Auf Synth Terminologie: Frequency (Everybody Hertz, manchmal)

Got your synthesis terminology in a twist, or just keen to understand this field more fully? Peter Schwartz is on the case in this mini series to help you tune in to understanding Frequency.  
An original Minimoog and ARP 2600 from the studio of Amin Bhatia

Ein Original Minimoog und ARP 2600 aus der Werkstatt von Amin Bhatia.


Sowohl Hardware als auch Software-Synthesizer sind sehr technisch elektronischen Musikinstrumenten, obwohl glücklicherweise brauchen Sie nicht, ein Elektroingenieur oder ein Computer-Programmierer um sie zu bedienen sein. Dennoch sind viele ihrer Kontrollen mit Fachbegriffen, dass wir gut tun würde, um zu verstehen, um das Beste aus unseren Synths bekommen beschriftet.

Einer dieser Begriffe, Frequenz, wird oft verwendet, um mehrere scheinbar unabhängige Kontrollen kennzeichnen, wodurch Verwirrung darüber, welche Funktion sie dienen. So können herausfinden, welche Frequenz geht und wie sie sich auf Synthesizer, Audio und Musik im Allgemeinen ist.


Frequency!

In den Bereichen Audio und Musik, bezieht sich der Begriff Frequenz, wie oft, wie oft so etwas wiederholt oder Zyklen innerhalb einer Sekunde Zeit.

Sicherlich wiederholen und Radfahren sind, was Audiooszillatoren wenn sie Audio Wellen erzeugen zu tun, und wie schnell dies geschieht hat einen direkten Einfluss auf dem Platz den wir hören. Beispielsweise kann ein Oszillator, um eine sich wiederholende Wellenform 27 Mal pro Sekunde zu erzeugen, um die gleiche Steigung wie der niedrigsten Note auf einem Klavier produzieren, hat, niedriger A. Nun mag 27,5 Zyklen pro Sekunde, oder 27,5 Hertz (27,5 Hz) wie ein ziemlich scheinen schnelle Geschwindigkeit bedenkt, dass Sie möglicherweise couldnt clap your hands, dass schnell! Aber im Vergleich dazu hat ein Oszillator seine Muster mehr als 4.100 Zyklen pro Sekunde, um die Notiz von der höchsten C auf einem Klavier (4100 Hz oder 4,1 KHz) produziert überein wiederholen.

So, und zu verallgemeinern, können wir tiefe Töne so niedrig Frequenzen und hohe Töne, wie hohe Frequenzen beziehen. Und während es mag ein wenig leidenschaftslos, um musikalische Töne als bloße Frequenzen beziehen, können wir die Korrelation mit dem Begriff Frequenz bestimmte Steuerelemente verwendet, um eine Oszillatoren Tonhöhe beschriften sehen. (Siehe Abbildungen 1 und 2).

FIGURE 1: The nondescript oscillator frequency controls for the ARP.

ABBILDUNG 1:


FIGURE 2: The Minimoog’s frequency controls for oscillators 2 and 3 (large knobs) and their octave switches (which also control their frequency).

ABBILDUNG 2:


Elephant Talk

Viele Synthesizer verfügen über ein oder mehrere Oszillatoren speziell entwickelt, um sich wiederholenden Wellenformen erzeugen im Sub-Audio-Bereich. Dies ist eine Reihe von Frequenzen, die Elefanten und Wale bekannt, mit zu kommunizieren, obwohl theyre weit unter dem, was die Menschen hören können aufgrund der niedrigen Frequenz der Schwingungen. Hier Im Gespräch über LFOs Low Frequency Oszillatoren in der Regel als sich wiederholendes Muster-Generatoren für die Erstellung von zyklischen Wellen in Tonhöhe (Vibrato), Filter (Wobble) und Amplitude (Tremolo) verwendet.

Und wenn es um die Einstellung der Geschwindigkeit, mit der diese Oszillatoren wiederholen ihre Muster, ihre gemeinsame, um zu sehen, ihre Kontrollen bezeichnet, Geschwindigkeit, oder wieder, Frequenz kommt. (Siehe Abb. 3 und 4).

