Sintetizadores

Síntesis (13): El ‘mecano’ modular

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Síntesis modular: arquitectos, y no meros usuarios, de nuestro propio sintetizador. Un concepto general y no una técnica o menos aún una tecnología concreta: los sintes modulares abarcan desde los herederos de los orígenes analógicos sustractivos a sistemas íntegramente digitales de toda clase.

Avanzamos la línea abierta en la entrega anterior y llegamos a la verdadera modularidad: el ‘mecano’ de los sintesistas.

 

En las cavernas hubo módulos

La prehistoria de la síntesis fue modular. Cuando los sistemas electrónicos/magnéticos de grabación/reproducción de audio se hacen comunes a mitad del s. XX, los músicos comienzan a coexistir con los técnicos en los estudios y se habitúan a ver sus herramientas.

En poco tiempo en lugar de ser espectadores del trabajo de los técnicos, intuyen nuevas formas de creación sonora/musical vinculadas a esas herramientas, dándoles otros usos.

La música concreta (basada en la manipulación de la cinta magnetofónica) incorpora como elemento musical cualquier objeto sonoro registrado, que además pasa a ser manipulable (aunque sea sólo rudimentariamente). Pero además aparece otra línea de trabajo. No la de traer ‘otros’ sonidos grabados a la paleta del músico, sino la de crearlos de la nada: la posibilidad de ‘sintetizar’.

En varios centros de investigación acústico-musical comenzaron a aplicar con propósitos de creación de nuevos sonidos elementos que eran propios de un laboratorio de electrónica: generadores de señal (osciladores), sumadores, multiplicadores, moduladores, filtros, limitadores, amplificadores, etc. Concebidos originalmente para otros usos  (realización de tests, calibración de equipos, construcción de sistemas de comunicación y/o registro, etc.) el músico/técnico los aprovecha con un objetivo diferente y los conecta según su libre albedrío para experimentar con ellos en la creación de sonidos directamente desde el dominio electrónico. Escuchad por ejemplos las obras tempranas de Stockhausen. Tecnologías aplicadas a la generación misma de sonido usable musicalmente.

Una vez demostradas las posibilidades, comienzan a agruparse  este mismo tipo de elementos ya con un propósito definidamente musical y surgen los primeros sintetizadores, que lo fueron de tipo modular, a menudo desligados de teclado al ser el interés principal el diseño sonoro/tímbrico y no tanto la ejecución ‘melódica’ tradicional.

De aquellas experiencias iniciales modulares (cuyo coste y tamaño las reservaban exclusivamente a grandes centros de investigación/creación musical) se llegó por los fabricantes a la idea de diseñar la versión ‘pret a porter’ para las masas de un sintetizador. Algo que se pudiera comprar y usar con facilidad, en donde se ofrecieran alojados en un único equipo una selección básica de módulos generosa en resultados musicales. Menos experimentales y más centrados en los gustos y necesidades mayoritarios: ejecutar notas, interpretar melodías. Y surgen así los sintes que ‘compactos’ o ‘cerrados’ que marcan la popularización del sintetizador como herramienta (con el hito como referente habitual del MiniMoog y toda la sucesión de sintes monofónicos y primeros polifónicos de los 1970s).

Pero el atractivo por lo modular no ha decaído y de hecho hay una nueva explosión de oferta modular en el mercado.

 

Hacia el pensamiento modular

Un sinte modular ofrece al usuario muchos puntos ‘intermedios’ de cada módulo. Tanto entradas y salidas de audio (por ejemplo las de un filtro) como entradas y salidas de control (siguiendo con el ejemplo del filtro, una entrada para controlar la frecuencia de corte y otra para controlar la resonancia). Esos puntos intermedios accesibles (normalmente a través de conectores jack si hablamos de un modular analógico) permiten tirar latiguillos de uno a otro y establecer las rutas deseadas.

Fijaos cómo cambia el filtro que aparecía en el CS-10 de la entrega anterior si pudiéramos añadirle unas pocas conexiones en jack y algunos potenciómetros (marcados con fondo de color en la figura):
Un sinte modular ofrece al usuario muchos puntos ‘intermedios’ de cada módulo. Tanto entradas y salidas de audio (por ejemplo las de un filtro) como entradas y salidas de control (siguiendo con el ejemplo del filtro, una entrada para controlar la frecuencia de corte y otra para controlar la resonancia). Esos puntos intermedios accesibles (normalmente a través de conectores jack si hablamos de un modular analógico) permiten tirar latiguillos de uno a otro y establecer las rutas deseadas.

