Synthé : Un peu de couleur !!

26.04.2013

Dans les chapitres précédents les montages ont permis à notre synthétiseur d'être capable de générer un son, de commander ce son à partir d'un clavier et même de lancer ou stopper ce son à volonté. Reste qu'entre ces expériences et un véritable instrument de musique, il y a encore un gouffre !

Notre synthétiseur tel que nous l'avons obtenu après la dernière modification est un peu comme une guitare qui aurait des cordes et un manche mais qui serait démunie de caisse de résonance. Le son qui serait alors produit n'aurait aucune des qualités que l'on connaît à cet instrument.

Donc, pour que notre synthèse soit plus complète, il faut ajouter une sorte de " résonateur " pour ajouter de la couleur au son du générateur.

Pour synthétiser un son, il existe principalement trois manières de procéder :

La plus récente c'est l'échantillonnage. Avec ce procédé on découpe le son d'un véritable instrument en " tranches " assez fines que l'on nomme échantillons, on les mémorise dans une mémoire, sur un disque ou par tout autre procédé de mémorisation et lorsque l'on en a besoin, on lit et assemble ces échantillons pour les envoyer à un amplificateur. Le principal avantage de ce procédé c'est la qualité de la restitution sonore obtenue. Mais ce n'est qu'une reproduction. Pour faire de la création de son, cette méthode n'est pas très souple car il lui faut passer des échantillons dans des filtres et autres sous ensembles de traitement qui sont équivalents à la synthèse soustractive.

Une méthode plus ancienne est la synthèse additive. Même si vous ne le savez pas, vous la connaissez certainement. Il s'agit d'ajouter des harmoniques à une fréquence fondamentale pour que la forme du signal obtenu par cette addition soit la plus proche possible du son recherché. C'est ce qui est fait dans un orgue à tuyaux par exemple ou l'on couple des tuyaux de différentes longueurs afin de modifier la couleur du son final. C'est aussi ce qui est fait dans l'orgue électronique qui reproduit son ancêtre acoustique (Hammond B3 par exemple). Cette méthode donne des résultats assez approximatifs pour ce qui est de la synthèse même si ils peuvent être quelquefois très intéressants (Le B3 en est un exemple incontournable !!).

La troisième méthode est celle de la synthèse " soustractive ". Dans ce dernier cas, on utilise un signal d'origine complexe (Dent de scie, carré, bruit blanc...), comprenant le plus d'harmoniques possible et, à l 'aide de filtres, on supprime celles que l'on ne souhaite pas entendre. Tout le monde connaît une version simplifiée de ce type de filtre puisque c'est exactement ce qui est fait pour le réglage des graves et des aigus des radios et autres chaînes HI-Fi. C'est ce système qui est utilisé dans les synthétiseurs analogiques. Bien entendu et comme d'habitude, ce module de filtre sera contrôlé par une tension (V) ce qui implique son nom VCF (Voltage Controled Filter).

L'avantage majeur de ce système, c'est que l'on peut contrôler ses caractéristiques depuis plusieurs dispositifs de commande et également que l'on peut faire évoluer le réglage dans le temps. Ainsi, on pourra obtenir un son d'attaque (Aigu par ex) différent du son tenu (Plus rond par ex) . Concrètement, on pourra simuler la différence de sonorité de l'attaque d'un saxo par rapport à la suite tenue de la note en soumettant notre VCF à l'action d'un module d'enveloppe ADSR (voir la partie VCA).

Il existe toutefois un problème. En effet cette méthode fonctionne bien pour une fréquence (note) donnée, mais si l'on change cette note, on doit aussi changer les caractéristiques du filtre pour éliminer correctement les harmoniques indésirables. Par exemple pour obtenir un signal sinusoïdal de 440 Hz (le La central) à partir d'un signal composé de la fondamentale plus une harmonique 2 (880 Hz) plus une harmonique 4 (1760 Hz), il suffit de régler le filtre pour qu'il élimine ce qui est au- dessus de 440 Hz. Mais si le musicien veut jouer le La 880 alors il faudra changer la fréquence de coupure du filtre pour qu'il élimine ce qui est au dessus de 880... Etc. La commande par une tension est la bienvenue puisqu'elle nous permettra de résoudre ce problème en utilisant la tension de commande venant du clavier et servant à piloter le VCO pour faire évoluer également les caractéristiques de notre VCF... !!!

Nous allons donc insérer notre VCF entre le VCO et le VCA . On choisira d'abord le plus simple " OB VCF " (One Band Voltage Controled Filter). Puis on pourra se pencher sur les MM Filter et le ECF 12 Db qui comporte son générateur d'enveloppe intégré !

On peut voir les entrées des signaux " In ", les entrées de commandes de fréquence de filtrage " Frq " et la commande de coefficient de résonance " Q ". Côté sorties trois possibilités : " LP " (Low Pass), " BP " (Band Pass) et HP (Hight pass). Chacune de ses sortie donne un résultat différent. Les sorties peuvent ensuite être mixées...