Syntéza FM - ako to funguje
Syntéza FM je základná metóda syntézy zvuku, ktorú je ťažké predvídať z hľadiska jej výsledkov. V tomto praktickom tipe vám vysvetlíme základy syntézy FM a ukážeme vám niekoľko zvukových príkladov.
Čo je syntéza FM?
V podstate by ste mali vedieť o syntéze FM nasledujúce:
- Syntéza FM je proces syntézy zvuku, ktorý vytvára umelé zvuky alebo modifikuje prírodné zvuky.
- „FM“ v syntéze FM znamená „frekvenčná modulácia“.
- Syntézu FM vymyslel John Chowning začiatkom 70. rokov.
- V technickom článku a jeho knihe presne vysvetľuje parametre a poskytuje počiatočné pokyny, ako reprodukovať prirodzené zvuky nástrojov pomocou syntézy FM.
- Syntéza FM sa používa v mnohých klávesniciach a syntetizátoroch, ako sú Yamaha DX7 a FM7 od Native Instruments.
- Medzi ďalšie metódy syntézy zvuku patrí aditívna syntéza, ako je možné vidieť v tomto videu YouTube, ako aj syntéza vlnitej a granulovanej, subtraktívna syntéza, amplitúdová modulácia alebo kruhová modulácia, fyzikálne modelovanie alebo tvarovanie vĺn pomocou vyhľadávacích tabuliek.
Takto funguje syntéza FM
Syntéza FM v zásade funguje pomocou vzorca, ktorý možno ľahko implementovať do analógových obvodov aj do digitálneho programovania, aby sa vytvorili zložité zvuky. V nasledujúcom texte vysvetlíme základné pojmy syntézy FM. Časové rady a spektrá, ako aj odkazy na videá YouTube, ktoré obsahujú aj výsledné zvuky, nájdete v nasledujúcej galérii obrázkov.
- Syntéza FM v podstate začína vzorcom pozostávajúcim z nosnej frekvencie a modulačnej frekvencie: A cos (2 π fc t + β cos (2 π fm t))
- Spektrum je zostavené symetricky okolo nosnej frekvencie alebo nosnej frekvencie fc. Tieto symetrické frekvencie sa nazývajú „postranné pásma“.
- Frekvencia modulácie fm vám poskytuje opakovaciu frekvenciu frekvenčnej modulácie. Nízke hodnoty sú nízkofrekvenčný oscilátor (LFO) a je možné počuť vibrato. Pri vyšších frekvenciách je modulácia taká rýchla, že vytvára komplexný zvukový dojem.
- Index modulácie β určuje šírku pásma, plnosť zvuku. Určuje hĺbku modulácie. Počet postranných pásiem je približne 2 × (β + 2).
- Frekvencie postranných pásiem sú fc + k fm, kde k je kladné alebo záporné celé číslo.
- Ak sú frekvencie príliš vysoké pre vzorkovaciu frekvenciu, vyskytne sa aliasing: frekvencia 10 000 + 1 000 sa stane 1 000 - 1 000 atď.
- Odrážajú sa aj záporné frekvencie, a to pri 0 Hz. -10 Hz sa stáva 10 Hz, ale mimo fázy o 180 °.
- Ak udržujete pomer fc k fm a modulačný index β konštantný, priebeh vlny sa transponuje pri zmene nosnej frekvencie. Takto môžete vytvoriť „nástroj“ s homogénnym zafarbením.
- Aby fc bola základnou frekvenciou zvuku, musí byť fm najmenej dvakrát tak veľká ako fc, pretože to je jediný spôsob, ako sa všetky frekvencie pod nosnou frekvenciou stanú „negatívnymi“ frekvenciami a po odrazení sú o Hz vyššie ako samotné fc. Výnimka: fm = fc
V ďalších praktických tipoch CHIP online vám vysvetlíme, ako môžete pripojiť svoje elektrické klavír k počítaču a o čom je všetko General MIDI.