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合成器、采样器的工作原理 求教

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#1 02-8-13 22:33

合成器、采样器的工作原理 求教

各位前辈,小弟初学乍练,请多关照~

有谁可以告诉我合成器、采样器、音源的工作原理,谢谢了!

1893
#2 02-8-14 10:25
合成器的合成的意思就是综合的意思,所以它的原理是多元化的。
采样器的简单说法大致为再次反应原始信号,当然已经是改头换面的反应。

16
#3 02-8-14 12:20

请教

还是不太明白,可不可以说得详细一点啊~

可不可以这样理解,合成器是自己制造音色波形,音色相同而音高不同的声音只是频率改变了一下。
而采样器是将模拟的音色信号逐一存贮,每一个音色的每一个音高都占一个存贮位置,用的时候只是调出来。

2036
#4 02-8-14 14:11
可以这么说吧:除了一些“变种”合成器(DXxx、TXxxx、VL1、AN1x、Z1、Prophecy、JP-80x0、Virus、、Nord、Nova、Clavia、Waldorf、Sirius……还有什么FutureRetro 777, 怎么起的名字),通常的合成器都是采样合成……原理和采样机一样……只不过,一个波形是固定的……另一个的波形你说了算;)

1893
#5 02-8-14 15:44
这是我还没编译完的一篇文章,这是合成器的一种实现方式。
目前大多数的合成器的原理就是YAMAHAEX所说的那样。

模拟大本营
模拟大本营
——理解“模拟”的真实意义

模拟合成器,现在正开始重新流行,而实际上,现在关于此类型的所有产品已经比真正属于它们的那个时代(Arp,Moog,Buchla)要多多了。
21世纪之初,昨日的技术又开始被重新审视。这篇文章的目的就是帮助你理解模拟合成器的基本概念,并介绍一些关键特性,以让你对模拟合成器有个比较清晰的认识。
模拟这一词汇同共鸣滤波器(Resonant filters),环状调制器(Ring modulators)或者其它广告上所说的“模拟”概念其实无关——电压模拟设备具备这些特点,但是数字设备也同样具备这些。

模拟的定义

让我们来看一下最具代表意义的模拟设备:麦克风。它对空气的压力振动产生相对反应(这就是声音),并对对应的震动发生电子的“压力”(这就是电压)。如果你将空气压力和电压变化随时间而绘制一幅图片的话,你会发现它们各自外观的感觉非常相似。
麦克风输出的电压波动是一种信号,而不是声音。这种信号是原始声音的的电子化符号或者说是模拟。那么这其实就是“模拟”的意思——有什么神秘的地方吗?
无论是由麦克风还是由电子电路而产生的模拟信号,都用来直接表示连续的声音。此情况下电压并不是离散地从一个电平移动到另一个电平,而是表现为无限连续的电平。在模拟的世界里,即使是方波也是连续移动的,方波的又直又棱的边并不是真正的“方”,微观地观察方波的话,你会发现连续移动的边缘。
模拟信号具备两个主要关键特性:1)它们都是连续的;2)它们的参数——频率,振幅,相位等是无限连续不定的。这两个特性使得模拟合成器与数字合成器有着根本的不同。从定义上讲,数字合成器表示数字的信号,并量化为有限的离散的数字,因而其参数值也量化为有限的数值。而离散步子的大小可决定合成器的解析精度,解析度越高,数字合成系统越接近于模拟合成器的某些功能。

无限连续

可以看一下模拟震荡器频率旋钮任意两个位置间的数字属性,它是连续的,那么将两个模拟震荡器的频率调至完全相同是不可能的。
这个意思可以这样来理解。打个比方,震荡器就好象是产生各种音符的钢琴上的钢丝弦。任何一个调音师都知道将两三根弦调至完全相同是不可能的,只能是近似的结果。这种轻微的不和谐可产生振幅或音色的波动,称为跳动(Beating),但是在音乐领域内它却是可以被接受的概念。
正如调节钢琴弦一样,当你把两个模拟震荡器调节一致或者八度关系时,它们便有点“飘离”调子的感觉。即使是最好的模拟震荡器也避免不了这种现象。而数字合成器则可以认为是一个精确的系统时钟。模拟合成震荡器可随着时间随机在频率上升高或降低,也就是说,“跳动”这种现象只要是在真实的模拟合成器上就不可避免,除非两个震荡器之间进行同步或者人工强制稳定。
“跳动”的带有复杂波形的温暖声音是模拟合成器的一大特点,在数字合成器上要获得这种效果,你必须故意使震荡器之间不和谐,最好是带有一点随机的频率变动。
这个概念也适用于滤波器的 Cutoff和Q,信号增益和其它所有参数,如果你想从数字合成器上获得模拟的音色,则需要尽可能的解析精度。制造商们很少会发布他们是如何量化参数值的情况。当你检测一个模拟合成模块时,慢慢地转动旋钮,听一下这种效果。
进行控制

