FM音乐合成原理
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频率合成的原理及应用视频1. 引言频率合成是一种将多个不同频率的信号进行合成,生成新的复合频率信号的技术。
通过频率合成,我们可以生成各种各样的音频信号,用于音乐制作、音频合成、声音合成等领域。
频率合成技术的发展使得音乐产生了革命性的变化,创造了更加多样化的音乐作品。
这个视频将会介绍频率合成的原理及其在实际应用中的一些例子。
2. 频率合成的原理频率合成的原理基于振荡器和混频器的组合。
频率合成器可以根据一组输入频率和幅度信息,输出所需的特定频率的复合信号。
频率合成主要依赖于两个核心组件:•振荡器:振荡器是一种电子设备,可以产生特定频率的周期性信号。
它们可以是简单的正弦波振荡器,也可以是复杂的波形合成器。
振荡器通常由振荡电路或晶体管实现。
•混频器:混频器是一种电子设备,可以将两个或多个不同频率的信号混合在一起。
混频器可以通过调整不同频率信号之间的相对幅度,生成新的复合频率信号。
频率合成的过程大致可以分为以下几步:1.输入待合成的频率信息和幅度信息。
2.使用振荡器生成具有特定频率的信号。
3.使用混频器将多个不同频率的信号混合在一起。
4.输出生成的复合频率信号。
3. 频率合成的应用频率合成技术在许多领域中得到广泛应用,以下是一些常见的应用示例:3.1 音乐合成频率合成技术在音乐制作中扮演重要角色。
通过合成器、调音台和效果器等设备,音乐制作人可以合成各种音乐乐器的声音,如钢琴、吉他、风琴等。
频率合成使得音乐制作人可以创造出各种奇特的音乐效果,为音乐作品增添独特的风格和魅力。
3.2 语音合成频率合成技术在语音合成中也得到广泛应用。
语音合成系统可以将文本或符号转化为声音信号。
通过合成器和音频处理算法,语音合成系统可以产生具有自然听感的合成语音。
这种技术被广泛应用于语音助手、导航系统、自动电话系统等各种语音交互应用中。
3.3 音频特效频率合成技术还可以用于音频特效的生成。
通过合成器和音频效果器,音频工程师可以产生各种特殊的音频效果,如回声、混响、声相位扭曲等。
fm调频发射器原理一、引言FM调频发射器是一种广泛应用于无线电通信领域的发射设备,它通过改变载波频率的方式来实现信号的传输。
本文将详细介绍FM调频发射器的原理及其工作过程。
二、FM调频发射器的组成1. 音源:音源是指需要传输的音频信号源,可以是麦克风、CD播放器等。
2. 调制电路:调制电路将音源产生的音频信号转换为与载波频率有关的变化,实现对载波进行调制。
3. 振荡器:振荡器产生高稳定度的载波信号,它是整个系统中最核心的部分。
4. 放大器:放大器用于放大振荡器产生的信号,使其能够达到足够强度进行传输。
5. 天线:天线将经过放大后的信号辐射出去,完成无线电通讯。
三、FM调频发射器原理1. 调制原理在FM调制中,音频信号被转换为与载波频率有关联的变化。
当音量变大时,载波会上升;当声音变小时,载波会下降。
这种方式被称为频率调制,它的优点是抗干扰能力强,传输质量好。
2. 振荡器原理振荡器是整个系统中最核心的部分,它产生高稳定度的载波信号。
振荡器通常由一个电容和一个电感组成,当电容和电感之间形成共振时,就会产生高频信号。
在FM调频发射器中,振荡器通常采用晶体振荡器或LC谐振器。
3. 放大器原理放大器是将经过调制后的信号放大到足够强度进行传输的关键部分。
放大器通常采用晶体管或场效应管等半导体元件来实现信号的放大。
在放大过程中需要注意控制增益和失真等问题。
4. 天线原理天线将经过放大后的信号辐射出去,完成无线电通讯。
天线的工作原理是利用电磁波在空间中传播时产生的辐射场效应来实现信号传输。
四、FM调频发射器工作过程1. 音源产生音频信号,并通过调制电路将其转换为与载波频率有关联的变化。
2. 振荡器产生高稳定度的载波信号,并通过调制电路与音频信号进行混合。
