Synteza FM - jak to działa
Synteza FM jest podstawową metodą syntezy dźwięku, którą trudno przewidzieć pod względem jej wyników. W tej praktycznej wskazówce wyjaśniamy podstawy syntezy FM i pokazujemy kilka przykładów dźwięków.
Co to jest synteza FM?
Zasadniczo powinieneś wiedzieć o syntezie FM:
- Synteza FM to proces syntezy dźwięku, który tworzy sztuczne dźwięki lub modyfikuje dźwięki naturalne.
- „FM” w syntezie FM oznacza „modulację częstotliwości”.
- Synteza FM została wynaleziona przez Johna Chowninga na początku lat siedemdziesiątych.
- W artykule technicznym i swojej książce dokładnie wyjaśnia parametry i udziela wstępnych instrukcji, jak odtwarzać naturalne dźwięki instrumentów za pomocą syntezy FM.
- Synteza FM jest stosowana w wielu klawiaturach i syntezatorach, takich jak Yamaha DX7 i FM7 od Native Instruments.
- Inne metody syntezy dźwięku obejmują syntezę addytywną, jak można usłyszeć w tym filmie na YouTube, a także syntezę falistą i granulowaną, syntezę subtraktywną, modulację amplitudy lub modulację pierścieniową, modelowanie fizyczne lub kształtowanie fal za pomocą tabel odnośników.
Tak działa synteza FM
Zasadniczo synteza FM działa z wykorzystaniem formuły, którą można łatwo zaimplementować zarówno w obwodach analogowych, jak i programowaniu cyfrowym w celu uzyskania złożonych dźwięków. Poniżej wyjaśniamy podstawowe pojęcia syntezy FM. Szeregi czasowe i widma, a także łącza do filmów z YouTube, które zawierają również powstałe dźwięki, można znaleźć w poniższej galerii zdjęć.
- Synteza FM zasadniczo zaczyna się od wzoru składającego się z częstotliwości nośnej i częstotliwości modulacji: A cos (2 π fc t + β cos (2 π fm t))
- Widmo jest zbudowane symetrycznie wokół częstotliwości nośnej lub częstotliwości nośnej fc. Te symetryczne częstotliwości są nazywane „pasmami bocznymi”.
- Częstotliwość modulacji fm daje częstotliwość powtarzania modulacji częstotliwości. Niskie wartości to oscylator niskiej częstotliwości (LFO) i można usłyszeć vibrato. Przy wyższych częstotliwościach modulacja jest tak szybka, że powstaje złożone wrażenie dźwięku.
- Indeks modulacji β określa szerokość pasma, pełnię dźwięku. Określa głębokość modulacji. Liczba pasm bocznych wynosi około 2 × (β + 2).
- Częstotliwości pasm bocznych to fc + k fm, gdzie k jest liczbą całkowitą dodatnią lub ujemną.
- Jeśli częstotliwości stają się zbyt wysokie dla częstotliwości próbkowania, następuje aliasing: częstotliwość 10000 + 1000 staje się 10000 - 1000 itd.
- Odbijane są również „ujemne” częstotliwości, mianowicie przy 0 Hz. -10 Hz staje się 10 Hz, ale poza fazą o 180 °.
- Jeżeli utrzymasz stosunek fc do fm i stały współczynnik modulacji β, kształt fali zostanie transponowany po zmianie częstotliwości nośnej. W ten sposób możesz stworzyć „instrument” o jednorodnej barwie.
- Aby fc była podstawową częstotliwością dźwięku, fm musi być co najmniej dwa razy większa niż fc, ponieważ jest to jedyny sposób, w jaki wszystkie częstotliwości poniżej nośnej stają się częstotliwościami „ujemnymi”, a po odbiciu są o 0 Hz wyższe niż sama fc. Wyjątek: fm = fc
W dalszych praktycznych poradach CHIP online wyjaśnimy, jak podłączyć pianino elektryczne do komputera i na czym polega General MIDI.