控制信号可以影响到模拟合成器的发声。为了理解这个概念,你需要明白什么是“电压控制”(Voltage control:VC)。合成器的模块如电压控制震荡器(VCOs),滤波器(VCFs),放大器(VCAs)都具备一个或更多的“控制信号”输入。变动的电压(信号)应用于模块的控制输入会产生特别的参数——VCOs的频率,VCF的Cutoff频率或者是VCA的振幅——变化的情况都很相似。模拟控制信号和音频信号一样,都是连续的,控制波动的结果参数和控制信号是成一定比率的。
举个振幅波封(Amplitude envelope)的例子。模拟合成器输出连续的变化电压。如果VCA的增益由此波封控制,则其信号也将平滑连续地上升或下降。
而数字控制信号的工作原理就大不一样。再次以波封作为例子。数字波封发生器的功能是以一定周期来产生数字流,这些数字用来“刻画”音频采样的即时瞬间。波峰发生器产生参数值的速率叫做控制速率(Control rate),它通常是音频采样频率的分数,例如,音频采样频率为44,100Hz,则波封发生器的控制速率可能为441Hz,在此种情况下,每隔100次采样便含有一个电平变化。如果控制速率太低,便会有一种“楼梯声”的效果。

调 制

模块合成器由各自具备功能的单元(Module)组成,自由结合,不太受限制。许多著名的模拟合成器(如Moog55和ARP2500)都是模块化的,所以这个名词通常和模拟合成器联系在一起。然而,数字合成器也是可以模块化的。
设计良好的模块合成器,在音频和控制信号间没有电子的或者是逻辑上的区别。模拟模块合成器可以控制其它任何模块的输出。例如,你可以通过键盘电压来“演奏”VCA的增益(模拟合成使用键盘来产生每个音符的不同的连续电压);也可以使用滤波过的粉红噪音发生器输出来控制VCO的波形,或者用反馈循环(Loop)来创造更复杂的控制信号。
现在大多数的硬件合成器的信号流都被预先设定好了。如果你希望得到真实的模块化结构,你可以去试一下现在的一些软件合成器。

1902
#6 02-8-14 17:40
合成器就是利用现有的声音样本资源和波型发生器,根据一定的方法,去自己组合声音的机器。

采样器是直接利用现有的声音样本资源去发声的机器。

音源和采样器的不同点在于采样器的声音样本可以通过换光盘来改变,而音源的声音样本都已经固化在机器里了,就象电子琴的音色不能增减了,当然可以通过插卡来增加。

703
#7 02-8-14 19:11
合成器的强项是复杂的波形处理算法 通过固化在rom里的运算程序对原始波形进行截取 调制 滤波 变形等复杂的几何处理 第二层是通过优良的数字效果器算法对处理后的波形加载reverb delay等效果 也是通过改变波形数据流实现的 处理完的数据流再送往d/a转换
访模拟合成器和采样器 重点分别在前者和后者 前者重视声音的自由性 后者侧重真实性 而xv3080 motif等综合音源其实两者都有之 但都经过了简化

16
#8 02-8-14 21:42

求教

谢谢各位前辈~
还有一个问题,我有两种理解,不知哪种比较正确:
1、采样器的音色确定之后,不同音高的波形是用基本音色波形通过某种算法算出来的;
2、采样器的音色确定后,不同音高的波形从事先存好的位置被取出来,等候调用。

2036
#9 02-8-14 22:03

Re: 请教

你理解的有点片面:

最初由 烟火 发布
[B]合成器是自己制造音色波形[/B]


采样型合成器(MOTIF、XV-5080、TRITON)他们的波形不是自己制造的,是厂家录制好的,而且都是成型的波形,也就是说,单独播放这些波形也能听出来是什么乐器。

而我上面提的“变种”型的是“自己制造的”波形。但这些波形都是一些原始波形,如正弦波,方波,锯齿波,Roland的超级锯齿波等……单独播放他们听不出是什么乐器。要靠以后的各种算法、滤波器、放大器、效果器等修饰才能听出是什么乐器。

最初由 烟火 发布
[B]音色相同而音高不同的声音只是频率改变了一下[/B]


