Sintetizadores analógicos modulares são sistemas formados por módulos controlados por tensão — como osciladores (VCO), filtros (VCF), amplificadores (VCA), geradores de envelope (EG) e LFOs — que podem ser interligados entre si para gerar e moldar o som. O conceito de controle por tensão, que viabilizou comercialmente esses instrumentos há cerca de 50 anos, teve como principal desenvolvedor o engenheiro norte-americano Robert A. Moog.

Como surgiu o controle por tensão nos sintetizadores?

As primeiras pesquisas de síntese sonora começaram há mais de cem anos, mas a produção comercial de sintetizadores só deslanchou de verdade há cerca de 50 anos, quando os módulos de síntese passaram a implementar o conceito de controle por tensão (voltage control). Isso facilitou o processo e, sobretudo, permitiu a interligação dos módulos, uma vez que suas entradas e saídas operavam com sinais de tensão elétrica ("voltagem").

Quem foi o responsável pelo sintetizador comercial?

O aprimoramento do sintetizador e sua consequente viabilização comercial teve como principal protagonista o engenheiro norte-americano Robert A. Moog, que, no início da década de 1960, construía e vendia Teremins e outros aparelhos de áudio. Com a colaboração de alguns compositores de vanguarda, Moog começou a desenvolver circuitos eletrônicos para síntese e modificação sonora, usando sinais externos de tensão para aplicar o sinal da saída de um módulo à entrada de controle de outro. Robert Moog não foi o único a pesquisar esse tipo de controle: Don Buchla, também norte-americano, desenvolveu na mesma época módulos controlados por tensão. Possivelmente outras pessoas, inclusive fora dos EUA, também tenham trabalhado nesse sentido, mas foi Moog o primeiro a obter sucesso, técnica e comercialmente.

Na ocasião, eles não cogitavam o uso de teclados para acionar o sintetizador, que mais parecia um amontoado de equipamentos de bancada de laboratório de eletrônica do que um instrumento. Baseando-se no conceito de controle por tensão, Moog começou a desenvolver um conjunto de módulos que podiam ser interligados de maneiras diferentes, permitindo uma variedade de resultados distintos. Esses módulos são usados até hoje em sistemas analógicos para síntese sonora, e os essenciais são descritos a seguir.

Quais são os módulos essenciais de um sintetizador analógico modular?

Oscilador controlado por tensão (VCO)

É o elemento que gera o sinal inicial para ser usado em todo o processo. A frequência do sinal do oscilador é proporcional à tensão aplicada à sua entrada de controle (pitch CV). Moog e outros fabricantes adotaram o padrão "1 volt/oitava", pelo qual o aumento de 1 volt na tensão de controle faz dobrar a frequência do oscilador (ou seja, subir uma oitava).

Filtro controlado por tensão (VCF)

É o elemento que altera a composição harmônica (timbre) do sinal, suprimindo harmônicos e/ou realçando por ressonância determinada região do espectro. O VCF geralmente é acoplado à saída do VCO. Para ajustar a frequência de atuação do filtro (cutoff frequency), é aplicada uma tensão CV na entrada de controle do módulo, e Moog também adotou o padrão "1 volt/oitava", de maneira que cada aumento de 1 volt faz a frequência de corte dobrar.

• Passa-baixas (low-pass; LP) — o tipo mais usual, corta as frequências acima de determinado ponto do espectro
• Passa-altas (high-pass; HP)
• Passa-banda (band-pass; BP)

Amplificador controlado por tensão (VCA)

É o elemento que altera a amplitude (intensidade) do sinal e permite manipular o comportamento dinâmico do volume. O VCA em geral é acoplado à saída do VCF, e para controlar a amplitude do sinal de áudio é aplicada uma tensão CV na entrada de controle do VCA, que geralmente vem do módulo gerador de envelope (EG). Dependendo do VCA, a resposta do ganho à variação da tensão de controle pode ser linear ou exponencial.

Gerador de envelope (EG)

É um circuito que produz um sinal de tensão de controle com características variáveis, ajustáveis pelo músico. Seu funcionamento é disparado a partir de um sinal chamado de gate ou trigger, produzido ao se acionar uma nota no teclado. O sinal gerado pelo EG pode ser aplicado no VCA, no VCF ou mesmo no VCO. A maioria dos EGs possui quatro estágios:

• Attack (ataque) — determina o transiente inicial do parâmetro controlado
• Decay (decaimento) — define o tempo que leva até a sustentação
• Sustain — o nível em que o parâmetro controlado ficará estabilizado enquanto a nota estiver soando
• Release — o tempo que o parâmetro leva para voltar ao estado inicial depois que cessa a execução da nota

LFO (low frequency oscillator)

É outro circuito oscilador, cuja faixa de frequências geralmente está abaixo do espectro do áudio, pois sua função não é gerar sons, mas atuar como modulador de outros parâmetros. Aplicado à entrada do oscilador principal, o sinal do LFO produz modulação de frequência (FM), resultando em vibrato. Também pode ser aplicado na entrada do VCA para produzir modulação de amplitude (AM), ou na entrada do filtro, modulando a frequência de corte. Moog usava para o LFO o mesmo circuito do VCO, já que este também podia gerar frequências muito baixas (sub-áudio), controlado pelo mesmo tipo de CV (1 volt/oitava).

Quais outros módulos podem existir em um sintetizador modular?

Além dos módulos básicos mencionados, existem ainda outros que também podem ser encontrados em sintetizadores analógicos.

• Unidade de reverberação
• Ring modulator
• Mixers de sinal

(Miguel Ratton)

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Perguntas frequentes sobre sintetizadores analógicos modulares

Quando a produção comercial de sintetizadores deslanchou?

A produção comercial de sintetizadores deslanchou de verdade há cerca de 50 anos, quando os módulos passaram a implementar o conceito de controle por tensão (voltage control), que facilitou o processo e permitiu a interligação dos módulos.

Quem foi o principal responsável pelo sintetizador comercial?

O engenheiro norte-americano Robert A. Moog, que no início da década de 1960 construía e vendia Teremins e outros aparelhos de áudio, foi quem primeiro obteve sucesso técnico e comercial no desenvolvimento do sintetizador.

Quem mais pesquisou o controle por tensão na mesma época de Moog?

Don Buchla, também norte-americano, desenvolveu na mesma época módulos controlados por tensão. Possivelmente outras pessoas, inclusive fora dos EUA, também trabalhavam nesse sentido, mas foi Moog quem obteve sucesso primeiro.

O que significa o padrão "1 volt/oitava"?

É o padrão adotado por Moog e outros fabricantes tanto no VCO quanto no VCF, pelo qual cada aumento de 1 volt na tensão de controle faz a frequência (do oscilador ou do corte do filtro) dobrar, ou seja, subir uma oitava.

Quais são os quatro estágios de um gerador de envelope (EG)?

São attack (ataque, transiente inicial), decay (decaimento, tempo até a sustentação), sustain (nível estabilizado enquanto a nota soa) e release (tempo para o parâmetro voltar ao estado inicial após cessar a nota).

Para que serve o LFO em um sintetizador?

O LFO (low frequency oscillator) não gera sons diretamente, mas atua como modulador de outros parâmetros: aplicado ao oscilador principal produz vibrato, aplicado ao VCA produz modulação de amplitude, e aplicado ao filtro modula a frequência de corte.