt":"2019-06-13T17:40:54","slug":"sintetizador-de-musica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.diarioelectronicohoy.com\/blog\/sintetizador-de-musica","title":{"rendered":"Sintetizador de M\u00fasica"},"content":{"rendered":"

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Introducci\u00f3n.<\/span><\/strong><\/h2>\n

Desde luego, nunca imagin\u00e9 llegar a exponer mis pocas experiencias en el marco de la m\u00fasica y mira lo que son las cosas, aqu\u00ed est\u00e1n o estar\u00e1n expuestos los primeros pasos que di, en el campo de la m\u00fasica electr\u00f3nica. Recuerdo con una leve sonrisa las peripecias que tuve que hacer (he tomado unas fotos con poca preparaci\u00f3n), por prometerle a mi hija que le har\u00eda un teclado para que aprendiera m\u00fasica y fue mi hijo quien se benefici\u00f3 de los resultados obtenidos. Pero esa es otra historia, sigamos con el fondo de la cuesti\u00f3n.<\/span><\/span><\/p>\n

Eran los a\u00f1os ’80 y la electr\u00f3nica en Espa\u00f1a parec\u00eda haber tomado un espl\u00e9ndido camino, aqu\u00ed las empresas se atrev\u00edan a producir cualquier sistema que diera un servicio y si daba rendimiento mejor a\u00fan. En esos a\u00f1os la industria utilizaba tecnolog\u00eda digital en gran medida con los CI <\/span><\/span>(TTL)<\/span><\/span> de la serie SN74XXX y algunos utilizaban la serie CMOS con los que pod\u00edan proyectar y desarrollar sus dise\u00f1os. Es a primeros de los ‘ 80 cuando empiezo a poner en pr\u00e1ctica la teor\u00eda de los osciladores y en pocos meses me veo inmerso (a parte de mi trabajo, el poco tiempo libre) en toda una serie de problemas que se amontonan por momentos.<\/span><\/span><\/p>\n

En principio mont\u00e9 un xilof\u00f3n, pero no me convenc\u00eda, … Pronto comprend\u00ed que necesitaba 12 osciladores independientes con los que generar las 7 notas fundamentales o tonos y los 5 semitonos. Esto s\u00f3lo iba a ser el principio, para el proyecto del posterior teclado polif\u00f3nico.<\/span><\/span><\/p>\n

Primeros pasos.<\/span><\/strong><\/h2>\n

Pens\u00e9, dibuj\u00e9 y puse en pr\u00e1ctica los 12 osciladores mediante dos CD4069, utilice los CMOS por que consum\u00edan mucho menos y por el margen de tensi\u00f3n de suministro, una decisi\u00f3n acertada, a\u00fan lo creo hoy d\u00eda. Abajo, una foto de las partes que componen el teclado, pero esto ya llegar\u00e1.<\/span><\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>Como dec\u00eda, trace un circuito con osciladores ajustables mediante dos CI 40106, estos disponen de seis puertas inversoras con disparador Schmitt cada CI y con\u00a0\"\"<\/a><\/span><\/span>ellos un peque\u00f1o condensador y un potenci\u00f3metro ajustable pod\u00eda obtener cada multivibrador oscilando a su frecuencia, la cual ajustar\u00eda mediante el potenci\u00f3metro, el esquema en principio es sencillo y se puede ver en la imagen de la derecha.<\/span><\/p>\n

Cuando estuvo todo en condiciones lo conect\u00e9 al suministro de 5V y con una sonda digital intent\u00e9 comprobar que, cada oscilador estaba trabajando, la frecuencia era otra cuesti\u00f3n, ya pensar\u00eda en c\u00f3mo averiguar las frecuencias de cada nota y en la forma de conseguir calibrar estos osciladores, adem\u00e1s ten\u00eda que preparar un amplificador de audio para orientarme a base de o\u00eddo, mientras realizaba los distintos dispositivos. Este es el autentico esquema general de lo que ten\u00eda en mente.<\/span><\/span><\/p>\n

