Cum face un sintetizator

Nu, nu vom să-ți spun unele din componentele electronice sunt sintetizatoare făcute și în cazul în care ia naștere curent. Vom vorbi despre instrumentele de sistem de operare al dispozitivului, sau mai degrabă, că o parte din ea, care se referă în mod direct la producția de sunet. Această cunoaștere este esențială pentru cei care doresc să creeze propriile programe de sunet (patch-uri) sau ușor modificați gata pentru a satisface anumite părți de muzică.

În ciuda complexității aparente și diversitatea de dispozitive, cele mai multe sintetizatoare au multe caracteristici comune, și instrumente împrumutate din perioada timpurie - sintetizatoare analogice. Cu ei vom începe să înțelegem complexitatea acestor instrumente de dispozitiv.

Primele sisteme modulare de sintetizator sunt numite, deoarece acestea constau din mai multe module sau unități care îndeplinesc trei sarcini principale: acestea fie creează un sunet, sau schimba-l, sau controlează funcționarea celorlalte blocuri. Aceste unități sunt conectate prin intermediul unor cabluri - care este motivul pentru care unele instrumente moderne de program de sunet numit „patch“ (în engleză „compus“.). Pentru a crea un nou artist de sunet a trebuit să facă toate conexiunile și să modifice parametrii blocurilor; nu a existat nici o modalitate de a păstra constatările anterioare, dar pentru a înregistra conexiunile și setările pe hârtie și apoi să le restabiliți manual. Apropo, sisteme modulare costa zeci de mii de dolari.

După ceva timp, producătorii de sintetizatoare au constatat că unele dintre modulele și metodele de compuși lor sunt folosite mai des decât altele. Prin aducerea toate acestea împreună și adăugând o tastatură pentru a controla, au creat un sintetizatoare analogice într-adevăr comune, de exemplu, Minimoog. Dar bine, sunet dens, și aceste instrumente au multe dezavantaje, cum ar fi instabilitatea sistemului. Prin urmare, porțiunea respectivă este înlocuită treptat analog la digital (mai stabil). Microprocesorul apoi s-a adăugat, controlul tuturor parametrilor și memoria pentru a salva și restabili automat setările (și, prin urmare, sunete). Cu un număr tot mai mare de parametri, a devenit clar că vechiul mod de comandă (fiecare opțiune - buton de pe panoul frontal) nu este posibilă, deoarece instrumentul devine prea greoaie. Agățători și butoanele sunt foarte reduse, dar pe ecran a adăugat. Puteți alege să afișați un anumit parametru, și rotiți butonul pentru a schimba. Apoi, alege o altă setare, și porniți din nou același buton (sau mutați cursorul același), dar schimbarea noua opțiune. Dezvoltarea în continuare a condus treptat la faptul că sintetizatoarelor au fost transformate în computere specializate, în cazul în care sunetul este produs și schimbat de un număr mare de operații aritmetice în microprocesor. Cu toate acestea, terminologia de bază este păstrată, dar acum nu există module în formă de unități reale, ci ca un grup de cifre din sistemul de operare instrument.

generatoare
Deci, din ce module constau sintetizatoare? Mai presus de toate, acest sunet generatoare sau oscilatoare (oscilantă) - sunete unități generatoare direct sursă. În sintetizatoare analogice ei au comenzi forme de undă (sinusoidală, sawtooth, și așa mai departe. D.) și pas (de obicei, aspre, octave, și precis). Forma de undă determină timbrul sunetului sau a structurii armonice. tastatură sintetizator și controlează generatorul, astfel încât apăsarea diferitelor taste veți obține sunete de diferite înălțimi. sintetizator analogic în mod obișnuit monofonic are două astfel de generator de generator de zgomot, plus de specialitate. Uneori poate modula (gestiona), celalalt un generator, obtinerea de forme de undă mai complexe și, prin urmare, o varietate de voci. Apropo, pe principiul un generator de modulare și celălalt aranjate Yamaha DX serie Sintetizatoare. Yamaha solicită acest lucru principiul FM (modulație de frecvență - modulație de frecvență).

Sintetizatoare aranjat pe principiul redării eșantioanelor (redare eșantion), în loc de câteva forme simple de generatoare de undă pot produce mai multe forme complexe. Aceste forme sunt, de obicei pre-înregistrate mostre de sunet de instrumente reale stocate în memoria permanentă.

filtre
Unitate de filtrare pentru filtrare (uimitor!), sau îndepărtarea armonicilor create de generator. Cele mai multe transmisiv filtru aplicabil de frecvență joasă (filtru low-pass), care trece frecvențele joase și elimină ridicată, pornind de la un anumit punct, numit frecvența de tăiere a filtrului (frecvența de întrerupere filtru). De asemenea, există filtre transmisive de înaltă frecvență (high-pass) și banda (bandă de trecere). Există încă respinge filtrele de toate tipurile, care acționează în sens invers. lățime de bandă de filtru Bandstop este uneori numit "band-stop", "band-respinge" sau "notch". Filtrul nu elimină armonici după frecvența-limită în totalitate; mai degrabă, le slăbește treptat, în conformitate cu o pantă (pantă sau roll-off). Prăvăliș filtrului (opusă prăvăliș reprezentanților rasei umane) este măsurată în decibeli pe octavă. Filtrele de tip utilizate cel mai frecvent 12 dB / oct (Moog) și 24 dB / TTPM (Oberheim). Aceasta înseamnă că volumul de armonici octavă mai mare decât frecvența de tăiere este redusă cu 12 sau 24 dB.