3. 放大器将经过调制的信号放大到足够强度进行传输。
4. 天线将经过放大后的信号辐射出去,完成无线电通讯。
五、总结FM调频发射器是一种广泛应用于无线电通信领域的发射设备,它通过改变载波频率的方式来实现信号的传输。
声音合成技术的基本原理声音合成技术是指利用计算机技术和数字信号处理技术产生人工合成的声音的一种技术。
它在音乐、语音合成、电影制作等领域有着广泛的应用。
本文将介绍声音合成技术的基本原理。
一、声音合成技术概述声音合成技术是利用计算机通过算法和模型生成人工合成的音频信号,模拟各种声音,如乐器音色、人的声音、环境声音等。
声音合成技术可以实现音频信号的生成、音色的控制以及音频效果的加工等功能。
二、声音合成原理声音合成的基本原理是模拟声音波形的生成。
声音波形可以分解为许多不同频率的正弦波的叠加,而每个频率的正弦波又可以由振幅、频率和相位来描述。
因此,声音合成的关键是确定这些参数,并利用它们来生成合成的声音信号。
三、声音合成方法声音合成方法有多种,其中常见的包括物理模型合成、采样合成、频率调制合成和语音合成等。
1. 物理模型合成物理模型合成是通过建立物理模型来模拟乐器等声音的合成过程。
它可以通过模拟乐器的振动原理、空气共鸣等来生成富有音色特点的声音。
2. 采样合成采样合成是通过采集真实音源的音频片段,并根据需要进行处理和组合,生成合成的声音。
采样合成可以用于模拟各种乐器音色,也可以用于音乐创作和电影配乐等。
3. 频率调制合成频率调制合成是利用调制技术将低频振荡器的输出信号作为高频振荡器的频率参数来合成声音。
通过合适的参数设置和调制算法,可以生成丰富多样的音色。
4. 语音合成语音合成是通过模拟人的声道特征和发音方式,合成人工语音。
语音合成技术可以应用于电子游戏、自然语言处理、残障人士辅助交流等领域。
四、声音合成技术的应用声音合成技术在各个领域都有着广泛的应用。
1. 音乐制作声音合成技术在音乐制作中起到了重要的作用。
通过声音合成技术可以制作出各种乐器的声音,让音乐创作更加自由多样。
2. 语音合成语音合成技术可以将文本转化成语音,实现机器人对话、智能助手、有声书阅读等功能,方便了人们的生活。
3. 电影制作声音合成技术可以用于电影的后期制作,包括音效的合成、特殊声音的模拟等。
fm立体声调频原理FM立体声调频原理FM立体声调频是一种广泛应用于无线电广播和音频传输的调制技术。
它通过改变载波频率的频率偏移来传输音频信号,从而实现高质量的立体声音频传输。
本文将介绍FM立体声调频的原理和工作方式。
一、FM立体声调频的基本原理FM立体声调频利用调频器改变载波频率来传输音频信号。
当音频信号的幅度上升时,调频器会使载波频率上升;当音频信号的幅度下降时,调频器会使载波频率下降。
这种频率的变化被称为频率偏移,它与音频信号的幅度变化成正比。
二、FM立体声调频的工作过程1.音频信号的采样和编码音频信号需要经过采样和编码的过程。
音频信号会被采样成数字信号,并经过编码转换为数字数据。
2.音频信号的调制接下来,音频信号需要经过调制的过程。
调制是将音频信号转换为调制信号的过程。
在FM立体声调频中,音频信号会改变载波频率的频率偏移。
这一过程通过调频器来实现。
3.载波信号的产生载波信号是用来传输音频信号的载体。
它的频率通常是固定的。
载波信号与调制信号相加后形成调制载波信号。
4.调制信号与载波信号的相加调制信号和载波信号经过相加后形成调制载波信号。
这个过程可以通过电路或器件来实现。
5.调制载波信号的传输调制载波信号经过天线传输到接收端。
在传输过程中,由于信号会受到干扰和衰减,因此可能需要进行信号处理和调整。
6.调制载波信号的解调接收端利用解调器对调制载波信号进行解调。
解调器会根据频率偏移来还原原始的音频信号。
这一过程可以通过滤波器和放大器来实现。
7.音频信号的解码和重构解调后的信号经过解码和重构的过程,最终得到原始的音频信号。