\"\"<\/a><\/span><\/span><\/p>\n

Frecuencias y tonos.<\/span><\/strong><\/h2>\n

Ahora s\u00f3lo ten\u00eda que disponer de tiempo y ganas de trabajar en el proyecto. Los primeros problemas aparecieron con el ajuste de las frecuencias patr\u00f3n de cada nota, ten\u00eda que encontrar una tabla de dichas frecuencias y me puse a buscar en todas partes (a\u00fan no se dispon\u00eda de Internet). Y por fin como llovido del cielo y puesto que estaba abonado a ciertas revistas de electr\u00f3nica, en una de ellas apareci\u00f3 una tabla ponderada de frecuencias de las notas, semitonos y octavas, como la que sigue:<\/span><\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>Hab\u00eda logrado dar un nuevo paso, ahora ya dispon\u00eda de datos concretos sobre las frecuencias de las notas. Los primeros ajustes me sorprendieron por lo sencillo que resultaba, pero pronto saldr\u00eda del error.<\/span><\/span><\/p>\n

Realmente, ahora y sin saberlo, empezaban los verdaderos problemas con los interminables ajustes de cada trimer, claro, el ajustar un oscilador a su frecuencia era sencillo, el problema aparec\u00eda con la auto-influencia de unos osciladores sobre otros, ya que cuando terminabas con el 2\u00ba, el 1\u00ba ya no oscilaba en su frecuencia, as\u00ed que, vuelta a empezar.<\/span><\/span><\/p>\n

Lo primero fue pensar en poner filtros que redujeran la influencia que ejerc\u00eda sobre los dem\u00e1s osciladores, as\u00ed que, mediante filtros RC los antiparasit\u00e9, pero aun as\u00ed, no era suficiente. A dem\u00e1s, hab\u00eda descubierto un nuevo problema, el propio suministro de energ\u00eda influ\u00eda en la conducta de los CI, filtr\u00e9 mejor la fuente de energ\u00eda, incluso con bobinas de 100mH en ‘pi’, esto redujo algo el efecto, pero no era suficiente.<\/span><\/span><\/p>\n

Comprend\u00ed a que se refer\u00edan los fabricantes de circuitos integrados cuando hablan de la influencia de las temperaturas en los semiconductores. As\u00ed que, tuve que dotar al sistema, de un peque\u00f1o retardo a la hora de presentar el sonido en la etapa final, para esperar a que los CI tomaran la temperatura de trabajo, con esto parec\u00eda mantenerse bastante estable la fon\u00eda por decirlo de alg\u00fan modo.<\/span><\/span><\/p>\n

Pronto constru\u00ed un peque\u00f1o amplificador de 5W con un circuito integrados y adem\u00e1s dot\u00e9 de una salida monof\u00f3nica para auriculares, lo que me ayud\u00f3 bastante a la hora de los ajustes y en las posteriores pr\u00e1cticas.\u00a0Con esto hab\u00eda mejorado la audici\u00f3n de los sonidos que estaba produciendo. <\/span><\/span><\/p>\n

Las envolventes.<\/span><\/strong><\/h2>\n

Ahora, ya pod\u00eda dedicarme con mayor facilidad a otros aspectos, como era la producci\u00f3n de ondas con arm\u00f3nicos suficientes de los que extraer las diferentes voces que necesitara, esta es una de las formas, otras me parecieron m\u00e1s complejas. <\/span><\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>Cuando aplicamos la salida de frecuencia de un oscilador a un amplificador de sonido, para escuchar como se reproduce el tono de dicha frecuencia, obtenemos un sonido que no es muy agradable al oido, esto es debido a que carece de envolvente, es una frecuencia digamos \u00ablimpia\u00bb, suena a mec\u00e1nica, necesita algo m\u00e1s, para que suene agradable. La idea es c\u00f3mo crear una envolvente de una frecuencia concreta como es un tono.<\/span><\/p>\n

Servir\u00eda la suma de frecuencias; es como una reverberaci\u00f3n, lo que ocurre con las vibraciones de un instrumento, por ejemplo, la guitarra, donde toda la caja vibra con cada cuerda, digamos, la voz del instrumento. El mismo sistema me permit\u00eda obtener la misma nota en la octava siguiente, esto era ideal ya que me permitir\u00eda disponer de m\u00e1s de una octava.<\/span><\/p>\n