 

Fijaos cómo cambia el filtro que aparecía en el CS-10 de la entrega anterior si pudiéramos añadirle unas pocas conexiones en jack y algunos potenciómetros (marcados con fondo de color en la figura):

En este nuevo filtro tenemos como novedad:

  • La posibilidad de controlar la frecuencia de corte desde una señal cualquiera externa
  • La posibilidad de controlar la resonancia desde una señal cualquiera externa
  • La posibilidad de definir la intensidad con la que la envolvente del filtro debe hacer barrer la frecuencia de corte a través de un único potenciómetro (desacoplando así la ‘forma’ de la envolvente de la ‘intensidad’ de su actuación -en el filtro original había que tocar varios pots para lograr reducir/expandir la actuación de la envolvente-)
  • Y finalmente tenemos disponibles la entrada y la salida audio del filtro en jacks (lo que resulta tentador para introducir una realimentación que exagere la acción del filtrado y/o que nos permita entrar con facilidad en regiones no lineales, distorsionadas o autooscilantes, etc.)

Pero demos un paso más. ¿Para qué tener esclava esa envolvente para el filtro? ¿No sería más versátil que fuera autónoma (pudiendo así aplicarla al filtro o a cualquier otra cosa)? E incluso, ¿porqué tener preestablecida la ruta desde el OSC al VCF y de él hacia el VCA? Llegamos así a la esencia de un módulo, a su funcionalidad ‘bruta’, sin aditamentos, pero eso sí, ampliamente abierta:

En este caso tenemos un filtro con un pequeño mezclador en su entrada que nos permite combinar dos señales. Ofrece también dos copias de su salida. ¿Para qué dos entradas y salidas? Una podría ser útil para realimentar, la otra para continuar el proceso hacia el siguiente módulo, así que es razonable incorporar ambas (en lugar de obligar a usar además del filtro un ‘mixer’ a la entrada y un ‘splitter’ a la salida).

Tenemos los dos controles clásicos en pot para frecuencia de corte y resonancia, pero cada uno acompañado también de la posibilidad de regular ese mismo parámetro bajo control de una señal externa (y con una intensidad regulable mediante un pot).

 

Este nuevo filtro independiente no tiene ningún origen ni destino preestablecido. Es un módulo puro, aislado, desconectado. Ocupará más espacio en él la ubicación de los seis pots y los seis conectores que la propia electrónica necesaria (bastante escasa). Y es un módulo que depende de nosotros para que realicemos el cableado que permita entregarle alguna señal y llevar su salida hacia algún lugar.

Podría ser lo convencional (recibo señal del VCO y la entrego al VCA) o no. Somos los ‘arquitectos’ de nuestro propio sinte. Con ladrillos que hemos de comprar entre los disponibles (salvo que seamos unos gurús del DIY y sepamos diseñar y construir nuestros propios módulos), pero con la enorme flexibilidad que nos puede aportar su amplia conectividad.

 

Modular: hecho de módulos

No hemos de negar que al hablar de sintes modulares muchos recordamos la imagen de los gigantes analógicos. Racks plagados de infinidad de módulos básicos como el que acabamos de describir. VCOs, VCFs, VCAs, ENVs, LFOs, Sumadores, Multiplicadores, Comparadores, Saturadores, etc. y auténticas marañas de cables para interconectarlos. Al fin y al cabo, si no nos gustara complicarnos la vida, seguramente no nos interesarían los sintes. Hasta tal punto es la identificación con esa imagen que hay quienes rechazan aplicar el término ‘modular’ a sistemas digitales que permiten interconectar ‘módulos software’ y diseñar una arquitectura personalizada para la síntesis.