FIGURE 3: LFO controls on the Pro-53.

ABBILDUNG 3: LFO steuert auf dem Pro-53.


FIGURE 4: The Korg MS-20’s Modulation Generator (their term for LFO).

Abbildung 4: Der Korg MS-20 Modulation Generator (ihre Bezeichnung für LFO).


Als Randbemerkung, weil LFOs Sub-Audio-Bereich zu erzeugen, youll nur selten finden sie in den Signalweg in den meisten Synthesizern verbunden. Nach allem, wenn nur Elefanten und Wale sie hören konnte, warum die Mühe?


Filter und Frequenz

Bisher weve Beispiele, wie der Begriff Frequenz betrifft verschiedene Arten von Oszillatoren gesehen. Jetzt können untersuchen, warum dies derselbe Begriff verwendet wird, um eine der wichtigsten Kontrollen bei der Gestaltung der Klangfarbe eines Klanges gekennzeichnet werden: die Cutoff-Frequenz Kontrolle ein Tiefpassfilter die Art des Filters in fast jeden Synthesizer aller Zeiten gebaut.

FIGURE 5: Filter Frequency control on the ARP 2600.

ABBILDUNG 5: Filter Frequency Steuerelement auf der ARP 2600.


Zunächst einige Grundlagen

Wenn ein Audio-Oszillator-Sound erzeugt, ist die Steigung wir wahrnehmen direkt zurechenbaren der Frequenz, bei der es produziert seine Wiederholung Wellenformmuster. Allerdings, es ist nur, wenn ein Oszillator auf Sinuswellen, die gut hören nur, dass Frequenz allein erzeugen und heres warum

FIGURE 6: A sine waveform (two cycles).

Figur 6: Eine Sinuswellenform (zwei Zyklen).


Sinuswellen sind die einfachsten möglichen Audio-Wellenform Form, Herstellung einen reinen Ton. Alles einfacher, oder mehr rein, wäre Stille!

Auf der anderen Seite, erhalten komplexen Wellenformen wie Sägezahn, quadratisch, Puls und Dreieckwellen die unterscheidungskräftigen Timbre weil einige Anzahl von Harmonischen oder Obertöne im Sound eingebettet sind. In kurzen, von Oberschwingungen denken, wie eine zusätzliche Schicht von Frequenzen (Notizen) aufgeschlagen höher als der Grundton selbst, aber so niedrig, Volumen, dass sie den Ton, ohne als deutliche Stellplätze gehört färben dienen.


FIGURE 7: A very complex waveshape made on the ES-2 synth plugin (Logic).

FIGURE 7: A very complex waveshape made on the ES-2 synth plugin (Logic).


FIGURE 8: Sawtooth waveform (two cycles), also a “complex” wave.

ABBILDUNG 8: Sägezahn (zwei Zyklen), auch eine komplexe Welle.


Zum Beispiel können wir einen Sägezahnwelle ist durch einen Audio-Oszillator bei einer Frequenz von 250 Hz, etwa C (C3) erzeugt wird. Das Frequenz der Noten Grundton ist, das sehr Frequenz wir als Note C3 identifizieren.

Aber zusätzlich zu der Grundfrequenz bei 250 Hz, der Sägezahn Ton enthält auch viele höherfrequenten Obertöne. Die erste ist eine Oktave höher als die Grundfrequenz bei 500 Hz (2x die Fundamentaldaten Frequenz) aufgeschlagen. Der nächste harmonische tritt bei 750 Hz (3x die Fundamentaldaten Frequenz), mit mehr Oberwellen bei 4x, 5x, 6x, 7x, und so weiter. In der Tat können die Oberschwingungen von einem echten analogen Synths Sägezahnwelle produziert Zahl in den Dutzenden, mit deren Frequenzen weit in den oberen Bereichen des menschlichen Gehörs (20 KHz) und darüber hinaus (siehe Abbildung 9).

