CASE STUDY: ARP ODYSSEY. Seconda parte

Riprendiamo la modellazione dello storico ARP Odyssey, condotta all’interno del linguaggio di programmazione object oriented Clavia Nord Modular G2 Demo. Come dicevamo la scorsa volta, nel corso della programmazione siamo stati, siamo e saremo costretti a diversi compromessi inevitabili visto l’alto livello operativo del linguaggio Clavia. Ciò non toglie che l’esperienza acquisita in questo formato ci permetterà di navigare più velocemente un domani che, con coraggio e sprezzo del pericolo, dovessimo approdare su linguaggi più complessi e di basso livello, come N.I. Reaktor o MAX/Msp et similia.

Di Enrico Cosimi

E’ il momento di affrontare i generatori di modulazione (ovvero, LFO, ADSR e AR), i modificatori di controllo (ovvero Sample & Hold e Sample & Hold Mixer) e le strutture di controllo più subdole, come la trasposizione di tastiera, la gestione della bifonia e l’articolazione automatizzabile degli inviluppi.  Come al solito, procediamo dal semplice al complesso.

Modellazione del Low Frequency Oscillator – requisiti

Il modulo LFO interno all’ARP Odyssey svolge compiti molteplici:

• produce simultaneamente (questo avverbio dovrebbe farvi sentire puzzo di comparatore…) le onde sinuoside e quadra necessarie alle modulazioni in banda sub audio per VCO Freq, VCO PW, VCF Freq;
• fornisce il treno d’impulsi con cui mandare avanti il modulo Sample & Hold;
• fornisce parte dei segnali di controllo che, opportunamente mixati nel Sample & Hold Mixer, sono sottoposti al campionamento cadenzato;
• fornisce il treno d’impulsi utile al retrigger ritmico degli inviluppi ADSR ed AR;
• è dotato di un’unica regolazione di LFO Freq sufficientemente estesa da raggiungere il range basso della banda audio.

Per ottenere questi comportamenti, basterà scegliere un economico LFO base con cui produrre la sinusoide necessaria alla successiva estrazione (per comparazione) dell’onda quadra.

(Patch ODY 11)

Dal momento che l’economicità sulla CPU è fondamentale, conviene tenersi bassi con le pretese del modulo LFO e conviene scegliere un comparatore che incorpori al propri interno un generatore di threshold; l’illustrazione qui sopra mostra il micro circuito già installato, con le uscite sine (direttamente dal modulo LFO) e square (dal comparatore) pronte ad essere collegate in tutti i punti necessari.

(Patch ODY 12)

L’illustrazione qui sopra mostra, inevitabilmente in piccolo, il modulo LFO collegato a tutte le destinazioni di modulazione previste nel progetto – perlomeno, negli impieghi sui generatori e sui modificatori (rimangono ancora fuori le funzioni di timing necessarie alla gestione del Sample & Hold e dell’articolazione per gli inviluppi). Per chiarezza, i cavi che trasmettono il segnale del modulo LFO sono gli unici colorati in verde. 

Modellazione del Sample & Hold e del suo S&H Mixer

Due circuiti al prezzo di uno: il Sample & Hold vero e proprio, fatto marciare con il treno di onde quadre prodotte dal LFO o, in alternativa, dal Keyboard Gate e, a lovely presence, un vero e proprio mixer in cui convogliare diversi segnali da sottoporre “all’attenzione” del modulo Sample & Hold vero e proprio.

Buona parte della flessibilità dell’Odyssey, specie per le modulazioni, risiede proprio nelle notevoli capacità offerte da questi due circuiti.

(Patch ODY 13)

Il modulo Sample & Hold è banalmente dotato di ingresso e uscita di segnale e ingresso di clock; all’ingresso di clock vero e proprio, sarà necessario applicare un switch a due ingressi con cui selezionare l’onda quadra generata dal LFO o, alternativamente, dal Keyboard Gate. Da dove estrarre il Keyboard Gate? Semplice, dal modulo Mono Keyboard disponibile nel menu In/Out.

(Patch ODY 14)

Prima di occuparci del Sample & Hold Mixer, è necessario risolvere il problema relativo al LAG in uscita al Sample & Hold stesso, ovvero alla possibilità di smussare le tensioni di controllo emesse dal modulo processandole attraverso un blando filtro low pass a 6 dB/Oct (a seconda dei casi e dei gusti personali, potrebbe essere necessario un più robusto trattamento smussante a 12 dB/Oct. Sperimentare per credere…).

