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TECHNIQUE ET MAO



L'ADSR  : LE GÉNÉRATEUR D'ENVELOPPE DU SYNTHÉTISEUR ANALOGIQUE

Cette page fait suite à : LES FILTRES ANALOGIQUES DU SYNTHETISEUR


Sur un synthétiseur analogique, le générateur enveloppe ou EG (enveloppe generator), est utilisé pour produire des tensions qui, appliqué à des VCF et à des VCO, va moduler l'amplitude du signal sonore de façon à dessiner les contours, la personnalité du son.


LE GÉNÉRATEUR D'ENVELOPPE - PRÉSENTATION

En principe, le générateur d'enveloppe contrôle le gain d'un, mais également de plusieurs VCA (amplificateur contrôlé par tension). La plupart des synthétiseurs analogiques possèdent un ou deux générateurs d'enveloppe, rarement plus. Seuls, les modèles haut de gamme se permettent le luxe d'en offrir davantage (Korg 3300, Moog 55).


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Le générateur d'enveloppe est déclenché par un module appelé trigger, dont le rôle est de détecter et de mettre en forme toute forme de signal provenant d'une touche de clavier ou de l'extérieur (séquenceur). A part quelques modèles de synthétiseur, si l'instrument possède plusieurs générateurs d'enveloppe, le trigger les déclenchera tous en même temps. Parfois, le générateur d'enveloppe peut servir également à faire varier la fréquence de coupure du filtre VCF (passe-haut et passe-bas), soit de façon exclusive ou étant relié à d'autres VCA.


Le cheminement classique du signal sonore à travers le synthétiseur se déroule ainsi :

  • 1 - Le signal initial est généré par le VCO.
  • 2 - Il chemine jusqu'au VCF où il est filtré.
  • 3 - Il passe à travers l'EG qui modifie ses contours.
  • 4 - Il arrive au VCA qui l'amplifie.

ET UN ADSR... UN !

Si la complexité des générateurs d'enveloppe du synthétiseur numérique nécessite l'aide constante d'un ordinateur pour faciliter la tâche du programmateur, en analogique, le panneau de commande se limite en général à quatre paramètres. L'EG possède une entrée de déclenchement (signal 1 ou 0), 4 potentiomètres et une sortie pour le signal de commande. Grâce à cette simplicité d'emploi, le musicien est capable rapidement de générer toutes sortes d'enveloppes et par voie de conséquence… des types de son. Parfois, le générateur d'enveloppe est encore plus simple quand son intervention sur les autres paramètres ne s'avère pas utile, notamment dans le cas des générateurs d'enveloppe utilisés sur les synthétiseurs d'ensemble (type AR pour Solina, par exemple).

Le générateur d'enveloppe se décline donc en plusieurs versions (AR, ADR), mais le plus courant est celui à quatre paramètres... le type ADSR :

  • A pour l'attaque du son (attack).
  • D pour sa retombée (decay)
  • S pour son maintien dans le temps (sustain) et...
  • R pour le relâchement ou si vous préférez sa résonance après relâchement de la touche (release).

Pendant longtemps ces quatre réglages ont permis de concrétiser les sons les plus sages, comme l'imitation approximative de l'enveloppe d'un instrument acoustique, jusqu'à des sons avant-gardistes rendant envieux tout musicien de l'IRCAM.

Les paramètres restant et parfois utilisés sont la tenue (hold) et le délai (delay). Ils n'agissent pas vraiment sur la forme de l'enveloppe, mais contribue soit à la prolongation du son (hold), soit à retarder le déclenchement du générateur (delay). Ce qui donne au final un générateur d'enveloppe de type D.A.D.S.H.R (Delay, Attack, Decay, Sustain, Hold, Release).



L'ADSR... EN DÉTAIL



Voyons à présent les 6 paramètres dans le détail…

'A' COMME ATTACK

Il détermine comment le son va naître. La tension, nulle au départ, est déclenchée par le trigger et croît rapidement pour atteindre son maximum. Le potentiomètre de l'attack règle la vitesse de croissance de l'enveloppe du son, donc sa rapidité à atteindre sa tension maximale. Le niveau maximum de sortie est atteint uniquement si la durée d'enfoncement de la touche est égale ou supérieure à celle du réglage de l'attack. En fonction du type de son recherché, le musicien utilisera une attaque courte pour des sonorités de percussion ou pour des cuivres et une attaque plus longue pour des cordes, voire très longue s'il s'agit de bruits, tel le vent. La durée s'étage de quelques millisecondes à plusieurs secondes (1 ms à + de 3 secondes). Quelques synthétiseurs analogiques anciens, comme le Yamaha CS15, sont équipés d'une commande permettant la multiplication de la durée de tous les paramètres, portant ainsi la durée de l'attaque à plus de 12 secondes. Dans la pratique, un temps d'attaque aussi long est fort peu employé.