La idea b\u00e1sica es bastante simple, una vez dispusiera de la frecuencia fundamental de una nota, \u00e9sta la enviar\u00eda a un divisor (CD4518 divisor por 10 BCD), de la suma de tres de salidas, obtendr\u00eda la se\u00f1al para generar el sonido b\u00e1sico de esa nota. Este proceso era muy simple, con las cuatro frecuencias de salida, ten\u00eda que sumarlas mediante una red sumadora de resistencias y de esta forma obten\u00eda una se\u00f1al en escalera, bastante ideal para el caso, el esquema se muestra en la figura anterior. Y en la foto que sigue se muestra una PCB pr\u00e1ctica, la salida de se\u00f1ales no se tuvo en cuenta y sin embargo, funcion\u00f3.\"\"<\/a><\/span><\/p>\n

Lograr la ADSR.<\/span><\/strong><\/h2>\n

Con la obtenci\u00f3n de esta se\u00f1al ya me dedique a preparar los generadores de ADSR (ataque\/decaimiento\/sostenido\/relajaci\u00f3n o Attack\/Decay\/Sustain\/Release), para este circuito, me dedique a consultar y leer todo lo que se refer\u00eda a este tipo de se\u00f1ales, por fin, encontr\u00e9 dos medios de obtener este tipo de se\u00f1al uno de ellos se muestra debajo de estas l\u00edneas, es bastante completo. El siguiente es un esquema de un sistema ADSR de una revista (creo recordar Mundo Electr\u00f3nico) que puse en pr\u00e1ctica es muy bueno. Se puede apreciar que est\u00e1 compuesto por unas puertas l\u00f3gicas CMOS y un op-amp, dispone de tres controles para el atack, el decay y el sostenido.\"\"<\/a><\/span><\/span><\/p>\n

Sin embargo use uno a base de dos osciladores a los que pudiera ajustar el ciclo de trabajo, de modo que modificar\u00eda el ataque de la se\u00f1al con el flanco de subida y con el flanco de bajada, lo har\u00eda sobre la relajaci\u00f3n, de esta forma sencilla ser\u00eda suficiente. As\u00ed mismo, prepar\u00e9 los filtros para obtener el primer sonido semejante a una flauta, luego ya me preocupar\u00eda de otras voces como piano, clarinete, etc. es una cuesti\u00f3n de filtros. <\/span><\/span><\/p>\n

El m\u00e1s simple generador, lo encontr\u00e9 con el socorrido UA555, como oscilador monostable, se puede apreciar en el esquema general.\u00a0Las se\u00f1ales de salida, atacan las barras atack y decay del teclado, como se muestra en el circuito.<\/span><\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>En principio utilic\u00e9 tres UA555 para generar los osciladores, pod\u00eda ajustar su ciclo de trabajo con sus potenci\u00f3metros de modo que pod\u00eda cambiar el \u00e1ngulo de ataque al pulsar una tecla, es una forma simple de ADSR, pens\u00e9 que suficiente para los primeros pasos. <\/span><\/span><\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>U<\/span><\/span><\/span>n oscilador maestro que, ataca a cada uno de los otros dos osciladores de frecuencia ajustable, para variar el ancho del ciclo de trabajo de la onda cuadrada de salida, dependiendo del mayor o menor ancho de la onda, se obtendr\u00eda el estado de sostenido en la envolvente.<\/span><\/p>\n

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\"\"<\/a>Cuando ya dispon\u00eda de los generadores de notas para las 49 teclas que representan las 4 octavas y el Do superior, prob\u00e9 distintos filtros con los que obtener distintas voces, encontr\u00e9 el modo de conectar un contacto por tecla (nota), obteniendo a\u00fan as\u00ed, la polifon\u00eda que es lo novedoso, quiero decir que, por ejemplo:<\/span><\/p>\n