音频信号可以连接到扬声器或耳机进行播放。
三、FM立体声调频的优点和应用FM立体声调频具有音质好、抗干扰能力强等优点,因此被广泛应用于无线电广播和音频传输领域。
它能够传输高质量的音频信号,并且能够在较差的信号环境下保持音质稳定。
除了广播和音频传输领域,FM立体声调频还被应用于无线通信、雷达系统、广告音箱等领域。
音乐合成器的音色编程指南音色是指音乐中的音质特征,它直接影响着乐曲的风格和表现力。
音乐合成器通过合成和处理不同的波形,生成各种各样的音色。
本篇文章将为你介绍音乐合成器的音色编程指南,帮助你创造出独具特色的音乐音色。
一、波形选择音色的基础是波形,不同的波形具有不同的音质特征。
常见的波形类型包括正弦波、锯齿波、方波和三角波等。
正弦波具有纯净的音色,锯齿波具有丰富的谐波内容,方波则具有明亮的音色,而三角波则介于锯齿波和方波之间。
选择合适的波形类型是打造独特音色的第一步。
二、音色调制音色调制是改变波形的方式之一,通过调制波形的参数来改变音色特征。
常见的音色调制方式包括频率调制(FM)和振幅调制(AM)。
频率调制可以使音色变得更加丰满和复杂,而振幅调制则可以使音色具有温暖和延音的效果。
合理运用音色调制,可以创造出富有变化和层次感的音色。
三、滤波处理滤波处理是音色编程中非常重要的环节,它通过削弱或增强特定频率的能量来改变音色。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
低通滤波器可以削弱高频部分,使音色变得柔和而温暖;高通滤波器则可以减少低频部分,使音色更为清脆和透明;带通滤波器则可以突出某个频率范围,使音色更加特殊和独特。
四、音频效果音频效果是改变音色的另一种重要方式,它可以通过添加混响、延迟、合唱等效果,使音色更具立体感和空间感。
混响效果可以模拟音乐在不同空间中的反射和回声效果,延迟效果可以创造出立体声和环绕声效果,合唱效果则可以使音色更加丰满和多样化。
合理使用音频效果可以使音色更具表现力和魅力。
五、控制器应用音色编程中,控制器的应用可以使音色更加生动和可变。
常见的控制器包括音量控制、音高控制和表情控制等。
音量控制可以根据音乐的需求,调整不同乐器的音量大小;音高控制可以通过改变音符的高低程度,改变音色的音调特征;表情控制则可以模拟乐器的演奏技巧,使音色更有表现力和感情。
六、创造性思维音色编程是一项创造性的任务,需要不断尝试和探索。
声音合成的工作原理声音合成是一种通过电子设备,模拟人类声音并生成合成声音的技术。
它在各种领域中得到了广泛的应用,包括音乐产业、语音合成以及电子游戏音效等。
声音合成的工作原理涉及到多个方面的知识,包括音波、振动频率、合成声音等。
1. 音波和声音:在了解声音合成的工作原理之前,我们需要先了解一下音波和声音的概念。
声音是由物体的振动产生的,这种振动以波的形式传播,被称为音波。
音波的特性由其振动频率决定,频率越高,声音就越尖锐;频率越低,声音就越低沉。
2. 振动频率:声音合成的第一步是确定所需声音的振动频率。
振动频率通常以赫兹(Hz)为单位表示,它表示每秒钟振动的次数。
不同声音的振动频率不同,例如中央C键的频率是262 Hz,而高音A键的频率是440 Hz。
3. 合成声音:声音合成的关键是生成模拟声音波形的电子信号。
这些电子信号可以按照所需的频率进行周期性波动,从而产生合成声音。
合成声音可以通过数学算法或使用音频设备生成,如合成器或电子音乐键盘。
4. 波表合成:一种常用的声音合成技术是波表合成。
波表合成使用预先录制的音频样本,将其存储在设备的内存中,然后通过实时选择和混合这些样本,以生成所需的声音。
这种合成方法可以提供更加自然和逼真的音频效果。
5. FM合成:另一种常见的声音合成方法是频率调制(FM)合成。
FM合成使用一个音频信号(调制信号)来调制另一个音频信号(载波信号)的频率。