频率改变是有一定范围的,如果范围大了,键盘的低端和高端的音色相差就会变大,或者由于实际的采样频率(不是样本的采样频率)太高或太低,结果根本放不出来。所以才会引入“多重采样(Multi Sampling)”的方法:把整个键盘区域分成几部分,分别采样。

最初由 烟火 发布
[B]而采样器是将模拟的音色信号逐一存贮,每一个音色的每一个音高都占一个存贮位置[/B]


这个问题与采样机的采样键位分配有关。这个过程不是唯一的……你根据你自己的爱好来决定……如果采样机的内存足够大,完全可以一个键位一个采样。而如果内存有限止,只好多个键位用一个采样,然后用不同的频率播放……而整个过程(包括一个键位一个采样和多个键位一个采样)就是Multi Sampling的过程。

所以也有这么一种说法:由于Sampler叫采样机,而采样型音源就是波形固定、放在ROM里的采样机,所以把采样型音源、合成器都叫:Rompler……

16
#10 02-8-15 19:05
谢谢!谢谢!谢谢了!!~

1893
#11 02-8-15 21:13
What is a synthesizer?

A) Definition
From Webster's New World Dictionary, Second College Edition:

Synthesizer - A person or thing that synthesizes; specifically, an electronic device containing filters, oscillators, and voltage-control amplifiers, used to produce sounds unobtainable from ordinary musical instruments.

Why the word synthesizer? Well, it is evolved from the word synthesis. Synthesis means to put together parts or elements so as to form the whole, according to Webster's Dictionary. That is the general concept behind a synthesizer: To put together parts and elements of a sound, from sound generating devices to sound processing devices, and form a whole sound.

B) A Brief History of Synths
Although the synthesizer concept is a relatively new one, electronic instruments have been with us for a long time. The world's first electronic instrument was invented by Leon Theremin in 1920. The aetherphone, as he first called it, later became known as the theremin. It is one of the few electronic instrument that does not require contact to play - you simply wave your hands in the air around two antennas to raise and lower the volume and pitch. It has been used in countless places (the soundtrack to "Forbidden Planet", the song "Good Vibrations" by the Beach Boys), and is still used today.

Most of the rest of the electronic instruments produced in the 20s, 30s, and 40s were of the electric organ variety, although there were some notable exceptions (such as the Trautonium and the Ondes Martenot, both invented in the late 1920s, and the RCA Mark I and II synthesizers, created around the 1950s). Particularly of note is the Hammond electronic organ. The first Hammond electronic organ was introduced in 1935; the Hammond name has since become legendary.

It was around the 1950s that electronic instruments became treated more seriously. This is because in the academic music world, the musique concrete style established itself. Musique concrete revolved heavily around taking sounds out of the real world, mixing them, and processing them to form a composition. This style heavily revolved around the newly invented way of recording media: Magnetic tape. Sounds could be recorded, have their pitch raised or lowered, processed through a variety of methods, spliced, looped, and a piece could be formed. The elements found in musique concrete still exist today, in the form of digital samplers (which can do what tapes do, only with a greater precision and accuracy). Many tape studios started looking beyond the real world for sounds, and began collecting a wide variety of electronic devices: Oscillators, amplifiers, and other signal processing devices. It was only natural for synthesizers to come along and make a headway. Several small companies (among them, Buchla and Moog) opened up in the middle 60s to make modulars for this small market.

Synthesizers had existed prior to the late 60s, in various forms (the RCA Mark I and II synthesizers are good examples of this). But until this period, synthesizers were very expensive, and restricted only to more obscure, academic compositions. Electronic synthesizer builders were mostly hobbyists searching for new ways to create sound. In the late 60s, however, popular musicians themselves were searching for new sounds. The Beatles, for instance, experimented with tape loop ideas in several songs, and used a Mellotron (an early "sampler" that used tape loops to create its sound) on others. Film composers were looking for ways to create unique sounds as well. From this, commercial synthesizers (such as the VCS-3 "Putney" and the Moog Minimoog) were born, and the music world would never be the same.

Today, synthesizers are used in almost all forms of music. From providing the backbone of today's most popular music, to providing the strange sounds for the most experimental music, synthesizers are at the forefront of today's music technology. The synthesizer has undergone some radical changes, and now can be found using a wide variety of techniques and methods for creating its sound. But the basic concept remains the same: To start with an electronically generated signal, process the signal through electronic methods, and emerge with a unique sound that often cannot be duplicated by any other instrument.
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