Synthétiseur

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DĂ©finition

Un synthĂ©tiseur est un instrument de musique qui produit des sons Ă©lectroniquement par le biais de ce qu’on appelle la synthèse. Une distinction est faite entre les synthĂ©tiseurs analogiques et les synthĂ©tiseurs numĂ©riques.

Synthétiseur analogique (monophone)

Le premier synthĂ©tiseur a Ă©tĂ© fabriquĂ© par un monsieur nommĂ© Robert Moog et a Ă©tĂ© prĂ©sentĂ© pour la première fois Ă  l’Audio Engineering Society Convention (AES) en 1964.

Ă€ la fin des annĂ©es 1960, de nombreux enregistrements utilisant le nouveau son Moog ont Ă©tĂ© publiĂ©s. Le cĂ©lèbre morceau POPCORN est devenu un grand succès mondial et a Ă©tĂ© la première chanson de l’histoire de la musique Ă  ĂŞtre entièrement crĂ©Ă©e avec le synthĂ©tiseur Moog. MĂŞme les Beatles ont utilisĂ© un Moog lors de l’enregistrement de leur album ABBEY ROAD pour donner au dernier refrain de Here Comes the Sun un son particulier.

Cependant, Robert Moog n’a pas seulement fondĂ© une nouvelle ère du son, mais il en a Ă©galement fourni l’arrière-plan technique, par exemple en dĂ©veloppant une interface pour le contrĂ´le externe via une commande de hauteur logarithmique. Les synthĂ©tiseurs Ă©taient contrĂ´lĂ©s par un clavier normal, ou par un sĂ©quenceur, oĂą les sĂ©quences de hauteur de son pouvaient ĂŞtre programmĂ©es dans le temps et donc contrĂ´lĂ©es par cette interface.

Cependant, comme le système modulaire Moog Ă©tait trop grand et trop lourd pour ĂŞtre utilisĂ© sur scène et en concert, Robert Moog a intĂ©grĂ© les composants de base du synthĂ©tiseur dans un boĂ®tier plus compact, lui a donnĂ© le nom de Minimoog et l’a lancĂ© en 1970 : Le Minimoog a commencĂ© sa procession triomphale et est devenu dans les annĂ©es suivantes l’un des synthĂ©tiseurs les plus populaires, qui a trouvĂ© une rĂ©sonance dans le monde entier.

Synthétiseur analogique (Polyphon)

Les premiers synthĂ©tiseurs Ă©taient monophoniques. Quelques-uns seulement Ă©taient capables de produire deux tons en mĂŞme temps. La vĂ©ritable polyphonie Ă  cette Ă©poque ne pouvait ĂŞtre rĂ©alisĂ©e que par le principe de l’organe Ă©lectrique (principe du diviseur d’octave).

En 1976, cependant, les premiers “vrais” synthĂ©tiseurs polyphoniques sont apparus sur le marchĂ©. Cependant, ces derniers Ă©taient très complexes et coĂ»teux. Le premier synthĂ©tiseur polyphonique abordable et programmable contrĂ´lĂ© par microprocesseur a Ă©tĂ© le Prophet-5, qui a Ă©tĂ© produit par Sequential Circuits en 1978. Pour la première fois, il Ă©tait dĂ©sormais possible de mĂ©moriser les rĂ©glages et de les rappeler en appuyant sur un bouton. Il Ă©tait Ă©galement compact et lĂ©ger – lĂ  encore par rapport aux systèmes modulaires.

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Génération de sons analogiques

Les synthétiseurs analogiques des années 1970 ont souvent été construits sous forme de systèmes modulaires. Les différents composants (générateurs de signaux, filtres, modulateurs) ont été montés dans un rack et reliés entre eux par des câbles à fiche jack. (-> enchevêtrement de câbles à la perfection)

Connaissances de base : Un ton est gĂ©nĂ©ralement composĂ© d’une fondamentale et des harmoniques correspondantes. Les sons de l’autre type sont crĂ©Ă©s par la structure diffĂ©rente des sĂ©ries d’harmoniques. Les harmoniques individuelles diffèrent en frĂ©quence, en amplitude et en accumulation et rupture temporelle. La gĂ©nĂ©ration du son dans les synthĂ©tiseurs analogiques ne fournissait initialement que quelques formes d’onde de base, semblables Ă  celles des instruments mĂ©caniques : l’onde d’inclinaison (semblable aux cordes), l’onde carrĂ©e (semblable aux bois) et l’onde triangulaire (semblable aux flĂ»tes).