(patch ODY 15)

Il Sample & Hold Mixer riunisce, in due bus di modulazione Amount A e Amount B, quattro possibili sorgenti audio così accoppiate:

• VCO 1 Saw / VCO 1 Square su Amt A
• Noise / VCO 2 Square su Amt B

Per la loro realizzazione, come ormai di consueto, basterà un mixer a 2 canali ai cui ingressi verranno collegati altrettanti switch a doppio ingresso per la selezione delle sorgenti.

A questo punto, non rimane che collegare l’uscita del Sample & Hold a tutti i buss di modulazione previsti e, in un unico caso, l’uscita del Sample & Hold Mixer a uno degli ingressi di modulazione sul filtro.

L’illustrazione qui sopra riproduce l’insieme della patch con quasi tutte le connessioni al punto giusto. Dopo aver preso una lente d’ingrandimento, verificate che non manchi qualcosa…

Gli inviluppi

Nell’ARP Odyssey, la complicazione più grande è relativa alla modellazione del circuito di auto ripetizione legato ai due generatori d’inviluppo ADSR e AR; dopo aver “appoggiato” i moduli nel circuito di base, procederemo al loro collegamento AR/ADSR e solo successivamente approfondiremo le procedure per realizzare l’auto ripetizione.

(Patch ODY 16)

Dopo aver creato gli inviluppi, e dopo averli collegati ai giusti ingressi di modulazione, è il momento di affrontare l’auto ripetizione. Attenzione! Per lavorare sull’auto ripetizione, è necessario sganciare la normalizzazione di Gate prevista da Clavia su tutti i moduli Envelope; in pratica, è necessario spegnere il tasto KB riprodotto in colore turchese e collegare, alla porta Gate, l’uscita Gate del modulo Mono Keyboard precedentemente creato in corrispondenza del Sample & Hold.

(Patch ODY 17)

Anche il Voltage Controlled Amplfier deve essere dotato di un switch a due posizioni con cui scegliere la modulazione da parte del modulo ADSR o del modulo AR; in tutti e due i casi, non sarà necessario modificare l’amount di modulazione perchè – come di consueto – l’amplificatore è sempre modulato in full range. Basterà quindi instanziare uno switch a due ingressi e collegarvi le uscite di ADSR e AR; l’uscita dello switch raggiunge il nodo di somma SUM AM per il controllo del VCA Gain. Inutile ricordare che, per ascoltare con chiarezza l’effetto dell’inviluppo sull’amplificatore, è necessario riportare a zero l’Initial Gain/VCA Gain precedentemente lasciato aperto.

A questo punto, il sintetizzatore può dirsi quasi concluso; infatti, mancano solo:

• il motore di auto ripetizione
• il meccanismo di octave transpose
• il meccanismo di portamento
• il meccanismo di bifonia low/high note

Il meccanismo di Auto Ripetizione

E’ meno complesso di quanto si possa pensare e basa il suo funzionamento sulla gestione simultanea o alternativa delle due sorgenti di Gate disponibili nello strumento, ovvero la tastiera (Keyboard) e le onde quadre prodotte dall’oscillatore a bassa frequenza (LFO). Ciascun inviluppo è dotato di un’interruttore Kybd Gate/LFO Repeat con cui è possibile scegliere, in modo indipendente per ogni inviluppo, se lavorare in modo transiente sotto controllo della tastiera – è il comportamento normale dello strumento – o se far ripetere automaticamente e in maniera ininterrotta la traiettoria d’inviluppo con il treno d’impulsi/onde quadre emesse dal modulo LFO. Inutile dire che, per ottenere un risultato funzionale, la durata complessiva dell’inviluppo e la velocità del modulo LFO dovranno essere in qualche modo compatibili tra loro: LFO troppo veloce e inviluppo troppo lungo non potranno convivere per garantire il giusto ritmo di auto ripetizione…

In aggiunta, sul solo ADSR (ma ricordiamo che l’inviluppo ADSR è ruotabile simultaneamente al filtro e all’amplificatore), è possibile lavorare con un secondo interruttore Auto Repeat/Kybd Repeat che permette un’ulteriore selezione per il comportamento ripetitivo. Con quest’ultimo interruttore, è possibile decidere se l’auto ripetizione è incondizionata (come nell’unico modo di ripetizione disponibile per l’inviluppo AR) o se invece debba essere subordinata alla presenza di un gate di tastiera; in quest’ultimo caso, l’inviluppo sarà fatto ripetere – alla velocità espressa con il modulo LFO – solo e soltanto quando il musicista tiene premuta una nota sulla tastiera. Solo in questo caso, infatti, il modulo AND combinerà le due sorgenti di gate in una conferma ritmica adatta alla ripetizione dell’inviluppo ad esso collegato.

