Jak syntezator produkuje dźwięk?
Obecnie zdecydowana większość nowych syntezatorów powstaje pod postacią oprogramowania, najczęściej tzw. wtyczek (plug-in), które pracują pod kontrolą programu nadrzędnego (sekwencera), od którego otrzymują polecenia odtwarzania poszczególnych dźwięków zgodnie z zaprogramowaną przez użytkownika sekwencją zapisaną w ścieżkach MIDI. Syntezatory programowe jak i sprzętowe mają jednak tę samą zasadę działania.
Podstawowe bloki syntezy
Pierwsze seryjnie produkowane syntezatory były zbudowane na bazie elementów dyskretnych (tranzystory, rezystory, kondensatory, elementy indukcyjne) i wytwarzały proste fale elektryczne: trójkątne, prostokątne i sinusoidalne oraz przebieg szumowy. Bloki wytwarzające te fale nazywane są generatorami lub oscylatorami (VCO). Aby nadać tym falom jakąś postać muzyczną trzeba je poddać dalszej obróbce za pomocą filtru sterowanego napięciem (VCF), który w sposób dynamiczny zmienia barwę tonu oraz wzmacniacza sterowanego napięciem (VCA), kształtującego głośność każdego dźwięku. Zarówno VCF jak i VCA sterowane są z modułów zwanych generatorami obwiedni.
Nowe metody uzyskiwania dźwięku w syntezatorach
Współczesne syntezatory wytwarzają dźwięki na drodze cyfrowej, lecz używają takiej samej, jak opisana wyżej, metody tworzenia sygnału. Zamiast generowania prostych fal elektrycznych oscylatory cyfrowe odtwarzają próbki (sample) zarejestrowanych brzmień np. takich jak trąbka czy gitara basowa oraz innych, zupełnie nieznanych w przyrodzie, a uzyskanych na drodze eksperymentów. Ta metoda nosi nazwę syntezy typu sample playback. Zanim otrzymamy dźwięk na wyjściu, próbka przechodzi przez filtr cyfrowy, który kształtuje jej barwę i obwód wzmacniacza, decydujący o obwiedni każdego dźwięku. Technika odtwarzania sampli jest stosowana zarówno w syntezatorach tanich jak i bardzo drogich. Różnica między nimi polega na jakości odtwarzanych próbek, a co za tym idzie ilości pamięci potrzebnej do ich "zmagazynowania". Ilość ta (mierzona w megabajtach pamięci ROM) zwykle określa jakość generowanych przez dany syntezator sampli. Dobre brzmienie syntezatora zależy od częstotliwości próbkowania i rozdzielczości bitowej z jaką dokonano próbkowania oryginalnego dźwięku. Instrumenty wyższej klasy charakteryzują się także dobrymi filtrami.
Synteza na bazie formuł matematycznych
Innym typem syntezy cyfrowej jest sposób, który polega na wytwarzaniu całkowicie nowego dźwięku na bazie formuł matematycznych. Najbardziej znanym przykładem są syntezatory FM (frequency modulation - modulacja częstotliwości). Wiele instrumentów elektronicznych ma możliwość odtwarzania zaprogramowanych fabrycznie dźwięków, jest jednak grupa syntezatorów pozwalających użytkownikowi na pełną kreację indywidualnych brzmień.
Programowanie polega na podaniu instrukcji: co syntezator ma zrobić kiedy zagrasz dany dźwięk. Producent instrumentu programowalnego ustawia system tak, by można było zmodyfikować we własnym zakresie wartość każdego parametru charakteryzującego dźwięk. Każdy z tych parametrów, takich jak np. wibrato czy częstotliwość odcięcia filtru, ma wpływ na dźwięk. Syntezatory programowalne mają blok pamięci RAM (pamięć użytkownika) pozwalającej na przechowywanie nastaw. Tak się składa, że programy opisujące dźwięk noszą nazwę patch (połączenie przewodowe), ponieważ 30 lat temu syntezatory analogowe właśnie za pomocą kawałków przewodów łączących między sobą generatory, filtry, VCA itd. produkowały pożądany przez obsługującego dźwięk.