通过调节调制信号的振动频率和幅度,可以产生各种不同的声音效果。
6. 存储器合成:存储器合成是一种将音频片段存储在设备的存储器中,并通过控制播放速度和循环方式来合成声音的方法。
这种合成方法可以产生很多特殊效果,如回声和混响。
7. 语音合成:除了合成乐器声音,声音合成还应用于语音合成领域。
语音合成是一种将文本转换为可听的合成声音的技术。
它使用文本到语音合成(TTS)引擎,将文本转化为各种语音效果,使得计算机或其他设备可以以人类语音的方式进行交流。
fm调频立体声工作原理以fm调频立体声工作原理为题,我们先来了解一下fm调频和立体声的概念。
FM调频是一种广播调制方式,它通过改变载波频率的方式传输音频信号。
而立体声则是一种声音的播放方式,通过左右两个声道分别播放不同的声音信号,使得听众可以感受到音源的位置和距离。
接下来,我们将详细介绍FM调频立体声的工作原理。
我们来看一下FM调频的工作原理。
FM调频的基本原理是通过改变载波频率的方式来传输音频信号。
在FM调频中,音频信号被转换为频率调制信号,然后与一个高频载波信号相乘。
这样,音频信号就被调制到了不同的频率上,从而实现了信号的传输。
具体来说,FM调频的过程可以分为两个步骤:调制和解调。
在调制过程中,音频信号通过一个电子电路,使得音频信号的振幅随着音频信号的变化而改变。
这样,音频信号就被转换成了一个频率调制信号。
然后,这个调制信号与一个高频的载波信号相乘,从而将音频信号调制到了载波信号上。
在解调过程中,接收端的电路会将接收到的调频信号进行解调,即恢复出原始的音频信号。
解调的过程与调制过程相反,即将调频信号与一个相同频率的参考信号相乘,然后将乘积信号通过滤波器进行滤波,最后得到原始的音频信号。
接下来,我们来看一下立体声的工作原理。
立体声的基本原理是通过左右两个声道分别播放不同的声音信号,使得听众可以感受到音源的位置和距离。
在立体声中,通常使用两个独立的音频信号来实现左右声道的播放。
立体声的实现可以通过不同的技术来完成,其中一种常见的技术是相位差编码。
在相位差编码中,左右声道的音频信号经过编码后被合并成一个信号。
然后,在播放时,通过解码器将信号解码为左右声道的音频信号,从而实现立体声的效果。
除了相位差编码外,还有一种常见的立体声技术是时间差编码。
在时间差编码中,左右声道的音频信号的播放时间存在微小的差异。
这样,听众在听到声音时会感受到微小的时间延迟,从而产生立体声的效果。
FM调频立体声的工作原理是通过将音频信号转换为频率调制信号,并与高频载波信号相乘,实现音频信号的传输。
多媒体技术教程(林福宗)第2章数字声音及MIDI简介声音是携带信息的极其重要的媒体,是多媒体技术研究中的一个重要内容。
声音的种类繁多,如人的话音、乐器声、动物发出的声音、机器产生的声音以及自然界的雷声、风声、雨声、闪电声等。
这些声音有许多共同的特性,也有它们各自的特性。
在用计算机处理这些声音时,既要考虑它们的共性,又要利用它们的各自的特性。
本章将介绍声音的基础知识,重点掌握声音数字化的两个最基本的概念。
此外,还介绍在上网浏览或者脱机工作时你会经常遇到的声音文件存储格式和声音工具。
2.1 声音与听觉器官声音是通过空气传播的一种连续的波,叫声波。
声音的强弱体现在声波压力的大小上,音调的高低体现在声音的频率上。
声音用电表示时,声音信号在时间和幅度上都是连续的模拟信号,如图2-01所示。
声波具有普通波所具有的特性,例如反射(reflection)、折射(refraction)和衍射 (diffraction)等。
图2-01 声音是一种连续的波对声音信号的分析表明,声音信号由许多频率不同的信号组成,这类信号称为复合信号,而单一频率的信号称为分量信号。
声音信号的一个重要参数就是带宽,它用来描述组成复合信号的频率范围。
