В простейшем виде в него входят три основных секции - генератор, фильтр и усилитель. Генератор генерирует основной звук, обычно синусоидальную, импульсную или пилообразную волну; фильтр контурирует частотный спектр волны генератора; а усилитель регулирует громкость сгенерированного и отфильтрованного сигнала во времени - это огибающая. Обратите внимание, что горизонтальные линии на схеме ниже указывают путь самого звука - вертикальные линии указывают сигналы управления. Например, огибающая только модулирует (управляет) усилителем - она ​​не влияет на звук напрямую.



Теперь мы рассмотрим каждую секцию по очереди, начиная с осцилляторов, так как именно здесь возникает звук. Поскольку они создают основной строительный блок звука, необходим некоторый метод управления их высотой тона с клавиатуры. В аналоговом мире это делается с помощью управляющих напряжений (отсюда и название «Voltage Controlled Oscillator» или «VCO»), и наиболее распространенным подходом была так называемая система «один вольт на октаву». Клавиатура устроена так, что всякий раз, когда нажимается клавиша, вырабатывается электрическое напряжение, которое фактически используется для настройки генератора на требуемую ноту.

Необработанный звук осциллятора обычно может иметь форму одной из множества различных форм волны, что позволяет вам выбирать из ряда основных тембров, соответствующих звуку, который вы, возможно, захотите достичь. Каждая форма волны имеет свой характерный спектр, по которому ее можно идентифицировать:

Пилообразный

Sawtooth - иногда известный как Saw, он содержит все гармоники, нечетные и четные, в пропорциональных значениях, и из-за этого он звучит «богато и шумно». Высокие гармоники имеют относительно большую амплитуду, что придает форме волны характерный яркий звук.

Пульс

Импульсная волна представляет собой прямоугольную форму волны, обычно с возможностью изменения отношения длины положительного цикла к отрицательному (или ширине) с помощью LFO (см. Ниже). Там, где ширина самая узкая, это звучит тонко и назойливо, и это иногда называют рабочим циклом. Если ширина одинакова в каждом цикле, это также известно как прямоугольная волна:

Площадь

Особый тип пульсовой волны, потому что он содержит только нечетные (и не четные) гармоники или части и в результате имеет глухой звук, не совсем похожий на звук кларнета. Гармоники уменьшаются по амплитуде с увеличением частоты.

Синус

Синусоидальная волна содержит только базовую или основную частоту и не содержит гармоник, поэтому она звучит просто или чисто. Очень сложно изменить звучание синусоиды!

Шум

Шум - или, точнее, белый шум, который чаще всего встречается в синтезаторах, содержит все частоты, постоянно меняющиеся случайным образом. В нем нет гармоник или парциальных частот, поскольку частоты даже не кратны друг другу. Он также не имеет базовой частоты или основной гармоники. Розовый шум содержит меньше высоких частот, чем белый шум, а коричневый шум еще меньше.

Синхронизировать

Большинство синтезаторов с несколькими осцилляторами имеют функцию синхронизации, обычно на втором осцилляторе. Это заставляет модулируемый генератор (обычно первый) перезапускать свою форму волны с нуля каждый раз, когда модулирующий генератор завершает один цикл. В результате, когда вы изменяете частоту модулированного генератора, вместо изменения высоты звука он меняет тембр, создавая характерный металлический звук.

Фильтр

Фильтр обычно считается наиболее важной частью любого синтезатора, почти независимо от типа используемого синтеза, поскольку это параметр, который наиболее сильно влияет на звук. Фильтры бывают разных форм - наиболее распространенный метод классификации основан на форме кривой затухания. Если синусоидальная волна заданной частоты проходит через фильтр, то выходной сигнал представляет собой ослабление фильтра на этой частоте. При измерении на нескольких частотах и ​​нанесении на график это называется кривой частотной характеристики фильтра. Наиболее распространенные типы кривых фильтра - это низкочастотный фильтр (отсекает высокие частоты и пропускает низкие частоты - наиболее распространенный из всех); high-pass (срезает низкие частоты и пропускает высокие частоты); полосовой (обрезает высокие и низкие частоты и пропускает средние);

Точка, в которой фильтр начинает влиять на сигнал, называется точкой отсечки, и обычно это основной элемент управления фильтра на синтезаторе. Крутизна спада среза также оказывает сильное влияние на звук - большинство современных аналоговых синтезаторов (или их моделей) имеют фильтры 12 или 24 дБ / октаву, что достигается путем каскадного соединения ряда более простых фильтров 6 дБ для получения более крутого наклон. Каждый из этих фильтров также известен как полюсный - фильтр 24 дБ / октаву часто называют 4-полюсным фильтром.

Последним важным аспектом фильтра является его регулировка резонанса. Увеличение резонанса подчеркивает очень узкую полосу частот около точки отсечки и создает звук вау, характерный для субтрактивного синтезатора. При экстремальных настройках некоторые фильтры переходят в «автоколебание», которое дает отчетливый синусоидальный тон вокруг частоты среза.

Конверт

Огибающая - термин, используемый для описания формы громкости звука во времени. Большинство синтезаторов имеют генератор огибающей, который модулирует усилитель для управления огибающей - его параметры обычно делятся на сегменты, называемые Attack, Decay, Sustain и Release. Время от тишины до начальной самой громкой точки - это атака, а время, за которое огибающая уменьшится после этого до устойчивого значения, - это затухание. Затем звук продолжается на уровне, известном как сустейн, и остается на этом уровне, пока клавиша удерживается нажатой. После отпускания клавиши звук возобновляет затухание, на этот раз со скоростью, определенной настройкой Release. Важно отметить, что в то время как Attack, Decay и Release контролируют скорость изменения настроек огибающей, параметр Sustain является уровнем.

LFO - низкочастотный осциллятор

LFO - низкочастотный осциллятор - используется не для воспроизведения звука (его частотный диапазон был бы слишком низким, чтобы его можно было слышать!), А, как и генераторы огибающей, в качестве управляющего сигнала. Чаще всего используется для модуляции высоты тона осциллятора для создания эффекта вибрато, но его также можно использовать для модуляции усилителя для тремоло или фильтра, например, синхронизированного с синхронизацией MIDI, чтобы производить длинные развертки фильтра во времени с Музыка. Как и обычные генераторы, LFO могут иметь много разных форм волны.

↑