No processo de síntese por subtração de harmônicos, o filtro (filter) é o elemento mais importante. A forma-de-onda (wave) produzida inicialmente pelo oscilador, em geral é complexa e possui uma grande quantidade de harmônicos, e é a quantidade e a intensidade desses harmônicos presentes na forma-de-onda que determinam a qualidade timbral, também chamada de coloração do som. Quanto maior for o número de harmônicos presentes no som, mais brilhante é a sensação, enquanto que, à medida que são subtraídos ou retirados os harmônicos, mais aveludado ou abafado ele se torna para os ouvidos.

A operação do filtro do sintetizador é bastante semelhante à dos controles de graves e agudos existentes em um equipamento de som comum, que, aliás, também são filtros. Sua função é justamente filtrar, de forma controlada, os harmônicos do som que esteja passando através dele. Há alguns tipos diferentes de filtros, sendo que nos instrumentos musicais, o mais comum é o filtro do tipo passa-baixas (low-pass filter), que filtra as freqüências harmônicas que estejam acima de determinado valor e deixa passar as que estão abaixo dele (veja gráfico da Figura 1).

Chama-se de freqüência de corte (cut-off frequency) a freqüência de referência a partir da qual o filtro passa a atuar, isto é, a freqüência a partir da qual são filtrados os harmônicos. No caso de um filtro passa-baixas, qualquer freqüência (harmônico) acima da freqüência de corte é eliminada do som original. Na maioria dos instrumentos modernos, pode-se ajustar a posição da freqüência de corte, para obter o timbre desejado.

Um outro parâmetro muito importante no filtro é a chamada ressonância (resonance), que possibilita enfatizar a intensidade das freqüências vizinhas à freqüência de corte. Esse recurso é bastante útil e, no filtro passa-baixas, permite obter-se sons sibilantes, pois destaca os harmônicos mais altos do som, que originalmente têm pouca amplitude.

Os outros tipos de filtros encontrados em instrumentos são: o passa-altas (high-pass), que corta as freqüências abaixo da freqüência de corte, e o passa-faixa (band-pass), que só permite a passagem de determinadas freqüências, de uma certa faixa.

Na maioria dos sintetizadores, ao se programar um timbre, normalmente pode-se ajustar os seguintes parâmetros relativos à atuação do filtro:

Type: Determina a configuração de filtro a ser adotada (passa-baixas, passa-altas, passa-faixa, etc). Na maioria dos instrumentos, existe apenas o tipo passa-baixas).

Cut-off frequency: Define a posição da freqüência de corte, limitando a faixa de freqüências (harmônicos) que devem passar pelo filtro. Nos filtros passa-baixas, mais comuns nos sintetizadores, quanto maior este valor, mais freqüências harmônicas poderão passar, resultando em som mais agudo; à medida que a freqüência de corte é reduzida, mais abafado fica o som.

Resonance: Determina a quantidade de ressonância a ser aplicada sobre as freqüências nas vizinhanças da freqüência de corte. Quanto mais ressonância for aplicada, mais sibilante se torna o som, graças a presença acentuada de harmônicos altos (Fig.2).

Tracking: Determina como a freqüência de corte do filtro deve acompanhar a nota executada pela voz do sintetizador. Dependendo deste ajuste, a freqüência de corte permanece constante ou se altera proporcionalmente à nota executada no sintetizador. Neste último caso, consegue-se manter constante a quantidade final de harmônicos do som inicial, independentemente da sua altura (veja Figura 3).

Envelope amount: Determina o quanto o gerador de envoltória (envelope generator) do filtro irá atuar sobre a posição da freqüência de corte. Veremos mais adiante que os geradores de envoltória pode atuar sobre o filtro, controlando dinamicamente o valor da freqüência de corte.

A influência (amount) do gerador de envoltória sobre o filtro faz com que a coloração do som (presença de harmônicos) se altere no decorrer do tempo, do início (note on) ao fim (note off) da execução da nota. Isso produz uma variação dinâmica de timbre, de forma que, quanto maior for o amount, mais alteração de timbre será percebida. Essa interação do gerador de envoltória sobre o filtro produz, automaticamente, o mesmo efeito como se o músico alterasse manualmente a freqüência de corte do filtro, no decorrer da execução da nota.

Para alterar a coloração (composição harmônica) do timbre, o gerador de envoltória controla o valor (posição) da freqüência de corte do filtro, de forma que, em cada estágio da envoltória (atack, decay, sustain, release) tem-se uma quantidade diferente de harmônicos presentes no som, durante a execução da nota. Com este recurso, o músico pode então obter uma alteração dinâmica da qualidade (coloração) do timbre, criando sons que mudam sua composição harmônica no decorrer da execução da nota. Um exemplo de som natural onde isso ocorre é o som do trompete, que abre (aumenta a quantidade de harmônicos) após iniciar a nota.

Texto publicado no Informus no.9 em mar/95

Este artigo foi publicado no music-center.com.br em 1996