Синтез с фазовым искажением ( ФД ) - это метод синтеза, представленный в 1984 году компанией Casio в линейке синтезаторов CZ . В общих чертах он похож на синтез фазовой модуляции, который отстаивается корпорацией Yamaha (под названием частотная модуляция ), в том смысле, что оба метода динамически изменяют гармонический состав сигнала несущей под влиянием другой формы сигнала (модулятора) во времени. домен. Однако применение и результаты этих двух методов весьма различны.
Casio создала пять различных синтезаторов, используя свою оригинальную концепцию синтеза PD (с вариациями). Метод синтеза более поздних VZ-1 и соавторов Интерактивное фазовое искажение намного больше похоже на вышеупомянутую фазовую модуляцию, а не на прямую эволюцию фазовых искажений; Смотри ниже.
Создание гармонического содержания [ править ]
В реализации PD от Casio использовались генераторы, генерируемые модулятором и сигналами несущей, синхронизированные друг с другом за цикл. Модуляторы представляли собой различные угловые волны, которые могли «искажать» синусоидальный сигнал несущей в другие формы в степени, полученной из огибающей «DCW». При этом на выходе было создано много гармоник. Поскольку модуляторы были богаты гармоническим составом, они могли создавать спектры более линейные, то есть более похожие на традиционные субтрактивные спектры, чем синтез фазовой модуляции (PM / FM) Yamaha . PM не требует синхронизации генератора, но долгое время ограничивался синусоидальными волнами, что означало, что выходные спектры носили нелинейный признак функций Бесселя.. PD - это другой тип PM, очень разные модуляторы которого вызвали значительную разницу в работе и звуке между PD и PM. Таким образом, эти два понятия не эквивалентны.
Все фазовые преобразования собираются из кусочно-линейных функций под управлением двоичной логики и демонстрируют характерные резкие изгибы (а для некоторых преобразований даже внезапные скачки) по мере их движения от минимума к максимуму, где аккумулятор счетчика частоты вращается и запускается заново. Острые изгибы сглаживаются округлостью модулированной синусоидальной волны и не слишком заметны в результирующем сигнале.
Имитация резонансного фильтра [ править ]
Синтезаторы CZ не только более способны генерировать традиционные линейные спектры, но и имитируют развертку резонансного фильтра. Это было сделано с использованием синусоидальных волн на резонансной частоте, синхронизированных и оконных на основной частоте. Можно было контролировать частоты, но не величину резонанса.
На рисунке 19 из патента серии CZ 1985 года показано, как имитировать переменный резонанс, обнаруженный в аналоговых фильтрах, управляемых напряжением :
- ( a ) Счетчик базовой частоты, показывающий каждый период.
- ( b ) Счетчик резонансной частоты на немного более высокой частоте, сбрасывается ( или «синхронизируется» ), когда базовый счетчик продолжает работать.
- ( c ) Счетчик резонансной частоты, используемый для считывания синусоидальной волны. Обратите внимание на внезапный скачок при сбросе, который вызывает значительные искажения.
- ( d ) Инвертированный счетчик основной частоты.
- ( e ) Умножение c на d . Внезапный скачок c теперь сглажен.
Другими словами, резонанс - это форма цифровой жесткой синхронизации , состоящей из синусоидальной волны на резонансной частоте, амплитуды, охваченной и жестко синхронизированной с оконной функцией на основной частоте. Оконная функция может принимать различные формы, в том числе пилообразную и треугольную, таким образом определяя «базовый» спектр, на который накладывается резонансный эффект. Поскольку амплитуда всех доступных оконных функций заканчивается на нуле, это устраняет резкие разрывы в синхронизированной синусоидальной волне, что является хорошо известным способом уменьшения наложения спектров при цифровой синхронизации. Тем не менее, некоторые искажения все еще присутствуют из-за разрывов в производных функции [ требуется пояснение ]. Таким образом, эффекты развертки фильтра генерируются так же, как эффекты синхронизации: путем модуляции частоты резонанса (огибающая DCW) изменяется тембр, добавляя и вычитая гармоники в / из выбранного основного спектра вокруг выбранной резонансной частоты.
Сравнение с другими видами синтеза [ править ]
Как указано выше, фазовое искажение широко применяет аналогичные математические концепции к синтезу фазовой модуляции , но их реализация и результаты не эквивалентны. В то время как PM - впервые разработанный Джоном Чоунингом и коммерчески используемый Yamaha - использует колебательный модулятор, который может иметь свой собственный период, PD применяет угловой модулятор прямолинейных сегментов, жестко синхронизированных с тем же периодом, что и соответствующая несущая, то есть модулирует каждый цикл. идентично. PM / FM производит спектры, производные от функции Бесселя, если не линеаризуется с помощью применения обратной связи, тогда как PD дает более линейные спектры. Это проявляется в репутации синтезаторов PD, которые легче производить традиционные субтрактивныезвуки, обычно связанные с аналоговыми синтезаторами, которые характеризуются линейным спектром. Эти факты демонстрируют, что, хотя общая концепция - изменение фазы - одинакова, реализация и результаты сильно различаются.
Собственный более поздний движок Casio под названием Interactive Phase Distortion (iPD) , который использовался в их синтезаторах VZ (VZ-1, VZ-10M и VZ-8M; первые два также были переименованы Hohner как HS-2 или HS-2 / E), на самом деле очень мало похож на «фактическую» PD, поскольку вместо этого основан на идиосинкразическом типе PM. В iPD несколько генераторов объединены в различные конфигурируемые маршруты (аналогично «алгоритмам» Yamaha) и могут модулировать друг друга с помощью PM или кольцевой модуляции.(последний недоступен в системе Yamaha). Однако, в отличие от реализаций Yamaha, прямая ФМ ограничена отношением несущая: модулятор 0: 1 (частота несущей принудительно равна нулю, что, по сути, превращает ее в простой формирователь волны) - с другими соотношениями, требующими обходных путей и часто заставляющими некоторые генераторы вносить мало или ничего до желаемого звука. iPD имеет несколько дополнительных функций, которые дают ему преимущества в некоторых случаях, но, как правило, он не так универсален, как метод «чистой» фазовой модуляции Yamaha.
Внешние ссылки [ править ]