El sonido que produce la nota Re<\/span><\/span>2<\/sub><\/span><\/span> (Re segunda octava), <\/span><\/span>normalmente <\/span><\/span>suena a su frecuencia, si simult\u00e1neamente se pulsa otra nota (Do<\/span><\/span>3<\/sub><\/span><\/span>), \u00e9sta se puede o\u00edr cuando entra el ataque y suena junto con la anterior, sumando sus frecuencias, si pulsamos otras teclas (Mi<\/span><\/span>0<\/sub><\/span><\/span>, Fa<\/span><\/span>1<\/sub><\/span><\/span>), cada una se nota c\u00f3mo produce ataque, el filtro suma su frecuencia a las anteriores notas, manteniendo las teclas pulsadas se mantiene la resultante, en el momento en que se suelta una tecla, produce un cambio en la envolvente y se puede distinguir el cambio de sonido de modo que podemos apreciar la polifon\u00eda.<\/span><\/span><\/em><\/p>\n

La salida de cada sumador es com\u00fan para todas las notas, sin necesidad de ning\u00fan mezclador. La se\u00f1al se toma con un condensador de paso separador de alterna, a continuaci\u00f3n, se utiliza un operacional no inversor como amplificador diferenciador de ganancia unidad, que sirve de separador de etapas. <\/span><\/span><\/p>\n

En cuanto a los filtros que van a continuaci\u00f3n, la verdad es que prob\u00e9 con los t\u00edpicos filtros RC pasivos, luego prob\u00e9 los filtros activos y he de decir que en aquellos momentos el tema no lo dominaba y me tomaba mucho tiempo para las pruebas y c\u00e1lculos (considerando que dispon\u00eda de poco tiempo libre en el trabajo), despu\u00e9s de muchas pruebas comprend\u00ed que la prueba-ensayo-error lleg\u00f3 a ser un m\u00e9todo que daba resultados. En los dibujos a mano puede apreciarse parte de lo que menciono y que en cierto modo ya ten\u00eda previsto que me ocurrir\u00eda.<\/span><\/span><\/p>\n

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\"\"<\/a>Procuraba utilizar operacionales de f\u00e1cil localizaci\u00f3n, aunque alguno como los CA3080 son un poco especiales pero se pueden cambiar por cualquier otro OTA disponible en el mercado.\u00a0 En cierto momento prob\u00e9 la combinaci\u00f3n de ambos tipos de filtros RCL, los pasivos y los activos, lo que opt\u00e9 por adaptar en muchos casos y en ciertas voces como clarinete, clavicordio y en metales, donde es m\u00e1s complejo obtener el brillo del metal. <\/span><\/span><\/p>\n

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\"\"<\/a>La cuesti\u00f3n es que personalmente me encanta la m\u00fasica en general, aunque he de confesar la ausencia de dotes para el ritmo y no digo de mi o\u00eddo musical, aun as\u00ed, puse en pr\u00e1ctica mi teclado polif\u00f3nico electr\u00f3nico y 25 a\u00f1os m\u00e1s tarde a\u00fan lo conserva guardado, como una reliquia mi hijo, por cierto y gracias a haberle iniciado con este teclado o por lo que sea (es autodidacta), a sus 18 a\u00f1os, compuso tres piezas de m\u00fasica electr\u00f3nica con ritmo y buen gusto que, no tienen desperdicio. <\/span><\/span><\/p>\n

Volviendo al tema, hab\u00edan pasado unos ocho meses o tal vez algo m\u00e1s, cuando obtuve informaci\u00f3n de un circuito integrado de Mostek<\/strong> que era un completo generador de 12 semitonos, el cual no ten\u00eda apenas deriva en la frecuencia. Como indica el fabricante, cada frecuencia de salida est\u00e1 relacionada con las dem\u00e1s por el m\u00faltiplo de 12\u00b7\/2<\/span> que proporciona una octava completa m\u00e1s la nota Do superior para la misma escala templada (temperada).<\/span><\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>Pulsar para ampliar<\/a><\/span><\/span><\/p>\n