Oscillateur commandé par la tension

Le VCO est un circuit Ă©lectronique rĂ©sonant dont la frĂ©quence audio dĂ©pend d’une tension de commande. Lorsque plusieurs oscillateurs sont utilisĂ©s simultanĂ©ment, le nombre de possibilitĂ©s de conception sonore augmente – ce qui fait que souvent une lumière ou un utilisation d’un minimum d’oscillateurs “accordĂ©s les uns aux autres” (effet de dĂ©saccord)

Le générateur de bruit

On parle de bruit blanc lorsque toutes les frĂ©quences audibles d’un mĂ©lange sonore se produisent dans des proportions Ă  peu près Ă©gales. Un bruit colorĂ©, par exemple un bruit rose, est une perturbation dĂ©libĂ©rĂ©e de cette rĂ©partition Ă©gale des frĂ©quences (lorsqu’une gamme de frĂ©quences est dominante ou moins dominante). Certains synthĂ©tiseurs ont la capacitĂ© de produire un bruit dans lequel les basses frĂ©quences prĂ©dominent. Le bruit peut Ă©galement ĂŞtre utilisĂ© comme source de modulation. De cette façon, des sons inhabituels et intĂ©ressants sont crĂ©Ă©s.

Filtre à tension contrôlée (VCF)

La mise en forme sonore proprement dite a lieu dans le VCF. Le filtre le plus courant est le filtre passe-bas (LPF). Le filtre passe-haut (HPF) fonctionne exactement dans l’autre sens. La connexion en sĂ©rie de filtres passe-bas et passe-haut crĂ©e un filtre passe-bande (BPF). La contrepartie, un bandstop, est crĂ©Ă©e en connectant le LPF et le HPF en parallèle. Ici, une bande de frĂ©quence spĂ©ciale est attĂ©nuĂ©e, tandis que les autres composantes de frĂ©quence passent sans entrave.

Amplificateur commandé en tension (VCA)

Le VCA contrĂ´le la dynamique des paramètres sonores en fonction de la tension. Dans les synthĂ©tiseurs, l’ACV est principalement contrĂ´lĂ©e par le gĂ©nĂ©rateur d’enveloppe. Cependant, la plupart des fabricants de synthĂ©tiseurs n’utilisent pas le VCA comme un vĂ©ritable amplificateur, mais seulement comme un attĂ©nuateur – il est donc plus souvent appelĂ© attĂ©nuateur contrĂ´lĂ© par la tension. Seuls les systèmes modulaires Moog ont Ă  la fois des fonctions d’amplification et d’attĂ©nuation Ă  l’Ĺ“uvre.

Le gĂ©nĂ©rateur d’enveloppes

Les gĂ©nĂ©rateurs d’enveloppe produisent des sĂ©quences de tension qui sont programmables et utilisĂ©es via le VCA pour contrĂ´ler la dynamique du son. Dans la plupart des cas, quatre paramètres diffĂ©rents peuvent ĂŞtre programmĂ©s dans les gĂ©nĂ©rateurs d’enveloppe : L’heure de l’attaque, Temps de dĂ©croissance, volume (niveau de maintien) et dĂ©croissance (temps de libĂ©ration). Ces paramètres peuvent ĂŞtre modifiĂ©s avec le contrĂ´le “Niveau”. L’abrĂ©viation ADSR qui en rĂ©sulte provient des quatre phases de l’enveloppe : Attaque, DĂ©clin, Maintien, LibĂ©ration.

La modulation

Le LFO (Low Frequency Oscillator) consiste en un oscillateur basse frĂ©quence contrĂ´lable. Si le VCF est modulĂ© avec les diffĂ©rentes formes d’onde du LFO, en couplant deux filtres, par exemple en passe-bande ou en bloc, vous pouvez crĂ©er diffĂ©rents effets comme Wah-Wah ou Phaser. La modulation de l’ACV avec des signaux LFO sinusoĂŻdaux ou triangulaires crĂ©e un trĂ©molo. Avec un signal d’onde carrĂ©e du LFO, une rĂ©pĂ©tition permanente du son est assurĂ©e, crĂ©ant ainsi ce que l’on appelle l’effet mandoline.

Échantillon et maintien

Ici, un Ă©chantillon est prĂ©levĂ© Ă  intervalles rĂ©guliers sur un signal bruyant et enregistrĂ© sous forme de niveau de tension. Le contrĂ´le VCO avec un tel signal fait que la hauteur du son change de façon alĂ©atoire, alors qu’avec le contrĂ´le VCF (modulation spectrale) les sons deviennent de plus en plus sombres de façon alĂ©atoire. Il en rĂ©sulte un “bouillonnement” ou un bruit de parole Ă  distance.

suiveur de fréquence

Ce module convertit le pas d’un signal en une tension de commande correspondante. Il fonctionne exactement Ă  l’opposĂ© d’un VCO.

Suiveur d’enveloppe

Ce module convertit la réponse en volume ou en fréquence en une réponse en tension correspondante.