Figure 9: Frequency Analyzer showing the relative volume level of the fundamental (the first bump) and harmonics (all of the other bumps) contained in a 250 Hz sawtooth wave.

Abbildung 9: Frequency Analyzer zeigt die relative Lautstärke der fundamentalen (die erste Beule) und Oberschwingungen (alle anderen Unebenheiten) in einem 250 Hz Sägezahnwelle enthalten.


Tuning ist, um es Tune Out

Es ist das Vorhandensein dieser Oberwellen, die Sägezahnwellen geben ihre helle, buzzy Ton, wenn wir können diesen Ton dumpfer durch ein Tiefpassfilter abzuschneiden einige dieser höheren Summen Frequenzen. In der Tat, wenn Sie die Cutoff-Frequenz Kontrolle über einen Tiefpassfilter zu senken, was youre tatsächlich tun, ist Tuning es um Ziel-Oberwellen ab einer bestimmten Frequenz. Alle Frequenzen oberhalb dieser Einstellung wird deutlich im Volumen (abgeschnitten) reduziert werden, was Abstumpfung des Tons. Und das ist, warum es Sinn macht für die Filter Cutoff-Kontrolle zu kennzeichnen Frequenz werden!

FIGURE 10: Filter Frequency control on the Minimoog.

ABBILDUNG 10: Filter Frequency Steuerelement auf der Minimoog.


FIGURE 11: Filtering the 250 Hz sawtooth wave at a cutoff frequency of 740 Hz. Compare the strength of the harmonics to that in Figure 9 above.

Figur 11: Filtern der 250 Hz Sägezahnwelle mit einer Grenzfrequenz von 740 Hz ist. Vergleichen der Stärke der Obertöne zu dem in Abbildung 9 beschrieben.


Sine-Onara?

Jetzt wissen Sie, warum, wenn ein Oszillator so eingestellt ist, eine Sinuskurve, die Filter Cutoff-Kontrolle wenig Einfluss auf den Klang haben wird ausgegeben, das Fehlen von Oberschwingungen bedeutet, dass es keine harmonische Fleisch am Knochen für den Filter, um darauf zu reagieren. Aber natürlich, mit helleren Wellenformen kann der Filter haben eine tiefgreifende Wirkung auf den Ton.

Jedoch ist es durchaus möglich, ein Tiefpassfilter Grenzfrequenz so niedrig, daß tatsächlich entzieht der Grundfrequenz der Wellenform jeder abzustimmen! Zum Beispiel, wenn die Cutoff-Frequenz des Filters ist auf 80 Hz eingestellt, aber die Notiz youre Fütterung ist es unser Pech bei 250 Hz, wie Sie es sonst so gut wie nichts überhaupt zu hören gekommen aus dem anderen Ende! (Siehe Abbildung 12). So, wenn es um das Abschneiden Frequenzen mit einem Tiefpassfilter kommt, sind alle und alle Frequenzen fair game.

FIGURE 12: Filtering the 250 Hz sawtooth wave at a cutoff frequency of 100 Hz.

ABBILDUNG 12: Filtern der 250 Hz Sägezahnwelle bei einem Cutoff-Frequenz von 100 Hz.


Vielen Dank!

Abschließend gehen photo ops und Requisiten aus den Amin Bhatia, mein lieber Freund und Komponisten, dessen bahnbrechende Arbeit, Interstellar Suite, re-released in diesem Jahr auf sein 25jähriges Bestehen, wurde auf einige der sehr Synthesizer oben dargestellt durchgeführt.


Peter Schwartz, composer, orchestrator, arranger, pianist, synthesist, and musical director, began piano studies at age 5 and went on to earn a degree in piano performance from Manhattan School of Music. It wasn't long afterward that he began working as a product specialist for New England Digital (Synclavier) and also as a sound progr... Read More

Discussion

Matt M
Great article. Very informative. Please keen 'em coming!
Peter Schwartz
Thanks Matt! And indeed, more articles along these lines are in the works, so stay tuned!
lostinthesound
I second Ski's suggestion. The way you've explained everything with the corresponding images really helps the overall explanation(s). Great work!

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