Sin embargo quiero hacer notar (para contrarrestar el que nos vayamos a centrar en modulares analógicos) la perfecta aplicabilidad del término modular a muchos sistemas digitales. Es modular por supuesto un Moog System V, pero lo es también un teclado Nord Modular virtual en el que escojo e interconecto qué módulos deseo disponer para crear un sonido. También lo es una realización puramente soft (para ordenador) del concepto modular clásico como ‘Modular V’ de Arturia y tantos otros. Podrán obtener resultados diferentes, marcados por sus tecnologías, pero todos ellos tienen su valor, su espacio y sus singularidades.

Pero el concepto modular va mucho más allá. No se limita a entornos (hard o soft) que imitan a los analógicos modulares tradicionales, con esa imagen ‘de poster’ que mencionábamos llena de potenciómetros y jacks. Son también modulares otros muchos sistemas íntegramente pensados desde la esfera digital y concebidos como un conjunto de bloques básicos, en este caso algoritmos o funciones programadas, que el usuario puede/debe interconectar según su propio diseño para construir sus propios instrumentos. Sería injusto completamente no considerar perfectos ejemplos de síntesis modular entornos tipo CSound o Max, entre otros. En unos con el apoyo de herramientas de representación visual en pantalla que permiten instanciar módulos y tirar ‘hilos’ entre ellos, en otros directamente escribiendo código, pero modulares al fin.

Igualmente sería injusto entender que lo modular se refiere sólo a síntesis sustractiva. El concepto modular abriga cualquier tipo de síntesis. La clave está en que en lugar de ofrecer al usuario únicamente una arquitectura cerrada, se le entrega un conjunto de piezas, de ladrillos, con los que puede él mismo construirse el instrumento final según sus necesidades. Podemos usar VCOs y envolventes para obtener síntesis FM analógica (con sus pros y sus contras frente a la FM digital). Un banco de osciladores puede usarse para síntesis aditiva. Pero especialmente si acudimos a sistemas modulares digitales tipo CSound o Max, los módulos pueden ser cosas tan extravagantes y complejas como un vocoder de fase, un motor granular, o un larguísimo etc. que nos llevan a territorios inabordables en un entorno estrictamente analógico.

 

Es más, centrándonos en los modulares analógicos, muchos módulos de electrónica para estos sistemas, tienen en su interior tripas digitales a día de hoy. Es el caso de módulos de control o de secuenciamiento que se benefician de la realización digital (aunque con salidas en voltaje) y que permiten ofrecer funciones costosísimas o directamente imposibles en una solución analógica ‘razonable’. Aunque módulos como osciladores o filtros aún pueden retener características atractivas demasiado costosas para una implementación digital, en cuanto al control la balanza más bien se decanta del otro lado: la generación intervenida digitalmente de las señales de control. Así no son ajenas a los módulos ‘con pantallas’ pensados para sistemas modulares concebidos originalmente desde la perspectiva analógica (podéis ver uno de hecho en la foto anterior).

 

Bienvenidos a la libertad

En definitiva, lo que importa para poder aplicar el término de síntesis modular, no es lo que se ofrece en cuanto al tipo de técnicas de síntesis (sustractiva, FM, aditiva, espectral, granular…), o en cuanto al tipo de tecnologías de implementación (analógicas y digitales en distintas variantes). Lo que importa es que se habilite al usuario para, utilizando bloques básicos, realizar su propia decisión de interconexión de los mismos, lo que le permite actuar en la definición de la arquitectura del sintetizador.

Y lo que nos debe importar para decidirnos al uso de un modular es precisamente eso: ¿tenemos voluntad / necesidad de crear nuestras propias arquitecturas? ¿queremos salirnos con ellas de la rutina dominante de oscilador->filtro->amplificador?

Un paso más allá, aunque no al alcance de los conocimientos de cualquiera, y de nuevo tanto en sistemas analógicos como digitales, además de los módulos disponibles comercialmente los usuarios más avanzados pueden (armados de soldador en un caso y de conocimientos de programación en otro) crear sus propios bloques y módulos. En unos casos una placa electrónica construida para un propósito específico por el propio usuario, en otros un algoritmo o programa de cosecha propia. No dejan de ser ejemplos de ‘DIY’ con los que personalizar hasta el extremo un sintetizador modular.

 

Pero para avanzar, sigamos centrándonos en el caso de los modulares analógicos.