如高保真音信号(high-fidelity audio)的频率范围为10 Hz~20 000 Hz,它的带宽约为20 kHz,而视频信号的带宽是6 MHz。
声音信号的两个基本参数是频率和幅度。
信号的频率是指信号每秒钟变化的次数,用Hz表示。
例如,大气压的变化周期很长,以小时或天数计算,一般人不容易感到这种气压信号的变化,更听不到这种变化。
对于频率为几Hz到20 Hz的空气压力信号,人们也听不到,如果它的强度足够大,也许可以感觉到。
人们把频率小于20 Hz的信号称为亚音信号,或称为次音信号(subsonic);频率范围为20 Hz~20 kHz的信号称为音频(Audio)信号;虽然人的发音器官发出的声音频率大约是80~3400 Hz,但人说话的信号频率通常为300~3000 Hz,人们把在这种频率范围的信号称为话音(speech)信号;高于20 kHz的信号称为超音频信号,或称超声波(ultrasonic)信号。
fm收音机调频原理FM收音机是一种调频广播接收设备,其调频原理是基于电磁波的频率调制。
本文将详细介绍FM收音机的调频原理。
一、调频原理的基础概念调频(Frequency Modulation,简称FM)是一种改变载波频率的调制方式。
在调频广播中,音频信号会改变载波的频率,从而实现信息的传输。
调频广播的频率范围通常在88MHz至108MHz之间。
二、调频原理的工作过程1. 音频信号的处理FM收音机首先对音频信号进行处理,将其转换为与人耳听觉范围相匹配的频率范围内。
这样可以保证传输的音频信号质量更高,同时减小了传输的频率范围。
2. 频率调制在调频原理中,音频信号会改变载波的频率。
当音频信号的幅度增大时,载波的频率也相应增大;当音频信号的幅度减小时,载波的频率也相应减小。
这种频率的变化是连续的,因此可以传输连续的音频信号。
3. 幅度调制在调频原理中,音频信号也会对载波的幅度进行调制。
当音频信号的幅度增大时,载波的幅度也相应增大;当音频信号的幅度减小时,载波的幅度也相应减小。
然而,在FM收音机中,幅度调制的作用相对较小,主要是为了增加调制信号的稳定性。
4. 发射和接收调频广播信号通过调频发射机发送出去,经过空气传播后,被FM 收音机接收到。
FM收音机通过天线接收到调频广播信号后,将信号转换为音频信号,然后通过扬声器播放出来。
三、调频原理的优势1. 抗干扰能力强由于调频信号的频率变化较小,因此对于外部干扰的抵抗能力较强。
这意味着即使在信号弱的环境下,FM收音机仍然可以接收到较好的音频信号。
2. 高保真音质调频广播的频率范围相对较宽,可以传输更多的音频信息。
这使得FM收音机在音质方面表现出色,能够提供高保真的音频效果。
3. 覆盖范围广调频广播信号的传播范围相对较广,可以覆盖较大的地理区域。
这使得FM收音机成为一种非常受欢迎的广播接收设备。
四、调频原理的应用1. 广播电台调频广播作为一种传统的广播方式,广泛应用于各地的广播电台。
fm调制的原理与步骤嘿,咱今儿个就来唠唠 FM 调制这档子事儿!FM 调制啊,就像是一场声音的奇妙变装舞会。
你想啊,声音原本就像个素颜的小姑娘,普普通通的。
可经过 FM调制,就像是给这小姑娘化了个美美的妆,一下子就变得特别啦!那它到底是咋变的呢?原理嘛,简单说就是让载波的频率随着要传输的信号变化。
就好比你走路,一会儿快一会儿慢,这频率的变化就代表着你不同的心情和状态。
而载波呢,就像是你走的那条路,它一直都在那,承载着你的这些变化。
那具体步骤呢?首先得有个信号源吧,就像你得先有个想法,有个要表达的东西。
然后把这个信号和载波放在一块儿,让它们发生作用。
这就好像把你的想法放到那条路上,让它跟着路一起走。
在这个过程中,载波的频率就会随着信号的变化而变化啦!比如说,信号强的时候,载波的频率就变高些;信号弱的时候,载波的频率就变低些。
