Case Study – Moog Minimoog Model D – Seconda Parte

Written by Enrico Cosimi on . Posted in Gear, Tutorial

Proseguiamo con la marcia, a tappe forzate, che porta dalla semplice conoscenza del classico sintetizzatore analogico Anni 70, alla padronanza del suo funzionamento, fino ad acquisire la capacità di rimodellare il circuito in funzione dei vari linguaggi di programmazione – auspicabilmente object oriented – che girano nei paraggi. Dopo aver “spolverato” qualche concetto preliminare, è il momento di scendere nel dettaglio. More or less…

Di Enrico Cosimi

Il turno, ora è delle categorie operative cui ascrivere i diversi circuiti presenti nella macchina originale, per poi iniziare ad approfondire il percorso audio di generazione e trattamento sonoro. Buona lettura.

Funzioni operative, catalogazioni teoriche e buon senso

Nel Minimoog Model D, come in quasi tutti gli strumenti elettronici di questo pianeta (ma anche in buona parte degli strumenti acustici), possono/devono coesistere quattro tipi di comportamenti – incarnati in altrettanti circuiti elettrici, comportamenti meccanici o soluzioni costruttive ideate dall’abilità ed esperienza del progettista:

  • sorgenti sonore, sono le strutture che effettivamente generano il suono; ne parlavamo prima, e all’interno di questa categoria sono integrabili – ad esempio – le corde del pianoforte, ma anche la membrana tesa sulla caldaia di un timpano d’orchestra;
  • modificatori di segnale, sono strutture che – in diverse maniere – influiscono sul timbro di base generato dalle sorgenti sonore; la tavola armonica in abete del pianoforte amplifica il suono delle corde rendendolo più forte all’ascolto; l’eventuale palmo del chitarrista, appoggiato a stoppare la vibrazione delle corde al ponte, ne altera il contenuto armonico;
  • sorgenti di controllo, solo le strutture meccaniche, elettriche o numeriche con cui il musicista esercita la propria volontà sul funzionamento dello strumento musicale; la tastiera del pianoforte, le chiavi del saxofono, ma anche l’archetto del violino e la tastiera in palissandro della chitarra sono tutte sorgenti di controllo con cui governare l’intonazione prodotta nei diversi strumenti d’appartenenza;
  • modificatori di controllo, sono strutture (altrettanto meccaniche, elettriche o numeriche come le precedenti) appositamente concepite per alterare il comportamento delle sorgenti di controllo; i pedali del pianoforte intervengono sul funzionamento della meccanica, il circuito di portamento modifica la naturale scansione quantizzata dei semitoni di tastiera, producendo una progressiva variazione d’intonazione regolabile in velocità.

Come è facile immaginare, la teoria non rende l’utente un musicista migliore, ma quantomeno facilita la sequenza di operazioni effettuate sullo strumento, velocizzando le procedure di programmazione (prima) e di esecuzione (dopo); per questo motivo, quale che sia la struttura su cui si opera, è sempre consigliabile non dimenticare poche – inevitabili – regole di buon senso relative alla pratica e alla teoria dietro la pratica. Ancora una volta, il Model D, nella sua media semplicità, può prestarsi comodamente a questo compito.

Una premessa necessaria: buona parte delle illustrazioni tecniche che corredano questi testi sono desunte dall’originale Minimoog Model D Operation Manual, firmato da Tom Rhea (Dio lo conservi…) e risalente alla piena “epoca Norlin” (ovvero, il 1974).

Minimoog Model D – Percorso audio

Prima la bieca teoria: il percorso audio previsto nell’architettura del Model D prevede il transito dalle sorgenti sonore (cinque ufficiali – tre oscillatori, noise e segnale esterno – cui può affiancarsi il filtro in auto oscillazione…) attraverso il mixer di raccolta; da questo, i segnali così sommati e miscelati raggiungono il filtro passa basso risonante (per la definizione del contenuto armonico) e, successivamente la coppia di amplificatori (ma, per ora, faremo finta che ce ne sia uno solo “ufficiale”) con cui si decide l’articolazione, e il volume del suono definitivo.

Approfondiamo le singole funzionalità.

Oscillatori

Sono tre, desunti – a risparmio – dalle funzionalità originariamente previsti per i moduli 901A e 901B dei primi Moog Modular e forniti di controlli relativi alla selezione della forma d’onda e della frequenza nominale generata. Anche se può non sembrare, tutti e tre gli oscillatori possono essere regolati in frequenza (cioè in intonazione), ma per economia d’esercizio, la frequenza fine del primo oscillatore è utilizzata anche per regolare l’intonazione generale dell’intero strumento (tanto per supplire alle oggettive instabilità di tenuta dei primi circuiti, quanto per garantire veloci operazioni di trasposizione).