Solemos concebir (y así lo hacíamos en las primeras entregas de la serie, centradas en sistemas cerrados) que un VCO, un VCF o un VCA son elementos de generación o tratamiento de audio, mientras ENV y LFO lo son de control. Pero en un modular tenemos libertad. Podríamos decidir que usamos un filtro para modificar una envolvente y así suavizar su contorno, de forma que su trazado en lugar de mediante segmentos rectos sea más curvo.

 

Señal y control: tanto monta, monta tanto

¿Pero no estaban pensados los filtros para el tratamiento del audio? Sí… en un uso convencional. En un modular nada me impide procesar por un filtro la salida del generador de envolvente, que es una señal de control. Todo es cuestión de realizar el conexionado oportuno.

Esta es otra cuestión diferenciadora respecto a sistemas no modulares. La distinción entre elementos de control y elementos de audio no está prefijada, la realiza también el usuario.

¿Queréis más ejemplos? Tal como veíamos en la entrega anterior, podemos usar un VCA para procesar señales de control, o aplicar un LFO como señal de ‘trigger’ que lance notas,… Es todo (para bien y para mal) nuestra propia decisión.

 

Obliga a un diseño de los módulos concebido con ese potencial uso genérico. Por ejemplo, para evitar determinados problemas eléctricos internos, muchos sistemas audio bloquean la señal continua. Su banda de paso se extiende (con suerte) desde 20Hz a 20KHz.

La señal de control (una envolvente, por ejemplo) se desarrolla en tiempos de segundos, es decir, es lenta. O dicho de otra forma, su contenido es principalmente de muy baja frecuencia. Para que un filtro pueda procesarla en forma útil, debe ser un filtro ‘genérico’, capaz de llegar a aplicar frecuencias de corte ultragraves, muy por debajo de los 20Hz. Capaz de tolerar y tratar incluso componentes de continua en la señal.

Pero eso es lo habitual cuando hablamos de síntesis modular y de los bloques básicos que podemos adquirir. Suelen ser bloques de electrónica ‘en bruto’, sin el ‘maquillaje’ de esas limitaciones de banda forzadas a priori, porque su diseño no es ‘finalista’.

 

Cuando compráis un pedal de filtro estáis adquiriendo un sistema ‘finalista’, concebido con el fin de procesar audio y que por ello impone en sus entradas y salidas limitaciones como la del ancho de banda (para evitar ruido fuera de la banda útil y para evitar saturación de etapas internas por desplazamiento debido a la continua que nos sitúe fuera de la zona óptima de trabajo). Ese pedal previsiblemente tiene tanto en la entrada como en la salida elementos de desacoplo de continua, elementos que impiden el paso de continua hacia el interior. Pero cuando compramos un módulo filtro para un modular (y salvo excepciones) desacoplar la continua es problema del usuario, el filtro no siempre va a garantizarlo por sí mismo. Será nuestra responsabilidad si lo queremos.

 

Módulos en bruto = módulos brutales

Lo vamos a ilustrar con un ejemplo claramente fuera de lo habitual. En muchos sintes puede existir un saturador o distorsionador para ‘recortar’ los picos de la salida del oscilador y hacer la señal más chillona y sucia:

Pero una distorsión simétrica como esa genera el ‘frío’ color de la ausencia de armónicos pares. En nuestro rescate, en un modular el mismo distorsionador simétrico podría usarse para generar distorsión asimétrica. Un pedal de distorsión, muy a menudo tendrá barreras ‘anti-DC’ tanto en la entrada como en la salida. Pero nuestro modulo ‘saturador’ en un sinte puede estar desprovisto de ellas. Es una distorsión ‘en bruto’, sin la cosmética de esos desacoplos de contínua… y gracias a ellos nos permite hacer brutalidades.

Si somos capaces de sumar la salida de un OSC y una señal contínua (sí, eso dará lugar a la aparición de un desplazamiento DC… ¿y qué? ¿no era para estas locuras para lo que queríamos ser modulares?), ahora al atravesar el saturador podremos mediante la cantidad de DC escoger un formato de distorsión más asimétrico (lo exagero en la figura) para obtener otro color de distorsión muy diferente:

¿Y si en vez de sumar una cierta cantidad de continua sumáramos una ENV o un LFO a la salida del OSC? Obtendríamos una distorsión variable entre simétrica y asimétrica controlable a voluntad nuestra a través de la ENV o el LFO.