这不就跟你高兴的时候走路快点,不高兴的时候走路慢点一个道理嘛!FM 调制有啥好处呢?嘿,那可多了去了!它能让信号更抗干扰,就像给信号穿上了一层厚厚的铠甲,那些干扰想欺负它都难呢!而且它传输的质量也高啊,能让接收的那一头听到更清晰、更逼真的声音。
你想想看,要是没有 FM 调制,咱们听广播、听音乐能有那么好的效果吗?那肯定不行啊!所以说啊,FM 调制可真是个了不起的技术。
咱再回过头来想想,FM 调制不就像是个神奇的魔法棒嘛,轻轻一挥,就能把普通的声音变得多姿多彩。
这得多厉害呀!总之呢,FM 调制就是这么神奇,这么重要。
它让我们的声音世界变得更加丰富多彩,让我们能享受到更好的音频体验。
所以啊,可得好好感谢那些发明和研究FM 调制的科学家们呢!他们可真是太牛啦!现在,你对 FM 调制是不是有了更深的了解呢?是不是觉得它特别有意思呀?。
①FM音乐合成原理
上节介绍了乐音的四大要素,而且已说明了对音高、时值的基本控制。
关于响度通常可借助硬件改变声波的整体幅度来满足要求。
那么对丰富的音色模拟如何实现呢?这可借助基于调角波理论的波形发生方法实现。
FM是使高频振荡波的频率按调制信号规律变化的一种调制方式。
由调制理论可知,调角波一般采用下列复时函数表示:
相应实函数表示式为:
其中Wc是载波基频,ψ(t)是调制的瞬时相角。
在考虑音乐合成时,可采用下面的调制方式:
即用频率为ωm的单音调制信号(Isinωmt)去调制基波(sinωmt)的相角。
对上式进行第一类贝数展开,可得:
式中Jn(I)为n阶第一类贝塞尔函数。
上式表明,单音调制时,调频波由载波基频和无数对边频分量所组成。
F(t)的各阶谐波的幅值由调制指数I的各阶塞尔函数Jn(I)的值确定。
因此采用不同的调制波频率Wm和调制指数,就可以方便地合成具有不同频谱分布的波形,再现某些东器的音色。
我们还可以采用这种方法得到具有独特效果的"电子模拟声",创造出丰富多彩的真实乐器不具备的音色,这也是FM音乐合成方式特有的魅力之一。
为了实现上节所述的FM音乐合成系统,需要增加某些相应的硬件。
以下三个基本硬件功能块是必须的:
·相位产生单元:产生相应的Wt相位信号。
·包络产生单元:产生作为时间函数的预期被调波幅值A和调制指数I,可以表示为A(t)和I(t)。
·正弦计算电路:进行正弦函数的计算。
上述三个单元的组合称为一个操作单元(oopera-torcell:)。
FM音乐产生可以通过两个操作单元的组合进行,如图3.39所示。
图 3.39 FM音乐合成操作单元
(a) f(t)=Asinωct+Isinωm)
其中图3.39所示的方式就是FM调制电路的典型形式。
只要给出Wc,Wm,A(t),I(t)各项参数,这个电路就能输出某一特定的调角波F(t)。
一个音发生的过程中,响度的变化是由A(t)决定的。
为了较为近似地模拟真实乐器的发音需要建立一个灵活又具有较强通用性的A(t)模型。
如图1-28所示,它是一个具有下键(ATTACK)、衰减(DECAY)、保持(SUSTAIN)、松键(RELEASE)四部分的调形函数A(t)。
若建立钢琴的调形函数,基于钢琴发音特点,A TTACK部分应较尖锐,经过短暂的DECAY 阶段,
A(t)就进入了逐渐消失的RELEASE时期。
因为钢琴的发音是下键后产生较强声音然后渐弱,SVS-TAIN阶段极短,甚至可以取消。
其它乐器的声音也基本由这四个阶段组成,只是各阶段时间及幅值不同。
包络处理单元就是按照我们指定的各阶段相应在数据产生预期的调形函数A(t)。
这样,就逼真地模拟出乐器发音的音强(响度)。
图3.40 基本包络波形
由上述可知,各次谐波的幅值决定于调制波的频率Wm和幅值I(t)。
Wm由相位处理单元处理,I(t)由包络处理单元生成。
为了简化硬件结构和软件设计,同时保证产生足够多变和有特色的音色频谱,I(t)也同样采用上述ADSR(Attack-Decay-Sustain-Release)方式进行。
表3.14中给出wm、I(l)与音色的简要关系。
