FM-synteesi - miten se toimii
FM-synteesi on äänen synteesin perusmenetelmä, jota tulosten suhteen on vaikea ennustaa. Tässä käytännöllisessä kärjessä selitetään FM-synteesin perusteet ja esitetään joitain ääni esimerkkejä.
Mikä on FM-synteesi?
Periaatteessa sinun pitäisi tietää seuraava FM-synteesistä:
- FM-synteesi on äänisynteesiprosessi, joka luo keinotekoisia ääniä tai muuttaa luonnollisia ääniä.
- "FM" FM-synteesissä tarkoittaa "taajuusmodulaatiota".
- John Chowning keksi FM-synteesin 1970-luvun alkupuolella.
- Hän selittää teknisessä artikkelissa ja kirjassaan parametrit tarkasti ja antaa alustavat ohjeet luonnollisten instrumenttiäänien toistamiseen FM-synteesin avulla.
- FM-synteesiä käytetään monissa näppäimistöissä ja syntetisaattoreissa, kuten Yamaha DX7 ja Na7 Instrumentsin FM7.
- Muihin äänisynteesimenetelmiin sisältyy additiosynteesi, kuten tästä YouTube-videosta voi kuulla, samoin kuin aalto- ja rakeinen synteesi, subtraktiivinen synteesi, amplitudimodulaatio tai rengasmodulaatio, fyysinen mallintaminen tai aaltomuoto hakutaulukoilla.
Näin FM-synteesi toimii
Periaatteessa FM-synteesi toimii kaavalla, joka voidaan helposti toteuttaa sekä analogisissa piireissä että digitaalisessa ohjelmoinnissa monimutkaisten äänien tuottamiseksi. Seuraavassa selitetään FM-synteesin perustermit. Aikasarjat ja spektrit sekä linkit YouTube-videoihin, jotka sisältävät myös niistä johtuvat äänet, löytyvät seuraavasta kuvagalleriasta.
- FM-synteesi alkaa periaatteessa kaavalla, joka koostuu kantoaaltotaajuudesta ja modulaatiotaajuudesta: A cos (2 π fc t + β cos (2 π fm t))
- Spektri rakennetaan symmetrisesti kantoaaltotaajuuden tai kantoaaltotaajuuden fc ympärille. Näitä symmetrisiä taajuuksia kutsutaan "sivukaistoiksi".
- Modulaatiotaajuus fm antaa sinulle taajuuden moduloinnin toistotaajuuden. Matalat arvot ovat matalataajuista oskillaattoria (LFO) ja värähtely voidaan kuulla. Korkeammilla taajuuksilla modulaatio on niin nopeaa, että syntyy monimutkainen äänivaikutelma.
- Modulaatioindeksi β määrittää kaistanleveyden, äänen täyteyden. Se määrittelee modulaation syvyyden. Sivukappaleiden lukumäärä on noin 2 × (β + 2).
- Sivukaistojen taajuudet ovat fc + k fm, missä k on positiivinen tai negatiivinen kokonaisluku.
- Jos taajuudet tulevat liian korkeiksi näytteenottotaajuudelle, tapahtuu vääristys: taajuudesta 10000 + 1000 tulee 10000 - 1000 jne.
- "Negatiiviset" taajuudet heijastuvat myös, nimittäin taajuudella 0 Hz. -10 Hz tulee 10 Hz, mutta poissa vaiheesta 180 °.
- Jos pidät fc: n ja fm: n suhdetta ja modulaatioindeksiä β vakiona, aaltomuoto siirretään, kun muutat kantoaaltotaajuutta. Näin voit luoda "instrumentin", jolla on homogeeninen sävel.
- Jotta fc olisi äänen perustaajuus, fm: n on oltava vähintään kaksi kertaa niin suuri kuin fc, koska vain tällä tavoin kaikki kantoaallon alapuolella olevat taajuudet muuttuvat "negatiivisiksi" taajuuksiksi ja heijastuksen jälkeen ovat 0 Hz korkeammat kuin itse fc. Poikkeus: fm = fc
Muissa CHIP-verkkoon liittyvissä käytännön vinkissä selitämme kuinka voit kytkeä sähköisen pianon tietokoneeseen ja mistä Yleisellä MIDIllä on kyse.