'D' COMME DECAY

Aussitôt que le son a atteint son niveau maximum d'attaque, il décroît, c'est là qu'intervient le decay. Il dure tant que la touche reste enfoncée, sans que forcément le seuil atteigne le point de tension zéro (pas de son). Cela dépend étroitement du réglage suivant… le sustain. Par exemple, un sustain en position zéro donnera une enveloppe de son très brève, comme celle d'un son de percussion. Si la tension du sustain est prolongée, sans être maximale, le son connaît alors une petite décroissance (decay) avant de devenir "stable" (sustain), comme le son tenu d'un instrument à vent. Dans ce cas, l'attack comme le decay possède un niveau de tension supérieure à celle du sustain (comme le montre le schéma de la courbe ADSL en haut de la page). Pour la plupart des réglages, la durée maximale du decay est supérieure à l'attack.

Le decay varie entre 2 millisecondes au minimum et 10 secondes au maximum. Les synthétiseurs numériques d'aujourd'hui permettent des durées bien supérieures, appréciables pour recréer des son qui "meurent" très lentement (vent, par exemple).


'S' COMME SUSTAIN

C'est le paramètre qui permet le maintien constant du son, après la décroissance provoquée par le réglage du decay et avant l'extinction du son quand la touche est relâchée. Si le decay est à zéro, le sustain rentre en action aussitôt après l'attaque du son. Par contre, si le decay est utilisé, le sustain commence à agir dès que la tension du decay qui décroit atteint le niveau de celle du sustain. Comme le sustain dépend de la durée aléatoire d'enfoncement de la touche, on ne peut parler de secondes concernant ses caractéristiques, mais de pourcentages par rapport à la tension maximale du générateur d'enveloppe (tension/volts). Sur les générateurs d'enveloppe munis d'un sustain réglable, la variation s'étage entre 0 et 100%. En utilisant trois seuils de réglage basique, nous obtenons ceci :

  • 1 - Sustain à zéro : pour fabriquer des sons aux enveloppes courtes (guitare, tambour, harpe).
  • 2 - Sustain à niveau faible à moyen : pour des sonorités aux tenues légèrement plus longues (piano, gong).
  • 3 - Sustain maximum : pour des sonorités aux tenues constantes (orgue, ensemble à cordes). Dans ce cas le sustain annule l'effet du decay.

'R' COMME RELEASE

Il crée la résonance sonore du son après le relâchement de la touche ou lorsque la tension retourne à sa valeur initiale (cas d'utilisation avec un séquenceur). Le release possède une tension toujours décroissante (sauf release à zéro) et exponentielle, pour un ressenti naturel de la "chute" du son au niveau de l'oreille (décroissance linéaire). Agissant à la façon d'une pédale forte que l'on maintiendrait enfoncée continuellement, ce paramètre doit être finement réglé pour obtenir l'effet souhaité (chevauchement des sons entre eux ou pas).

Le release agit dès que le signal de déclenchement passe en note off (au relâchement de la touche), tout de suite après l'attaque du son, comme durant son maintien (sustain ou hold). Ce sont bien sûr l'imitation d'instruments résonnants qui a sa faveur (piano, vibraphone). Le release peut, suivant le jeu employé par le musicien, recréer l'illusion d'une chambre de réverbération plus ou moins grande en fonction de son réglage. Sa valeur varie de 2 ms à plus de 10 secondes.