 

Y así, poco a poco, seguimos construyendo nuestro castillo con las piezas disponibles. Acabamos de entrar en el vicio del juego del ‘mecano’ que nos permite construir (si contamos con piezas suficientes) según nuestras necesidades la arquitectura de nuestros sueños (aunque para ello, claro, hay que ser capaz de soñar).

Una libertad para realizar lo que nadie ofrecerá en un diseño de sinte para las masas.

 

Los límites de la libertad y el háztelo tú mismo

Antes de que nos lancemos ya a abrazar lo modular como la panacea y la síntesis absoluta, seamos realistas por un momento. Salvo que seamos unos gurús del ‘Do It Yourself’ ya sea en su versión electrónica o en la vertiente de programación/digital, tanto en un modular analógico como en uno digital estaremos usando los módulos que existan disponibles.

Tanto el formato físico de los módulos como algunos elementos de su formato eléctrico (alimentación, formato y rangos de las tensiones de audio y de control, etc.) deben estar estandarizados para así abrir la posibilidad de desarrollo de módulos por varios fabricantes (o el propio usuario) de forma que constituyan un sistema abierto. Así sucede en la mayor parte de los casos. Un fabricante de modulares que use un formato propietario se arriesga tanto con su producto como quien se que lo compre, porque la esencia del hecho modular es la carencia de límites de partida, incluso la limitación a estar casado con un fabricante único.

Lo cierto es que los límites de lo que hay comercialmente son hoy amplios y afortunadamente crecientes. En años recientes ha habido un resurgimiento del mercado de módulos analógicos (y no hace falta hablar de la variedad de arquitecturas digitales abiertas y de la creciente oferta de funciones en entornos CSound / Max). Han aparecido fabricantes relativamente ‘pequeños’ que aportan imaginación e innovación, ofreciendo bloques constructivos con propuestas que no se limitan a replicar la tradición.

Un ejemplo de origen ‘hispano/hispasónico’

Aquí tenéis una imagen de algunos módulos analógicos de los que diseña y comercializa el hispasónico thalassa (http://www.corsynth.com/esp) . Un ejemplo -no es el único- de cómo desde España también se vende síntesis al mundo. Un ejemplo también de dónde pueden llevar las ganas y el coraje a alguien: hace un lustro participaba en foros de hispasonic contando sus primeras experiencias montando kits de otros fabricantes y buscando y ofreciendo ayuda para esa afición, que ahora ha devenido en profesión y marca propia.

  • El de la izquierda es un LFO que recorre desde un par de milésimas de Hz. (¡ciclo de más de 8 minutos!) hasta llegar incluso al entorno del KHz. (muy por encima del máximo en los LFOs habituales), con cinco formas de onda disponibles y capacidad de modulación de la velocidad mediante voltaje (muy interesante para obtener complejas variaciones). Os llamo la atención sobre el hecho de que tiene más conectores que potenciómetros y controles. No es de extrañar, pues ya hemos visto que la capacidad de interconexión es una de las bazas principales en un modular, como demuestra bien este ejemplo.
  • El del centro es un LPF cuyos detalles podéis ver en su web, del que os llamo la atención sobre su mayor anchura respecto al anterior (ocupará más extensión en un rack). Esta anchura es necesaria no tanto por la electrónica que lleva el módulo en sí, sino por la necesidad de disponer los conectores y potenciómetros.
  • A la izquierda tenéis la imagen ‘trasera’ de un módulo, en la que he marcado con un contorno los agujeros previstos para los tornillos de sujeción al chasis que albergará los módulos. También están marcados (como ‘bus sistema’) los conectores que permitirán alimentar el módulo y (tal vez -según los casos-) algún otro uso. Así mismo aparecen algunos elementos de ajuste y calibración (sí: esto es tecnología analógica y puede ser necesario ‘afinarla’ de cuando en cuando).