Un alt parametru important (dacă există) a filtrului - o rezonanță. El ridică nivelul frecvențelor în jurul punctului de tăiere, acesta evidențiind astfel. Unele sintetizatoare, creșterea rezonanță auto-excitație se poate realiza efectul de filtrare, transformându-l în generatorul.

Câteva cuvinte despre utilizarea filtrelor. Din moment ce acestea acționează prin eliminarea armonice (nuanțe), cel mai bine este de a utiliza filtrul sunet bogat armonios. De exemplu, sunetul unei forme de undă sinusoidală este substanțial liber de armonici, iar sunetul unui dinte de ferăstrău le conține. Și altul. Dacă modificați frecvența de întrerupere, în special rezonanță, în momentul sunetului (manual sau prin intermediul unui modulator), obținem un efect plutitor, ceea ce duce la rapture a artiștilor tehno.

generatoare plic
După ce unitatea de filtrare ar trebui să amplificator unitate, parametrii speciali nu a fost caracterizat. Cu toate acestea, este de obicei controlată de un generator de plic (generator de plic), necesită o discuție separată.

Generatorul plic determină schimbarea sunetului în timp. De exemplu, un sunet tambur începe cu un volum mare și se estompează rapid. Un „umple cu aer“, în instrumente de suflat începe cu un sunet liniștit, crescând treptat în volum. generatoare de plicuri sunt diferite, dar cel mai comun tip - ADSR (atac, cariile, susține, de presă - atac, degradare, suport, amortizare). În cazul în care parametrii de atac, declinul și decăderea se măsoară în unități de timp, suportul - l niveluri. Atac determină cât de repede sunetul după apăsarea tastei atinge volumul maxim. Recesiunea determină cât de mult timp după aceea va avea nevoie de sunet, că schimbarea la nivelul stabilit de sprijin parametru, pe care va rămâne până când eliberați tasta. Și, în sfârșit, parametrul de amortizare determină cât de multe după eliberarea sunetul de chei ajunge la zero a volumului. Există, de asemenea, mai multe tipuri de complexe de plicuri, cu un număr mare de etape și parametri separate pentru viteza și nivelul.

Generator de plic poate controla nu numai câștigul de putere, dar, de asemenea, Filtre (de exemplu, schimbarea în timbrul de sunet în timp) sau generatoare de sunet în sine (în acest caz, se schimbă terenul, de exemplu, pentru a crea un efect de sirenă).

Frecvențelor joase
Plic Generator vă permite să creați în continuă schimbare sunete, ceea ce le face mai interesante. Pentru același și este un oscilator de frecvență joasă (LFO - oscilator de frecvență joasă). Este similar cu un generator convențional produce semnale numai în afara frecvenței audibil destinate modulării sunetului. In cele mai multe cazuri, acest generator este utilizat pentru a crea un vibrato sau tremolo, în funcție de faptul dacă controlează amplificator (volum) sau un generator (smoală). Parametrii de oscilator de frecvență joasă includ semnalul real generat de frecvența (viteza determină efectul) și forma de undă (specifică tipul de efect). Dacă selectați aleatoriu forme de undă (aleatoriu), puteți obține un efect interesant, care amintește monolog robot de nebun.

conexiuni
În timp ce sintetizatoare analogice clasice au redus de opțiuni pentru modulare de control al diferitelor blocuri împreună (în comparație cu sistemele modulare), multe dintre instrumente digitale de astăzi oferă suficiente capabilități avansate în acest sens. În plus, ele permit muzician să controleze de sursa de modulare. De exemplu, prin rotirea discului poate direcționa semnalul de modulare de la amplificator de joasă frecvență, producând astfel tremolo, în timp ce controlează frecvența semnalului (și, în consecință, viteza de tremolo) folosind după atingere.

Redarea eșantioanelor
Am menționat deja că, în sintetizatoare, aranjate pe baza eșantionului de redare (redare eșantion), folosind inregistrari digitale ale instrumentelor reale, care sunt în memoria permanentă a unor astfel de dispozitive. Astfel, generatoarele lor nu generează forma de undă, ci pur și simplu reproduce terminat înregistrarea. Acest lucru permite mult mai multă precizie simula instrumente reale. O altă schimbare de sunete, în general, nu diferă de sintetizatoare analogice: aveți filtre, generatoare de plicuri, Generator de joasă frecvență, și așa mai departe.