Yo alucinaba, no perd\u00ed tiempo para encontrarlo en el mercado, lo localic\u00e9 creo recordar en un comercio de Barcelona y en unos d\u00edas lo ten\u00eda todo dispuesto, la placa de PCB, con un oscilador ajustable para pilotar al <\/span>MK50240<\/span><\/strong><\/a> y un segundo oscilador de muy baja frecuencia ajustable de 5 a 9 Hz. para obtener la frecuencia del ‘LFO’ a la derecha de la imagen de a bajo. Cuando lleg\u00f3 lo mont\u00e9, que puedo decir. Sonaba como un teclado profesional, \u00a1vaya eso, si esta bien hecho! Vista del generador de semitonos completo.<\/span><\/p>\n

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\"\"<\/a>Por fin sonaba como deb\u00eda, ahora todo pod\u00eda ser distinto, con la ayuda de un osciloscopio (prestado por un amigo) pude ver el aspecto de la se\u00f1al presente en la barra bus que, recorre cada una de las teclas, al igual que a la salida de los amplificadores operacionales, filtros y cada parte del circuito, hasta la entrada al amplificador de audio. <\/span><\/span><\/span><\/p>\n

Los Contactos.<\/span><\/strong><\/h2>\n

Debajo se muestran detalles de las 2 barras bus y su conexionado, en la instant\u00e1nea hay 2 teclas pulsadas para apreciar el contacto con la barra bus activa, la otra barra bus es la de relajaci\u00f3n de tecla.<\/span><\/span><\/span><\/p>\n

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\"\"<\/a>La conexi\u00f3n de salida de las barras bus, las puse en el centro del teclado, si estaban en uno u otro extremo, al pulsar las teclas del extremo opuesto se observ\u00f3 un peque\u00f1o retardo respecto de las teclas mas pr\u00f3ximas, por ese motivo correg\u00ed su posici\u00f3n para no introducir retardos.\u00a0 Las varillas que utilic\u00e9 para las barras bus son de cobre con un ba\u00f1o de plata, esto es para evitar falsos contactos, es conocido el efecto de las sales de plata que, son m\u00e1s conductoras que la propia plata, as\u00ed que, aunque se oxiden (el efecto capa negra) no ser\u00e1 problema al pulsar la tecla, cuyo muelle tiene el mismo tratamiento. <\/span><\/span><\/p>\n

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\"\"<\/a>Como se puede observar en la imagen cada tecla tiene un \u00fanico contacto y a pesar de ello me permite la polifon\u00eda. Hace alg\u00fan tiempo los teclados necesitaban un contacto por cada nota y sonido (flauta, oboe, piano, clarinete, etc.) lo que se convert\u00eda en un problema mec\u00e1nico por los contactos necesarios. Gracias a un sofisticado sistema, logr\u00e9 obtener la suma ideal de los distintos instrumentos sin producir ning\u00fan problema de acoplamiento entre los instrumentos.<\/span><\/span><\/p>\n

El trabajo restante consist\u00eda en obtener filtros para los distintos instrumentos para conseguir su particular voz, pero esto se reduce a c\u00e1lculos para los filtros que no es poco, pero lo importante ya esta descrito.<\/span><\/span><\/p>\n

\"\"<\/a><\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

La m\u00fasica en tus manos, tienes la posibilidad de hacer tus propios dise\u00f1os y conocer los principios de los teclados y sintetizadores musicales de la actualidad.<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":1259,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[7,18],"tags":[48,49,168,54,56,61,77,111,116,135,143],"class_list":["post-440","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-electronica-digital","category-sintetizador-de-musica","tag-48","tag-49","tag-168","tag-4049b","tag-56","tag-61","tag-ca3080","tag-mk50240","tag-musica","tag-sintetizador","tag-ua555"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.diarioelectronicohoy.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/440","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.diarioelectronicohoy.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.diarioelectronicohoy.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.diarioelectronicohoy.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.diarioelectronicohoy.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=440"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/www.diarioelectronicohoy.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/440\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":4837,"href":"https:\/\/www.diarioelectronicohoy.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/440\/revisions\/4837"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.diarioelectronicohoy.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1259"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.diarioelectronicohoy.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=440"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.diarioelectronicohoy.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=440"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.diarioelectronicohoy.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=440"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}