'H' COMME HOLD

Il s'intercale entre le sustain et le release. Lorsqu'il est utilisé, il permet de prolonger à volonté la durée du sustain sans avoir à maintenir enfoncée la touche du clavier. Quand la période de maintien du hold cesse, la retombée du signal est relayée de façon normale par le release. Le hold n'a pas un grand intérêt pour la plupart des musiciens, si ce n'est pour leur permettre d'accorder les différents oscillateurs. Or, si le hold a été rajouté sur certains générateurs d'enveloppe, c'est pour réaliser des sonorités particulièrement longues, comme le vent, un orage ou la pluie (conjointement utilisées avec du bruit blanc ou rose). Des notes longues et éthérées trouvent ainsi dans le hold un outil bien utile. Le hold peut être utilisé également pour des séquences musicales constituées de notes longues contrôlées par séquenceur ou arpégiateur. Dans ce cas, le générateur d'enveloppe contrôle la séquence elle-même, l'attack déterminant le crescendo et le release, le decrescendo.
Sur certains synthétiseurs, le hold ne concerne pas le générateur d'enveloppe, mais le VCA en agissant comme commande de coupe-circuit (le hold est alors un bouton interrupteur au lieu d'être un potentiomètre). Il permet au son de traverser le module de façon constante. Utilisé ainsi, le hold participe aux réglages avant de jouer.


'D' COMME DELAY

Il retarde le déclenchement délivré par le trigger de zéro à quelques secondes. Il est présent sur les synthétiseurs possédant deux générateurs d'enveloppe. Le premier EG, affecté au VCA, est de type ADSR et le second de forme DASR (Decay, Attack, Sustain, Release) ou DAR (Decay, Attack, Release). Le second générateur équipé du delay est utilisé pour le contrôle des VCF et permet de créer des sonorités complexes et sophistiquées. Ces sonorités sont basées sur une première enveloppe pour la fréquence fondamentale et sur une seconde retardée pour les harmoniques. Associé à un MVCA (VCA servant à la modulation des signaux de commande (LFO)), le delay produit des effets de trémolo, de vibrato retardé et qui se déclenchent seulement si la note est maintenue assez longtemps (comme le vibrato d'une voix humaine qui n'intervient qu'au bout d'un laps de temps).



L'ASSOCIATION VCA ET GÉNÉRATEUR D'ENVELOPPE



L'application principale d'un générateur d'enveloppe est l'élaboration de la forme de l'enveloppe d'un son. L'association VCA/EG est donc indispensable et figurera en bonne place sur tout synthétiseur digne de ce nom.

La tension de sortie du générateur d'enveloppe est appliquée à l'entrée de commande de l'amplificateur contrôlée par tension (le VCA). L'entrée qui reçoit le signal est raccordée à la sortie du module de filtrage (le VCF) dont le niveau peut être constant ou variable. Quand la tension de commande est nulle, aucun son ne peut sortir du VCA. Par contre, quand la tension du générateur d'enveloppe agit, le VCA transmet le signal avec une amplitude proportionnelle à la valeur du signal délivrée par le générateur d'enveloppe.

Les sons sont généralement déclenchés par la détection de l'enfoncement de la touche (plus rarement par pédale, sauf sons non musicaux) ou par l'utilisation de séquenceur en synchronisation avec le clavier par gate ou trigger. Tout en continuant à contrôler le gain du VCA, la tension de sortie de l'EG peut asservir d'autres modules. C'est le cas du VCF. Cette solution permet d'améliorer les possibilités sonores pour des instruments ne possédant pas un réglage d'enveloppe indépendant de type ADSR pour le VCA et le VCF. Les meilleurs résultats sonores sont obtenus avec des enveloppes à l'attaque très courte ou à l'inverse, très longue.

Certains synthétiseurs ont amélioré le système en implantant au générateur d'enveloppe une deuxième sortie. La sortie normale est reliée au VCA, tandis que la seconde est une sortie complémentée (sortie inversée). Le VCF peut ainsi être relié à l'une ou l'autre de ces sorties en fonction de la sonorité recherchée. Sur les instruments analogiques de haut de gamme, les VCF sont contrôlés par un générateur d'enveloppe totalement indépendant, ceci afin d'augmenter les possibilités de modulation du filtre par l'EG.

Ce type de générateur d'enveloppe, totalement indépendant (appelé EG2) est synchronisé avec le générateur d'enveloppe associée au VCA (EG1). Il existe plusieurs modes de déclenchement de l'EG2. L'utilisation la plus courante est lorsque l'EG2 est synchrone avec l'EG1. Les différents signaux harmoniques du son évoluent avec le temps, produisant des sonorités très proches de celles de véritables instruments. Une autre façon de déclencher l'EG2 est d'utiliser une pédale… c'est un bon moyen pour obtenir l'effet de sourdine propre à la trompette (effet de "wah").