Principiul pe scară largă a probelor de reproducere au arătat că, în acest caz, există unele probleme. instrumente reale pot produce sunete foarte diferite în ton, caracteristicile plic, și așa mai departe. D. Dacă luați un pian normal, produce sunete diferite, în funcție de tasta apăsată, forțele apăsându și chiar și ce alte taste sunt apăsate în acest moment . Pentru a reproduce fidel comportamentul unui instrument real, este necesar să se facă o multitudine de probă care va umple memoria disponibilă cu viteza sunetului (un joc de cuvinte). Deși unele instrumente moderne, puteți instala 64 sau chiar 128 MB de memorie, este nu toată lumea își poate permite, pregătirea de sunet are nevoie de timp enorm și încă imitația nu este absolut corectă. Acesta din urmă este valabil mai ales atunci când vine vorba de instrumente reale, capabile de a schimba sunetul imediat în timpul redării sale. Practica arată că sintetizatoare moderne de diferite companii care au fost organizate pe baza eșantionului de redare, sunt destul de similare și deja un sunet destul de obositoare. Este timpul pentru a încerca ceva nou.

modelare fizică
Sintetizatoare, aranjate în conformitate cu principiul de modelare fizică, a apărut pe piață nu atât de mult timp în urmă, dar au făcut deja o mulțime de zgomot. Ideea de bază a dispozitivului este după cum urmează: în loc de a juca probe de pre-înregistrate sistem de operare sintetizator creează un model al comportamentului real instrument. În funcție de acțiunile executivului (presă, rotiți roata de modulare, și așa mai departe. D.) procesor Sintetizator calculează modul în care sunetul ar fi emis instrumentul simulat în circumstanțele, și reproduce-l. Astfel, este posibil nu numai pentru a simula instrumente reale, dar, de asemenea, pentru a crea altele noi, care nu există în natură.

Modelarea fizică ne permite să rezolve multe probleme de sintetizatoare moderne. Aceste dispozitive nu sunt doar mai bine imita sunetele reale ale instrumentelor, dar, de asemenea, comportamentul lor, adică schimbarea sunetului în funcție de acțiunile Executivului. Trebuie remarcat faptul că stăpânirea de sintetizatoare de acest tip necesită mai puțin timp decât stăpânirea instrumentelor acustice. Mai mult decât atât, aceste tastaturi nu necesită cantități mari de memorie RAM.

Dar rezolvarea unei probleme, modelare fizică, în același timp, creează altele. Pentru a crea modelul necesită o putere de calcul foarte mare. Prin urmare, astfel de instrumente sunt instalate puternice (și, prin urmare, scumpe) procesoare. Ca și în orice tehnologie de la începutul dezvoltării sale comerciale, modelarea fizică este destul de scump. Pentru a reduce prețul de producătorii produc instrumente cu mici după standardele de astăzi polifonie și multi-timbral. Odată cu dezvoltarea tehnologiei, în general, și CPU-urilor, în special, prețurile vor scădea, și posibilitatea de a crește.

dacă principiul modelării fizice să înlocuiască principiul probelor de reproducere? Sintetizator, probabil, da. Cu toate acestea, prelevatoarele reale rămân, fără îndoială, dar va fi mai puțin utilizate pentru a simula instrumente reale.

Resintezis
Acest tip de producție de sunet nu a primit încă incarnare comerciale, dar există zvonuri că câteva firme foarte mari Synth produc anumite dezvoltare în acest domeniu. Ideea de bază este aceasta: practic orice sunet este o combinație de valuri sinusoidale de diferite înălțime și volum. Cu un număr suficient de generatoare de astfel de unde pot produce nici un sunet.

Dar cum să aflăm, din ce este format din valuri sau că sunetul și, în plus, modul în care acestea se modifică în timp? Pentru a face acest lucru, există o metodă numită „transformare Fourier“. Cu ajutorul sunetului pot fi analizate și descompus în componente individuale. Puteți reda apoi înapoi aceste componente folosind mai multe generatoare și, astfel, a restabili (sau resynthesize) de sunet.

Care sunt avantajele acestei metode? În primul rând, cantitatea de date necesare pentru sunet resintezirovaniya este de 10 ori mai puțin decât în ​​prelevarea de probe. Deci, ai nevoie de mai puțină memorie. În al doilea rând, resintezirovanie permite editarea și redare a sunetului mult mai profunde, cum ar fi morphing. Mai mult, în contrast cu sunet modulul Morpheus firma E-mu, în cazul în care există o schimbare lină între cele două metode de filtrare, în cazul în care într-adevăr resintezisa transformarea treptată a unui sunet la altul.

Este greu de spus de ce nu a fost încă instrumentele aranjate pe principiul resintezirovaniya sunetului. Deși redare de înaltă calitate necesită un număr mare de generatoare, este cu greu o mare problemă cu tehnologia actuală. Pentru a crea, de exemplu, un sintetizator de 32-voce (resintezatora?) Cu 32 de armonici pentru fiecare voce trebuie să fie 1024 de generator. Acum lansat pe 13 ani, un instrument Yamaha DX 7 a avut 96 de generatoare. Aparent, instrumente care creează sunete de resintezirovaniya lor, ar trebui să apară în viitorul apropiat.