Un generador de envolvente (EG, o “Envelope Generator”) es un circuito que a partir de una señal de disparo genera un señal de control CV que evoluciona en el tiempo. La señal de control se puede utilizar de muchas maneras, pero habitualmente se usa para modificar la amplitud de un sonido y darle la “forma” deseada, o para variar su timbre a lo largo del tiempo. Aunque hay muchos tipos de envolventes, las más típicas son las conocidas como AR (Attack-Release), o la ADSR (Attack-Decay-Sustain-Release).

Módulo:

AS-10K ENV (2014-10)

Descripción:

Generador de envolvente ADSR (Attack-Decay-Sustain-Release).

Características:

  • Entrada de control Gate
  • Entrada de redisparo Trig
  • Controles de Attack (A), Decay (D), Sustain (S) y Release (R)
  • Selector de rango de tiempos F/S de 1ms-100ms o 10ms-1s (aprox)
  • Salida (CV) que varia entre 0 y VCC-0.5V
  • Tensión mínima de disparo para Gate o Trig: VCC-0.5V
  • Tensión de alimentación VCC: de 3V a 6V

Muestras de sonido:

– El generador de envolventes junto al VCA permiten controlar la duración de las notas generadas por el oscilador. Oigamos por ejemplo una onda de tipo triangular:

– Como has podido comprobar, en ocasiones, la síntesis analógica conlleva algunas sorpresas inesperadas. Los clicks que pueden oirse en la muestra anterior -en proximos posts desgranaremos este asunto- pueden ser pulidos añadiendo algo de ATTACK y RELEASE a la envolvente del sonido:

Diagrama de señales de E/S y controles:

ENV_IOs

Instrucciones para el montaje:

ATENCIÓN: Esta placa, en su versión 2014-10 (se puede ver la versión en la parte de atrás de la placa), tiene un par de errores en la serigrafía. Por un lado, la serigrafía del condensador C4 está mal orientada, y el “+” debería ir hacia arriba. Por otro lado, hay dos referencias cambiadas;  el potenciómetro R2 está marcado como R3, mientras que la resistencia de 10K R3 está marcada como R2. La serigrafía mostrada en esta página ya está corregida, y es correcta.

El generador de envolvente ENV tinene unos cuantos componentes, aunqe su montaje no es complicado. Comprobaremos primero que disponemos de todos los componentes, y veremos dónde montarlos revisando el esquemático y la serigrafía. Montaremos primero todas las resistencias, que son de 10K, (marrón-negro-negro-rojo). Seguiremos con el diodo D1 (este no es un diodo LED, sino un diodo de señal 1N4148, parecido en forma a una resistencia). Tenemos que tener en cuenta su polaridad, que en este caso viene indicada por una bandita negra que indica el “-“, es decir el cátodo, y que debe ir hacia arriba (la serigrafía de la placa lo indica). Luego seguimos con el circuito integrado TLC2274, que montaremos bien orientado (la muesca correspondiente a la patilla 1 hacia la derecha) y los transistores Q1 a Q5, que son todos BC547B. Pasaremos después a montar los condensadores C2 y C3 (de 100pF los dos) y C5 (de 1uF). A continuación montamos el condensador C4 (es de 10uF, electrolítico, así que es importante orientarlo con la patilla “+” hacia la marca “+” de la serigrafía corregida, es decir, hacia arriba). Seguimos con el diodo LED D2, cuya patilla “+” (la más larga), debe ir donde la marca + de la placa, y luego el condensador electrolítico C1 (de 4.7 uF), cuya patilla “+” va hacia arriba. Por último montaremos el potenciómetro R16 (de 10K), y los potenciómetros de 100K R7, R10 y R2. Finalizamos con el jumper J1 y  los conectores de entrada y salida P1 y P2.

Disposición de los componentes:

ENV

Esquemático:

ENV

Principio de funcionamiento:
El generedor de envolvente ADSR (Attack-Decay-Sustain-Release) produce una señal de control CV que varía en el tiempo tal y como se muestra en la siguiente figura. Esta señal suele utilizarse (entre otros fines), para modificar la amplitud del sonido en el tiempo.

ENV_1
ENV_VCA

La señal de salida CV es generada cuando la señal de entrada Gate se activa (normalmente esta señal proviene de un teclado, y se mantiene activa siempre que hay una tecla pulsada). La señal generada sube primero hasta un máximo, luego decae hasta un cierto nivel y por último cae hasta cero cuando desaparece Gate.

Los controles de Attack, Decay y Release permiten modificar los tiempos de subida, decaimiento y caida, mientras que el control de Sustain modifica el nivel que se alcanza tras el decaimiento y que se mantiene mientras esté activa la puerta (Gate). Los tiempos de ataque, decaimiento y caida son independientes de la puerta (Gate), pero la duración total de la envolvente será mayor o menor en función de cuánto tiempo esté la puerta abierta (es decir, la tecla pulsada), tal y como se muestra en la siguiente figura.

ENV_2

Aunque existen también generadores de envolventes más sencillos (com el AR), o más complejos (como el AHDSR o incluso el DAHDSR), el generador ADSR se utilza muy habitualmente porque, siendo relativamente simple, permite emular el comportamiento de muchos instrumentos acústicos. En efecto, la mayoría de la cuerdas pulsadas o percutidas (como el piano o la guitarra) responden más o menos a este esquema, con un ataque y decaimientos relativamente rápidos, un mantenimiento por debajo del nivel máximo, y una caida algo más lenta que el ataque (ver siguente figura).

ENV_1

Los instrumentos de cuerda frotada (como el violín), o los pads de cuerdas, pueden recrearse de forma sencilla con un ataque lento y una caida también relativamente lenta como muestra la figura, fijando el mantenimiento al 100% (su nivel máximo).

ENV_4

Por el contrario, en los intrumentos de percusión el sonido sube muy rápido en el golpe y decae también relativamente rápido. Para estos casos se utiliza mucho un generador de envolvente AR (que solo controla el ataque y la caida), pero también puede usarse un generador ADSR. Para ello no hay mas que poner el nivel de mantenimiento (Sustain) a 0, por lo que sólo se tiene ataque y decaimiento (ya que decae hasta 0), y el comportamiento es equivalente a un AR (ver figura).

ENV_3

En música electrónica se utilizan muy a menudo sonidos que entran y salen de forma casi instantanea. En tales casos se podría usar directamente la puerta como envolvente, o bien reducir al máximo el ataque y caida y poner al mantenimiento al 100%.

Si quieres fabricar tus propias placas, puedes descargar los ficheros GERBER aquí. Al comprar los componentes para hacer el montaje, ten en cuenta que los LEDs son de 12V (con resistencia interna).



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