Syntéza FM - jak to funguje
Syntéza FM je základní metoda syntézy zvuku, jejíž výsledky lze jen těžko předvídat. V tomto praktickém tipu vám vysvětlíme základy syntézy FM a ukážeme vám několik zvukových příkladů.
Co je to FM syntéza?
V podstatě byste měli vědět o syntéze FM následující:
- Syntéza FM je proces syntézy zvuku, který vytváří umělé zvuky nebo modifikuje přirozené zvuky.
- „FM“ v syntéze FM znamená „frekvenční modulace“.
- Syntéza FM byla vynalezena Johnem Chowningem na počátku 70. let.
- V technickém článku a jeho knize přesně vysvětluje parametry a dává úvodní pokyny, jak reprodukovat přirozené zvuky nástroje pomocí syntézy FM.
- Syntéza FM se používá v mnoha klávesnicích a syntetizátorech, jako jsou Yamaha DX7 a FM7 od Native Instruments.
- Mezi další metody syntézy zvuku patří aditivní syntéza, jak je v tomto videu YouTube slyšet, stejně jako syntéza vlnitá a granulární, subtraktivní syntéza, amplitudová modulace nebo kruhová modulace, fyzikální modelování nebo tvarování vln pomocí vyhledávacích tabulek.
Takto funguje syntéza FM
Syntéza FM pracuje v zásadě pomocí vzorce, který lze snadno implementovat do analogových obvodů i digitálního programování a vytvářet složité zvuky. V následující části vysvětlíme základní pojmy syntézy FM. Časové řady a spektra, jakož i odkazy na videa YouTube, která také obsahují výsledné zvuky, najdete v následující galerii obrázků.
- Syntéza FM v podstatě začíná vzorcem sestávajícím z nosné frekvence a modulační frekvence: A cos (2 π fc t + β cos (2 π fm t))
- Spektrum je konstruováno symetricky kolem nosné frekvence nebo nosné frekvence fc. Tyto symetrické frekvence se nazývají „postranní pásma“.
- Frekvenční modulace fm vám dává opakovací frekvenci frekvenční modulace. Nízké hodnoty jsou nízkofrekvenční oscilátor (LFO) a je slyšet vibrato. Při vyšších frekvencích je modulace tak rychlá, že se vytváří složitý zvukový dojem.
- Index modulace β určuje šířku pásma, plnost zvuku. Určuje hloubku modulace. Počet postranních pásem je přibližně 2 × (β + 2).
- Frekvence postranních pásem jsou fc + k fm, kde k je kladné nebo záporné celé číslo.
- Pokud jsou frekvence příliš vysoké pro vzorkovací frekvenci, dojde k aliasingu: frekvence 10000 + 1000 se stane 10000 - 1000 atd.
- "Negativní" frekvence se také odrážejí, a to při 0 Hz. -10 Hz se stává 10 Hz, ale mimo fázi o 180 °.
- Pokud zachováte poměr fc k fm a modulační index β konstantní, bude při změně nosné frekvence transponován tvar vlny. Takto můžete vytvořit „nástroj“ s homogenním zabarvením.
- Aby fc byla základní frekvencí zvuku, musí být fm alespoň dvakrát větší než fc, protože to je jediný způsob, jak se všechny frekvence pod nosnou stanou „negativními“ frekvencemi a po odrazu jsou o Hz vyšší než fc samotná. Výjimka: fm = fc
V dalších praktických tipech CHIP online vám vysvětlíme, jak můžete připojit své elektrické piano k počítači a o čem je vše General MIDI.