 

Con esas imágenes en la cabeza podemos presentar ya los principales estándares de ‘modulares analógicos’ (que habría que dejar de llamar así y denominar sencillamente modulares con ‘control por voltaje’, dado que no pocos módulos de control se realizan a día de hoy con electrónica interna digital aunque sus conexiones se expresen en términos de voltaje).

Claramente necesitaremos algún tipo de ‘contenedor’ (caja, armario) para albergar los módulos, y en la caja tendrá que haber una fuente de alimentación a la que se puedan conectar los módulos que instalemos. Las dimensiones de los módulos, el tipo de alimentación y su conector o bus, el tipo de señales eléctricas que se usan entre módulos… estas y otras cuestiones determinan la existencia de un pequeño repertorio de estándares para modulares.

Pero eso, será ya en la próxima entrega.

Etiquetas: Curso de síntesis
Pablo Fernández-Cid
EL AUTOR

Pablo no puede callar cuando se habla de tecnologías audio/música. Doctor en teleco. Ha creado diversos dispositivos hard y soft y realizado programaciones para músicos y audiovisuales. Toca ocasionalmente en grupo por Madrid (teclados, claro).

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34
Comentarios
  • #1 por Mister Carrington el 16/01/2014
    Como toda la serie, estupendo artículo.

    ¡No sé de dónde sacas el tiempo para escribir!

    Salu2
  • #2 por pablofcid el 16/01/2014
    #1
    Larga es la noche.
    Salud-y-tos (tiene gracia ahora en época de gripes)
    1
  • #3 por dorremifasol el 16/01/2014
    Aunque aún no he terminado de leerlo entero te doy las gracias de antemano. Gracias por tan magnífico aporte!
  • #4 por Thalassa el 16/01/2014
    Muy buen articulo y muchas gracias por la mención :)
  • #5 por jvilla el 16/01/2014
    Tremendo artículo, de nuevo. Dan ganas de empezar a montar modulitos.
    Una preciosidad el trabajo de Thalassa y su empresa, si algún día me decido seguro que opto por su producto.
    Muchas gracias al autor.
  • #6 por JLC el 16/01/2014
    muchas gracias
  • #7 por pauperrasta el 16/01/2014
    Gracias, tanto por aprender....
  • #8 por mala-estrella el 16/01/2014
    Muchas gracias, solo una cosa, después de lo de "hacia el pensamiento modular" hay un párrafo que se repite dos veces.
  • #9 por TpuntoGarcía el 16/01/2014
    Gracias por esta nueva entrega.

    Peazo serie oiga!!!
  • #10 por parker25 el 17/01/2014
    grande
  • #11 por Iu Gob el 17/01/2014
    Otra joya... A mi modo de ver, estos magníficos artículos, a los que nos tiene acostumbrados Pablo, hacen que Hispasonic adquiera un valor divulgativo de la tecnología musical en la red, de gran nivel. Y lo digo muy sinceramente. Gracias y chapeau, maestro.
  • #12 por Sepuede el 17/01/2014
    ¿Quién será el autor del "parchecito" de la foto?
  • #13 por pablofcid el 17/01/2014
    #12
    Yo no, y lo digo con lástima. En CSound y MAX todavía no me he metido y mira que le tengo ganas, pero será cuando caiga un año sabático.
    Alguno que estéis en ello podíais preparar un artículo para 'motivarnos'.

    A mi me ha tocado lidiar con entornos tipo Matlab para desarrollar algoritmia y luego directamente a programarlo para DSPs. Pero lo de MAX es una tentación en la que espero caer y despacharme a gusto algún día.
    Para mi modo de ver es el verdadero 'sin límites'. Y si sigues un poco la corriente de computer music / electroacústica más académica se están haciendo algunas cosas maravillosas (y, como con cualquier otra forma musical, otras cuantas ya muy manidas).

    Igual que en el terreno pop electrónico ya hay muchos clichés (en cuanto a sonidos y formas) los hay también en la parte electroacústica, pero cuando salta la chispa... revienta todo.
  • avatar
    #14 por --430038-- el 18/01/2014
    max, puredata, reaktor, synthmaker..., cada uno con su sintaxis, pero todos pueden ser modulares, no estarian mal algunos articulos de como iniciarse en max, en la misma linea de los que hay de reaktor.
    muchas gracias como siempre
  • #15 por el 19/12/2015