Intonazione

L’intonazione è controllata con un selettore Range calibrato in salti d’ottava riportati secondo la nomenclatura organaria dei piedaggi, da 32’ – note molto basse – a 2’ – note molto acute, passando per la posizione 8’ che corrisponde alla non trasposizione. In questa posizione, le note eseguite dagli oscillatori sulle tre ottave e mezzo di tastiera rispettano effettivamente le intonazioni previste tasto per tasto, senza salti d’ottava a salire o a scendere. La sesta posizione del selettore d’intonazione trasporta l’oscillatore su valori molto bassi, in banda sub-audio, dove (con determinate forme d’onda ricche di transienti ripidi) è possibile ascoltare i singoli eventi che, nel normale regime audio, compongono la vibrazione sonora normalmente percepita.

In aggiunta alla regolazione per ottave, è possibile variare con continuità l’intonazione degli oscillatori 2 e 3 agendo sui potenziometri di Frequency, la cui escursione nominale è pari a +/-8 semitoni; ricordiamo che la natura monofonica del Minimoog Model D non permette di gestire a tre voci i tre oscillatori, ma ne permette – almeno – l’impiego nella realizzazione di intervalli paralleli che saranno poi trasportati lungo tutta l’estensione di tastiera.

In questo modo, una volta accordati gli oscillatori 1, 2 e 3 su tonica, terza maggiore e quinta, ogni fraseggio eseguito sulla tastiera risulterà per triade maggiore in posizione fondamentale. Musicista avvisato…

Forma d’onda

Come negli originali moduli 901A e 901B, gli oscillatori del Minimoog Model D non prevedono la possibilità di generare onde impulsive a simmetria variabile; per lo stesso criterio di economicità analogica, non viene presa in esame la forma d’onda sinusoide – realizzabile, a margine, mandando in auto oscillazione il filtro passa basso – e le uniche forme d’onda generate sono:

  • onda triangolare, con ridotta presenza di armoniche dispari, caratterizzate da decadimento esponenziale (la terza armonica ha 1/9 dell’energia totale, la quinta 1/25, la settima 1/49, eccetera…), produce un timbro legnoso adatto alla realizzazione di comportamenti non eccessivamente invasivi nel mixaggio;
  • onda dente di sega, è la più ricca, dal punto di vista armonico, tra quelle generate nel Minimoog; tutte le armoniche, pari e dispare, decadono linearmente (l’energia della secona armonica è ½ del segnale totale, la terza è a ⅓, la quarta a ¼, eccetera); il suono della dente di sega è quello analogicamente più semplice da generare all’interno dei circuiti “a rilassamento”: si ottiene per veloci cicli di carica e scarica del condensatore utilizzato, fino a raggiungere la frequenza richiesta; il suo timbro è – a fronte di un’efficiente sezione di filtraggio – adatto a raggiungere numerosi campi di applicazione, anche se l’oggettivo ingombro timbrico ne può limitare in qualche modo la collocazione all’interno di un mixaggio già affollato;
  • onda triangle + saw, ottenuta attraverso semplice somma dei due timbri precedentemente elencati, offre una sensibile apertura timbrica (il patrimonio genetico della dente di sega), coniugata ad un maggior peso sulla fondamentale (proveniente dall’onda triangolare), che – nelle intenzioni dei progettisti – la avrebbero resa adatta a compiti particolari; la successiva massificazione stilistica, di fatto quasi ipnotizzata sul dualismo saw/square, ha vanificato gli sforzi…
  • onda quadra, composta esclusivamente da armoniche dispari in decadimento lineare, ha il classico timbro di clarinetto nel registro di chalumeaux, adatto a parti melodiche penetranti tanto sulle basse quanto sulle tessiture più acute del registro musicale;
  • onda rettangolare al 30%, variando il rapporto tra i segmenti alto e basso nel ciclo dell’onda rettangolare si influenza il suo contenuto armonico, la rule of thumb è facile da ricordare: salteranno tutte le armoniche la cui posizione numerica è multipla del rapporto numerico espresso; nell’onda impulsiva (o rettangolare) al 30 %, non ci saranno 3, 6, 9, 12, 15, eccetera;
  • onda rettangolare al 20 %, come sopra, il suo contenuto armonico farà saltare le armoniche 5, 10, 15, 20, eccetera; il suo timbro è ancora più nasale e penetrante di quello al 30%.

E’ opportuno ricordare che la base timbrica nasce proprio dalla scelta delle forme d’onda; il filtro passa basso che agisce a valle non potrà fare altro che togliere armoniche acute da quelle originariamente previste nel corredo timbrico dell’oscillatore; se la forma d’onda è povera in partenza – basti pensare alla triangolare – non sarà possibile compiere miracoli per rendere più aggressivo, o penetrante, il suono elaborato con il filtraggio.

