FMシンセシス-仕組み
FMシンセシスは、結果の観点から予測することが難しい基本的な音声合成方法です。 この実用的なヒントでは、FMシンセシスの基本を説明し、いくつかの適切な例を示します。
FMシンセシスとは何ですか?
基本的に、FM合成について次のことを知っている必要があります。
- FM合成は、人工的な音を作成したり、自然な音を変更したりする音声合成プロセスです。
- FM合成の「FM」は「周波数変調」の略です。
- FMシンセシスは、1970年代初頭にJohn Chowningによって発明されました。
- 技術記事と彼の本の中で、彼はパラメーターを正確に説明し、FMシンセシスを使用して自然な楽器の音を再現する方法の最初の指示を与えます。
- FMシンセシスは、Yamaha DX7やNative InstrumentsのFM7など、多くのキーボードとシンセサイザーで使用されています。
- 他のサウンド合成方法には、このYouTubeビデオで聞くことができる加算合成、ウェーブテーブルおよびグラニュラー合成、減算合成、振幅変調またはリング変調、物理モデリングまたはルックアップテーブルによる波形整形が含まれます。
これがFMシンセシスの仕組みです
原則として、FM合成は、複雑なサウンドを生成するためにアナログ回路とデジタルプログラミングの両方で簡単に実装できる公式を使用して機能します。 以下では、FMシンセシスの基本用語について説明します。 時系列とスペクトル、および結果のサウンドも含まれるYouTubeビデオへのリンクは、次の画像ギャラリーにあります。
- FM合成は基本的に、搬送周波数と変調周波数で構成される公式から始まります:A cos(2πfc t +βcos(2πfm t))
- スペクトルは、搬送周波数または搬送周波数fcを中心に対称的に構成されます。 これらの対称周波数は「サイドバンド」と呼ばれます。
- 変調周波数fmは、周波数変調の繰り返し率を示します。 低い値は低周波オシレーター(LFO)で、ビブラートが聞こえます。 より高い周波数では、変調が非常に高速であるため、複雑なサウンドの印象が作成されます。
- 変調指数βは、帯域幅、音の広がりを決定します。 変調の深さを指定します。 側波帯の数は約2×(β+ 2)です。
- 側波帯の周波数はfc + k fmです。ここで、kは正または負の整数です。
- サンプリングレートに対して周波数が高くなりすぎると、エイリアシングが発生します。10000+ 1000の周波数は10000-1000などになります。
- 「負の」周波数も反映されます、つまり0 Hzで、-10 Hzは10 Hzになりますが、180°位相がずれています。
- fcとfmの比率と変調指数βを一定に保つと、搬送波周波数を変更すると波形がトランスポーズされます。 これが、均質な音色の「楽器」を作成する方法です。
- fcが音の基本周波数になるためには、fmが少なくともfcの2倍の大きさでなければなりません。これは、搬送波以下のすべての周波数が「負」の周波数になり、反射後にfc自体より0 Hz高くなる唯一の方法であるためです。例外:fm = fc
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