Modulateur en anneau

Un modulateur en anneau multiplie deux signaux ensemble. Le signal rĂ©sultant est constituĂ© de la somme et de la diffĂ©rence des frĂ©quences des harmoniques des deux signaux d’entrĂ©e. Avec de simples rapports entre les frĂ©quences et les signaux, on obtient gĂ©nĂ©ralement aussi des sons harmoniques. Cependant, si l’on choisit des rapports de frĂ©quence plus complexes, on obtient par exemple des sons mĂ©talliques ou de cloche. La flexibilitĂ© de la Modulation en anneauLa conversion Ă©lectronique directe de tout rĂ©sultat sonore le rend particulièrement adaptĂ© Ă  une utilisation en LIVE.

Filtre à résonance

Ce module sert Ă  la reproduction Ă©lectronique des formants (parties caractĂ©ristiques d’un son).

SĂ©quenceurs analogiques

Ils produisent des sĂ©quences de tension de commande automatique et des signaux de dĂ©clenchement qui peuvent ĂŞtre utilisĂ©s pour commander n’importe quel module de synthĂ©tiseur commandĂ© par tension. Les synthĂ©tiseurs analogiques peuvent Ă©galement ĂŞtre contrĂ´lĂ©s par des sĂ©quenceurs numĂ©riques. Ces sĂ©quenceurs numĂ©riques sont aujourd’hui contrĂ´lĂ©s Ă  leur tour par des microprocesseurs. Une distinction est donc faite entre les sĂ©quenceurs matĂ©riels et logiciels.

Modulation de fréquence du synthétiseur numérique

Une rĂ©volution a Ă©tĂ© l’invention des synthĂ©tiseurs avec gĂ©nĂ©ration de son numĂ©rique, initialement via la synthèse FM. En principe, cela Ă©tait Ă©galement possible avec les oscillateurs analogiques, mais n’a Ă©tĂ© dĂ©veloppĂ© que dans les annĂ©es 1970 sous la forme numĂ©rique. L’avantage de cette dernière Ă©tait l’application pratique de la synthèse FM : dans la synthèse FM, les oscillateurs numĂ©riques (appelĂ©s opĂ©rateurs) gĂ©nèrent diffĂ©rentes ondes sinusoĂŻdales qui se modulent les unes les autres en fonction d’un algorithme sĂ©lectionnĂ©, ce qui donne des formes d’ondes complexes. Une caractĂ©ristique particulière de la synthèse FM, par opposition Ă  la synthèse soustractive couramment utilisĂ©e Ă  l’Ă©poque, Ă©tait la capacitĂ© de produire des sons particulièrement riches en harmoniques et en percussions.

Le brevet pour la synthèse FM a Ă©tĂ© concĂ©dĂ© sous licence par le fabricant japonais d’instruments de musique Yamaha. En 1983 est apparu le synthĂ©tiseur DX7, qui devait rĂ©volutionner l’ensemble du marchĂ© et qui a d’abord remplacĂ© le synthĂ©tiseur analogique. C’Ă©tait “le” synthĂ©tiseur des annĂ©es 1980, et on peut difficilement trouver un enregistrement de musique pop de cette Ă©poque sur lequel on ne peut pas entendre de DX7.

Échantillonnage sonore

Une autre rĂ©volution a Ă©tĂ© l’Ă©chantillonnage. Dans l’Ă©chantillonnage, les sons naturels sont numĂ©risĂ©s – Ă©chantillonnĂ©s. Ce Les formes d’ondes numĂ©riques constituent alors la base de la gĂ©nĂ©ration du son. L’Ă©chantillonneur a soudainement rendu possible ce qui n’Ă©tait possible auparavant qu’avec le Mellotron analogique (qui fonctionnait avec des bandes magnĂ©tiques).

Les possibilitĂ©s techniques de lecture Ă©taient initialement limitĂ©es en raison de la faible rĂ©solution et de la capacitĂ© de stockage. Peter Gabriel et Kate Bush ont publiĂ© les premiers enregistrements en 1982, sur lesquels on peut entendre des sons “Ă©chantillonnĂ©s”. En 1985, le MIRAGE d’Ensoniq, le premier sampler accessible au grand public, est sorti. L’Ă©chantillonnage a ainsi façonnĂ© le son de la musique pop dans les annĂ©es 1980. Aujourd’hui, grâce aux ordinateurs et aux cartes son beaucoup plus rapides et puissants, il est possible de charger et d’utiliser de vastes bibliothèques d’Ă©chantillonnage pour les arrangements musicaux sur ordinateur.