Simmetricamente, se le forme d’onda sono state scelte tra quelle più ricche ed ingombranti, non ci sarà da stupirsi se, in mixaggi particolarmente affollati, il musicista si troverà costretto a regolare su valori decisamente estremi la chiusura del filtro, tagliando buona parte dell’energia timbrica per ridurre il suono a più miti propositi. Come al solito, fatto salvo il campo applicativo, il buon senso rimane l’arma più potente.

 

Perchè tre oscillatori?

E’ un dubbio che attanaglia l’utenza dal portafoglio dolorante e, simmetricamente, i produttori in vena di risparmi sulla realizzazione; nel panorama elettronico internazionale, Wendy Carlos è la prima a pronunciarsi favorevolmente a proposito della struttura a tre oscillatori per voce (non due, non quattro…), rifacendosi ad un concetto di simmetria in cui – per ottenere maggior corpo timbrico, uno dei tre oscillatori è mantenuto perfettamente intonato e gli altri due si dispongono, simmetricamente, allo stessa (micro) distanza crescente e calante. Il panorama delle realizzazioni commerciali, tanto d’annata quanto recenti, ha preferito glissare sul terzo oscillatore, privilegiando maggiori economie di scale basate sulla presenza simultanea di soli due oscillatori, quando non addirittura di uno solo, eventualmente potenziato con il ben noto meccanismo di Pulse Width Modulation – atto a simulare la presenza non perfettamente intonata di due sorgenti sonore separate in lieve lieve battimento fra loro.

La prossima volta, dopo aver esaurito le sorgenti sonore, continueremo con il filtro e il resto del percorso audio. Stay tuned.

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Comments (9)

  • Antonio Antetomaso

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    Enrico, perdona una domanda. Se non ho capito male, l’auto oscillazione di un filtro risonante è quel fenomeno mediante il quale un filtro è capace di produrre un’onda sinusolidale se il guadagno in corrispondenza della frequenza di taglio supera certi valori. La domanda, o meglio le domande, sono:

    1) La frequenza della sinusoide prodotta aumenta con l’aumento di tale guadagno (che poi è la risonanza, no) ?

    2) E’ possibile e, se si come, regolare l’intonazione di tale sinusoide da tastiera? In pratica è possibile “suonare” tale sinusoide?

    Grazie.

    Reply

    • Antonio Antetomaso

      |

      ….ops…SINUSOIDALE..

      Reply

  • Enrico Cosimi

    |

    si si, in un filtro low pass 24 dB/Oct, la sinusoide prodotta dal filtro mandato in auto oscillazione è intonata esattamente sulla frequenza di taglio; per arrivare all’auto oscillazione, devi rimandare dentro al filtro una quantità significativa di segnale in uscita al filtro medesimo – cioè, devi creare un feeback, un percorso recursivo.
    A quel punto, se la frequenza di taglio è controllata dal voltaggio di tastiera, tu puoi “suonare” la sinusoide come se fosse prodotta da un qualsiasi oscillatore… :-)

    Reply

    • Antonio Antetomaso

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      Che fissa!! Fichissimo!!

      Mille grazie, chiarissimo.
      Un saluto.

      Reply

  • astrolabio

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    Grande!

    Reply

    • astrolabio

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      propongo un’anatomia dell’MS20 korghiano :))

      Reply

  • Enrico Cosimi

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    perché no? una cosa alla volta…

    il problema, con il Korg MS-20, è che quando lo riprogrammi, devi convertire la patchbay in un sistema a matrici e quindi, inevitabilmente, devi LIMITARE le possibilità di connessione…

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  • francesco

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    Salve, ho letto con interesse gli articoli sul minimoog. Poichè dopo tanto lavoro e ricerca sono riuscito a montare il synth in questione l’unico scoglio che non riesco a superare è la tarartura dei trimmer degli oscillatori per avere la tastiera intonata. Ho trovato tempo fa una procedura ma non riesco comunque a metterla in pratica. Avete dei suggerimenti? Grazie.

    Reply

    • Enrico Cosimi

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      se fai riferimento alla taratura riportata nelle ultime pagine del manuale, non ci sono suggerimenti aggiuntivi…

      si tratta di provare – un oscillatore alla volta – la regolazione sulle basse e sulle acute usando i trimmer di Range e Scale; è una procedura che va avanti per regolazioni ripetute (aggiustando una cosa, sposti un pochino quello che hai fatto in precedenza), fino ad arrivare ad un livello accettabile

      quale mini hai montato? quello con la scheda oscillatori prima serie (sei trimmer) o seconda serie (nove trimmer)?

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