(Patch ODY 18)

Per la rimodellazione, sono necessari tre interruttori a due ingressi e un modulo AND (disponibile nel menu Logic sotto il nome Gate). Una volta reperiti i moduli necessari, non rimane che procedere con i collegamenti:

• primo interruttore per l’inviluppo AR; i segnali di Keyboard Gate e LFO Square Wave possono essere selezionati per la ripetizione controlalta o  automatizzata;
• installazione del modulo AND, che raccoglie le due sorgenti di Gate (Keyboard e LFO Square Wave); l’uscita del modulo AND è collegata ad uno dei due ingressi del…
• secondo interruttore per l’inviluppo ADSR; riceve l’elaborazione AND di KYBD & LFO e, sull’altro ingresso, il segnale puro del modulo LFO; l’uscita di questo interruttore è collegata au uno dei due ingressi del…
• terzo interruttore per l’inviluppo ADSR; su un ingresso è collegata la scelta del LFO puro o processato in AND con la tastiera (posizione LFO Repeat), sull’altro è collegato direttamente il Gate di tastiera (posizione Kybd Gate).

Trasposizione +/- 2 ottave
Una trasposizione d’ottava è un valore di offset applicato all’intonazione degli oscillatori che ne permette l’immediato spostamento per un intervallo (appunto d’ottava) calcolato in precedenza; nel caso dell’Odyssey, le tre ottave di tastiera possono essere estese verso il basso e verso l’alto con un offset di 2 ottave, cioè di 24 semitoni in ciascuna direzione. Dovendo lavorare in un linguaggio come quello Clavia, saremo costretti a fare riferimento all’incremento unitale come incremento di semitono, se fossimo stati nel regime analogico, avremmo fatto riferimento al rapporto 1V/Oct e – pertanto – il cambiamento di 1 Volt nella tensione inviata all’oscillatore avrebbe rappresentato il salto d’ottava.
Per trasporre verso l’alto e/o verso il basso i due oscillatori, non rimane che creare un meccanismo in grado d’inviare loro due costanti di valore pari a + 24 (semitoni), per salire di 2 ottave, e -24 (semitoni), per scendere di altrettanto intervallo; in più è necessario prevedere una terza condizione operativa in cui nulla è inviato agli oscillatori: è il caso in cui si vuole suonare rispettando l’effettiva estensione delle ottave disponibili sulla tastiera.

(Patch ODY 19)

Una volta generate le due costanti, non rimane che collegarle ad uno switch a quattro posizioni (una rimarrà inutilizzata), provvedendo poi ad inviare l’uscita dello switch selettore – che chiameremo TRANSPOSE – sui nodi di SUM FM a suo tempo instanziati per il controllo di frequenza. Inutile far notare come sulla terza posizione, corrispondente al non transpose, non verrà collegato alcun generatore di costante, cioè sarà collegato uno zero.
Portamento
Il portamento interviene sul keyboard control voltage smussandone progressivamente i bruschi cambiamenti; come nel caso del LAG implementato all’uscita del Sample & Hold, anche in questo caso si tratta di un blando filtraggio low pass che, nel linguaggio Clavia, è disponibile sotto forma di modulo Glide dedicato (è reperibile nel menu Note).

(Patch ODY 20)

Per farlo funzionare, prima di tutto sarà necessario disabilitare la normalizzazione KBT On che, nel linguaggio Clavia, mette automaticamente tutti gli oscillatori sotto il controllo della tastiera e, successivamente, sarà possibile presentare ai già citati noti SUM FM il controllo di Keyboard Pitch (dal modulo Mono Key) opportunamento processato attraverso il Glide. L’operazione non presenta difficoltà di sorta.

La prossima volta, ci occuperemo del pericoloso meccanismo di bifonia – reso più pericoloso dalla natura squisitamente monofonica del sistema Clavia che stiamo utilizzando. Fino ad allora, sarete costretti a pazientare…

Stay well.