由于ADSR不同设定组合的数目极大,这样产生的音色将非常丰富,异彩纷呈。
表3.14Wm I(t)、Wm、I(t)与音色的关系
②FM音乐合成芯片实例
基于前面所述的FM音乐合成原理,我们选择音频卡中常用的FM合成芯片YM3812,简述如何实现FM音乐合成,如何模拟各种乐器的音色。
YM3812简介
YM3812是一种广泛使用的新型音乐合成芯片。
它采用FM合成方式,能够在软件的控制下产生变化极为丰富的各种音色,它的主要特点是:
·FM方式产生真实音响
·两种工作模式:9声道同时发音
6种旋律加5种节奏乐
·内置颤音振荡器/调幅(AM)振荡器
·可采用正弦波组合方式合成语音
·输入/输出为TTL电平
图3.41给出了YM3812的管脚排列图。
各引脚的功能如下:
M: 主时钟输入, 频率为3.6MHz。
SY、SH:D/A转换所需的时钟和同步信号。
DO-DF: 八位双向数据总线。
CS、RD、WR、AO: 数据总线控制。
CS、RD、WR、AO
图3.41 YM381管脚排列
0100 OPL I的寄存器地址写入方式
0101 OPL I的寄存器写入内容选择定方式
0010 OPL I状态寄存器读出方式
0011 无意义
1000 置DO-DF为高阻状态
IRQ: 可屏蔽定时中断
IC: 清除OPL I所有寄存器内容,初始化OPL I
MO: 数字音乐信号输出, 13位精度
使用YM3812构成的音乐系统如图3.42。
由于YM3812输出的是数字信号, 因此系统需要一数/模转换,如YM3014。
微机通过总线传输必要的数据,由YM3812将它们变成相应的音高、音色、响度的数字频信号,经数/模转换变成模拟量,再经功率放大得到音响输出。
图3.42 音乐系统框图
YM3812的内部结构框图的3.43。
其核心中分是我们已介绍过的三个基本单元。
包络
图 3.43 YM3812内部结构框图
(c) 根据所需音高与相应的频率参量F。
(d) 操作单元1,2的频率倍乘因子MVL置为1。
这样能够得到丰富的次谐波,符合钢琴音色特点。
(e) 调整调制波的强度、音阶调型率(KSR)及音阶音强调整(KSL)
(f) 设置ADSR数据。
钢琴A(t)形状的特点是保持阶段极短、带有急剧上升的过程和缓慢消失的松键过程。
I(t)的ADSR的数据设置由下键上升和基本无变化的保持过程组成。
可通过实验决定参数,以模拟出钢琴的音色。
(g) 进行上述各数据综合调整,使它们的配合完美,音色动听。
(h) 加入各种效果,如用颤音振荡器加入颤音。
(5) FM音乐文个的插放和开发
使用YM3812的音频卡很多,典型的有Sound Blaster。
厂家已为这些产品配备了相应的软件,使我们可以脱离硬件来进行音乐创作和演奏。
系统提供FM音乐驱动程序,将其装入内存后,就可以播放FM音乐了。
开发工具提供高级语言界面,也可通过高级语言播放FM音乐。
那么如何获得FM音乐文件呢?Sound Blaster提供了简谱编写软件。
可先利用文字编辑器写出类似简谱格式的文件,再转换或FM音乐文件。
为了获得FM音乐文件,还可以通过格式转换,把其它格式的音乐文件(如MIDI)转换成FM音乐文件。
调频音乐合成:
调频音乐合成是使高频振荡波的频率按调制信号规律变化的一种调制方式。
采用不同调制波频率和调制指数,就可以方便的合成具有不同频谱分布的波形,再现某些乐器的音色。
我们可以采用这种方法得到具有独特效果的"电子模拟声",创造出丰富多彩的声音,是真实乐器所不具备的音色,这也是FM音乐合成方法特有的魅力之一。
波表合成:
波表的英文名称为"WA VE TABLE",从字面翻译就是"波形表格"的意思。
其实它是将各种真实乐器所能发出的所有声音(包括各个音域、声调)录制下来,存贮为一个波表文件。
播放时,根据MIDI文件纪录的乐曲信息向波表发出指令,从"表格"中逐一找出对应的声
音信息,经过合成、加工后回放出来。