Синхронизация осциллятора

Синхронизация осциллятора - это функция некоторых синтезаторов с двумя или более генераторами VCO , DCO или «виртуальными» генераторами. Когда один осциллятор завершает цикл, он сбрасывает период другого осциллятора, заставляя последний иметь такую ​​же базовую частоту . Это может дать гармонично богатый звук, тембр которого можно изменять, изменяя частоту синхронизируемого генератора. Синхронизированный генератор, который сбрасывает другие генераторы, называется ведущим; осцилляторы, которые он сбрасывает, называются подчиненными. Есть две распространенные формы синхронизации осциллятора, которые используются в синтезаторах: жесткая синхронизация и мягкая синхронизация. Согласно Sound on SoundПо мнению журналиста Гордона Рида, синхронизация осциллятора - наименее понятная функция для многих пользователей синтезатора. ^[1]

Жесткая синхронизация [ править ]

Высота тона задающего генератора создается пользователем (обычно с клавиатуры синтезатора ) и является произвольной. Шаг ведомого генератора может быть настроен на эту частоту (или отстроен от нее ) или может оставаться постоянным. Каждый раз, когда цикл задающего генератораповторяется, ведомый запускается повторно, независимо от его положения. Если ведомое устройство настроено на более низкую частоту, чем ведущее устройство, оно будет принудительно повторено до того, как завершит весь цикл, а если оно настроено на более высокую частоту, оно будет вынуждено повторять частично через второй или третий цикл. Этот метод гарантирует, что генераторы технически играют на одной и той же частоте, но нерегулярный цикл подчиненного генератора часто вызывает сложные тембры и впечатление гармонии . Если настройка ведомого генератора развернута, можно различить гармоническую последовательность . ^[2]

Этот эффект может быть достигнут путем измерения пересечений нулевой оси задающего генератора и перезапуска подчиненного генератора после каждого второго пересечения.

Эта форма синхронизации генератора более распространена, чем мягкая синхронизация, но в наивных цифровых реализациях она склонна к возникновению наложения спектров .

Мягкая синхронизация [ править ]

Есть несколько других видов синхронизации, которые также можно назвать мягкой синхронизацией. В настройке Hard Sync ведомый генератор принудительно сбрасывается на некоторый уровень и фазу (например, ноль) с каждым циклом ведущего, независимо от положения или направления ведомого сигнала , который часто генерирует асимметричные формы.

В некоторых случаях ^{[3] [4]} Soft Sync относится к процессу, предназначенному для подталкивания и фиксации ведомого генератора на той же или целой или дробной кратной частоте задающего генератора, когда они оба имеют одинаковые фазы, аналогичные фазе- замкнутая петля .

Реверсивная синхронизация [ править ]

Эта форма синхронизации генератора менее распространена. Эта форма очень похожа на Hard Sync, с одним небольшим отличием. В Reversing Soft Sync волна инвертируется, а не обнуляется; то есть его направление меняется на противоположное. Реверсирование Soft Sync больше связано с аналоговыми генераторами с треугольным сердечником, чем с аналоговыми генераторами с пилообразным сердечником.

Пороговая или слабая синхронизация [ править ]

Пороги сравнения используются в нескольких видах Soft Sync:

• Жесткая синхронизация, которая отключается, когда частота или амплитуда ведомого устройства пересекает определенный пользователем порог.
• Жесткая синхронизация, которая отключается, когда частота ведомого выходит слишком высоко выше или слишком ниже частоты ведущего.
• Жесткая синхронизация, которая отключается, когда частота ведомого устройства ниже, чем частота ведущего.

Soft Sync может точно относиться к любому из них, в зависимости от синтезатора или производителя.

Phase Advance 'Sync' [ править ]

Фаза ведомого увеличивается на некоторую величину, когда уровень задающего генератора пересекает некоторый порог. Используется для синтеза звука, это может дать звуковой эффект, подобный Soft Sync.

Сбросить запрет синхронизации [ править ]

Когда задающий генератор пересекает некоторый порог, нормальный сброс подчиненного устройства отключается: он остается на своем конечном уровне, положительном или отрицательном. Когда мастер снова пересекает некоторый порог, подчиненное устройство сбрасывается.

Синхронизация с перекрытием [ править ]

В этом методе текущая волна завершается, но в синхронизирующем импульсе генерируется новая форма волны. Хвост старой и новой волны выводится суммируется, если они перекрываются.

Аспекты цифровой реализации [ править ]

Наивные подходы к синхронизации в цифровых генераторах приводят к алиасингу . Чтобы предотвратить это, необходимо использовать методы с ограничением диапазона, такие как аддитивный синтез , BLIT (Band-Limited Impulse Train) ^[5] или BLEP (Band-Limited Step), чтобы избежать наложения спектров. ^[6]

В цифровом генераторе лучшая практика заключается в том, что ведомое устройство не будет сбрасываться на идентичную фазу в каждом цикле, а на фазу, опережающую на эквивалентное время фазе ведущего устройства при сбросе. Это предотвращает дрожание ведомой частоты и обеспечивает более точную синхронизацию.

Для цифровых генераторов реверсивная синхронизация может реже генерировать наложение спектров . ^{[ необходима цитата ]} Этот эффект может быть наивно реализован путем измерения пересечений нулевой оси задающего генератора и изменения наклона подчиненного генератора после каждого второго пересечения.

Для цифровой реализации обратите внимание, что ни один из методов Threshold или Weak Sync на самом деле не синтезирует форму волны способом, отличным от Hard Sync (скорее, они выборочно деактивируют ее).

Синхронизация с перекрытием - это в первую очередь цифровой метод с простой реализацией, например, используемый в FOF; ^[7] аналоговой реализацией может быть синусоидальный генератор с сильным затуханием, возбуждаемый импульсом сброса.

Архитектуры на основе синхронизации [ править ]

Различные архитектуры синтеза основаны на синхронизации, часто используемой в сочетании с амплитудной , частотной или фазовой модуляцией . Такие архитектуры включают VOSIM и синтез физического моделирования .

Ссылки [ править ]