Controle de sintetizadores analógicos via MIDI  – Parte II

Controle de sintetizadores analógicos via MIDI – Parte II


Para executar uma nota em um sintetizador analógico, é preciso enviar um sinal de tensão CV (control voltage) para o oscilador, determinando a frequência que ele deve produzir, e, também, um sinal de gate para o gerador de envelope (EG), determinando o início da execução da nota. Nos instrumentos analógicos dotados de teclado, estes sinais são gerados no próprio teclado, mas nos sintetizadores modulares, do tipo Eurorack e outros, é preciso gerar esses sinais externamente

Com uma infinidade de modelos de teclados controladores MIDI disponíveis no mercado, nada mais lógico do que aproveitá-los para controlar também os sintetizadores analógicos. Mas, como esses teclados “falam” digital e os synths “falam” analógico, é preciso efetuar uma “tradução” dos sinais de um para o outro. É para isto que existem os conversores MIDI/CV.

Converter MIDI para CV e gate
Um conversor MIDI/CV é um dispositivo inteligente que recebe as mensagens MIDI vindas de um teclado controlador ou de um computador, as processa e, então, gera os sinais apropriados de tensão de controle (CV) e de gate para acionar as notas no sintetizador analógico. Esses dispositivos possuem processamento interno e recursos de comunicação serial para poderem receber as mensagens MIDI vindas de um teclado e, eventualmente,  também as mensagens MIDI vindas de um computador via USB.

12_midi2cv_diagramaO microprocessador interno interpreta as mensagens e controla um conversor digital/ analógico (D/A) que, por sua vez, gera o sinal de tensão CV correspondente à nota musical recebida via MIDI. Paralelamente, o microprocessador também gera o pulso de gate, que é conformado por um circuito analógico para se adequar aos critérios de polaridade e nível aceitos pelo sintetizador analógico.

Os conversores MIDI/CV mais simples geram apenas um sinal de CV e um sinal de gate, operando em modo monofônico. Ou seja, mesmo que sejam recebidas várias notas simultâneas do teclado MIDI, o conversor só é capaz de acionar uma de cada vez no sintetizador analógico – o que não chega a ser um problema, já que muitos dos sintetizadores analógicos também são monofônicos. Assim, quando recebe ao mesmo tempo várias notas do teclado (um acorde, por exemplo), o conversor “escolhe” uma delas e gera os respectivos sinais de CV e gate. Geralmente, a escolha recai na última nota tocada no teclado (last-note priority), mas  alguns conversores permitem programar o critério de escolha.

Já os conversores MIDI/CV polifônicos possuem várias saídas de sinal de CV e de gate, porém a polifonia também é limitada. Por exemplo, um conversor com quatro saídas de CV/gate tem que escolher quatro dentre as várias notas recebidas via MIDI para gerar os sinais para o sintetizador analógico. Isto pode ser feito usando o mesmo critério já mencionado, isto é, escolhendo as últimas quatro notas recebidas via MIDI. Alguns desses conversores polifônicos também podem operar em modo multicanal, de maneira que notas recebidas em canais MIDI diferentes são enviadas para saídas diferentes de CV/gate. Por exemplo, as notas do canal MIDI 1 vão para CV1/gate1, as notas  do canal MIDI 2 vão para CV2/gate2, etc. Isso é bem interessante quando se quer controlar vários sintetizadores analógicos monofônicos.

Existem dois requisitos muito importantes para o bom desempenho de um conversor de MIDI/CV. O primeiro diz respeito à precisão e à estabilidade da tensão de controle, que é o que vai permitir a execução afinada do sintetizador. Por exemplo, em um sintetizador cujo oscilador opera com a escala de 1 volt/oitava, a diferença da tensão CV entre cada semitom é de 83,3 mV, e nesse caso um desvio de 10 mV na tensão de CV, por exemplo, significa um desvio de 12 centésimos de semitom, o que não chega a ser tão perceptível. Também é importante que o sinal de tensão CV tenha estabilidade, isto é, não se altere no decorrer da nota.

Para gerar os sinais analógicos, os conversores MIDI/CV utilizam chips de conversão D/A, e a precisão do sinal de tensão na saída depende, basicamente, da resolução em bits na conversão. Os chips mais antigos operam em 10 bits, o que dá uma precisão teórica da ordem de 6 centésimos de semitom. Já os chips de conversão de 12 bits permitem chegar a uma precisão bem melhor, da ordem de 1,5 centésimos de semitom. O outro requisito se refere à velocidade de resposta do conversor, isto é, o tempo que ele precisa para gerar os sinais analógicos após receber a mensagem MIDI. Atrasos acima de cerca de 4 ms (milésimos de segundo) começam a prejudicar a execução musical, produzindo uma sensação desconfortável para o músico. Então, a operação do conversor precisa ser rápida o suficiente para que ele possa colocar os sinais analógicos na saída em tempo hábil. A faixa de notas que pode ser controlada pelo conversor é definida pela extensão da faixa de tensão de CV que ele pode gerar. Por exemplo, um conversor que pode gerar tensões de 0 a 5 V consegue cobrir até cinco oitavas no oscilador de um sintetizador analógico (considerando a escala de 1 volt/ oitava). Existem conversores capazes de cobrir dez oitavas (0 a 10V), mas, obviamente, a aplicabilidade disto vai depender da faixa de CV que é aceita pelo oscilador do sintetizador que está sendo controlado.

Muitos dos conversores de MIDI/CV também interpretam outros controles MIDI, tais como pitchbend, modulation, volume, e até a intensidade das notas (key velocity). Em alguns deles, o controle de pitchbend é incorporado diretamente ao sinal de CV que vai para o oscilador, de maneira que, ao se tocar uma nota e mover junto a alavanca de pitchbend no teclado MIDI, o conversor gera a tensão de CV daquela nota e adiciona a esse sinal o valor de tensão correspondente à posição do pitchbend, produzindo no sintetizador analógico um resultado similar ao que acontece em um sintetizador moderno controlado via MIDI.

13_midi2cv_ctrlEm outros modelos, o controle MIDI (pitchbend,  odulation, etc) pode ser direcionado para uma outra saída de CV,  diferente daquela que gera o sinal de controle de notas, permitindo ao músico entrar com esse segundo sinal no módulo que desejar do seu sintetizador analógico. Por exemplo, se o controle de modulation é direcionado ao sinal CV2, este poderá ser injetado na entrada de controle do filtro, de maneira que o músico possa ajustar a frequência de corte usando a alavanca de modulation no teclado.
Apesar de haver uma grande variedade de sintetizadores analógicos modulares sendo produzidos atualmente em todo o mundo, não são muitos os modelos de conversores de MIDI/CV disponíveis, e cada um deles conta com recursos diferentes, sendo que a maioria oferece só uma saída de CV, para controle da nota. (Miguel Ratton)

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