Postes de travail

En 1987, Roland a introduit sur le marchĂ© un synthĂ©tiseur qui est devenu très populaire grâce Ă  ses possibilitĂ©s de gĂ©nĂ©ration de sons (Ă©chantillonnage et modulation). Un peu plus tard, KORG a poursuivi cette philosophie de fusion avec son M1 : ils ont prĂ©sentĂ© un synthĂ©tiseur, ou plutĂ´t un nouveau type, un enchevĂŞtrement d’appareils : La “Workstation” – Ici, pour la première fois, un synthĂ©tiseur, un dispositif d’effets, un ordinateur de batterie et un sĂ©quenceur ont Ă©tĂ© intĂ©grĂ©s dans un seul appareil. Cela a permis de crĂ©er des sĂ©quences musicales complètes dans un seul appareil, sans avoir besoin de matĂ©riel externe supplĂ©mentaire.

Synthétiseur de modélisation physique

Au dĂ©but des annĂ©es 1990, les premiers synthĂ©tiseurs dotĂ©s d’un nouveau type de mĂ©thode de synthèse, la modĂ©lisation physique, sont apparus sur le marchĂ©. La synthèse de particules tente de simuler numĂ©riquement une gĂ©nĂ©ration de sons “naturels” sur la base de descriptions mathĂ©matiques. Cela signifie que l’on calcule d’abord comment, par exemple, les vibrations de l’air dans une trompette se comportent ou la corde d’un violon vibre, puis que l’on “construit” un complexe d’algorithmes mathĂ©matiques qui devrait donner le mĂŞme rĂ©sultat. Le rĂ©sultat est appelĂ© pour lequel l’environnement du synthĂ©tiseur est Ă©mulĂ© – et prĂŞt est la copie parfaite d’un son naturel par la merveille des mathĂ©matiques.

Ce principe, certainement connu depuis un certain temps, n’a pu ĂŞtre mis en Ĺ“uvre que lors du dĂ©veloppement de l’algorithme Karplus-Strong. De puissants processeurs de signaux numĂ©riques (DSP) Ă©taient alors nĂ©cessaires pour le calcul en temps rĂ©el, mais ils n’Ă©taient pas disponibles avant la fin des annĂ©es 1980.

Comme pour la synthèse FM, Yamaha a obtenu les droits de cette synthèse et, Ă  partir de 1989, a dĂ©veloppĂ© ce processus de synthèse en collaboration avec l’universitĂ© de Stanford. Le premier synthĂ©tiseur Ă  utiliser cette technique est entrĂ© en production de masse en 1994. Cette technique a rapidement Ă©tĂ© utilisĂ©e pour tenter de numĂ©riser les anciens modèles analogiques. Il s’agit notamment du Clavia Nord Lead, de l’Access Virus et des synthĂ©tiseurs de Waldorf Music. Après les sons des synthĂ©tiseurs numĂ©riques des annĂ©es 1980, on a assistĂ© Ă  une renaissance des synthĂ©tiseurs analogiques ou de leurs sons dans les annĂ©es 1990, surtout avec l’avènement de la musique techno. Les synthĂ©tiseurs tels que le TB-303 de Roland, qui Ă©tait auparavant devenu presque sans valeur, ont considĂ©rablement augmentĂ© en valeur.

Synthétiseur hybride

Aujourd’hui, la plupart des synthĂ©tiseurs sont entièrement numĂ©riques. Ils utilisent des composants DSP pour la gĂ©nĂ©ration du son et les diffĂ©rentes formes de synthèse sonore sont utilisĂ©es simultanĂ©ment.

Ces dernières annĂ©es, de plus en plus de synthĂ©tiseurs dits hybrides ont Ă©tĂ© dĂ©veloppĂ©s, combinant des DSP avec des composants analogiques. Le concept de synthĂ©tiseurs hybrides remonte aux annĂ©es 1980 et combine de courts Ă©chantillons numĂ©riques ou des formes d’ondes additives avec des filtres analogiques. Par exemple, le SY99 de Yamaha a Ă©tĂ© capable d’alimenter des Ă©chantillons chargĂ©s dans la synthèse FM. Les formes d’onde rĂ©sultantes pourraient alors ĂŞtre traitĂ©es de manière soustractive (filtres), en combinant des Ă©chantillonneurs et la synthèse numĂ©rique FM avec la gĂ©nĂ©ration soustractive du son.

Logiciels

Synthétiseur

Aujourd’hui, les synthĂ©tiseurs logiciels dits “natifs” sont très populaires. Grâce Ă  la puissance des PC modernes, il est possible de crĂ©er du son numĂ©rique sur des processeurs non spĂ©cialisĂ©s. En attendant, il existe diffĂ©rents logiciels de synthèse pour chaque type de synthèse. Beaucoup sont des Ă©mulations de modèles historiques analogiques.

Ces synthétiseurs logiciels sont contrôlés et joués par un clavier maître, un contrôleur de pad ou un bouton rotatif.

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