Guide de survie synthèse: harmoniques, harmoniques, partiels

Parmi les trois blocs de construction de base de toute synthoscillators analogiques, des filtres et amplifiersthe oscillateur est assez simple à comprendre: il produit des notes avec un type particulier de timbre (timbre) tel que déterminé par le réglage de la forme d'onde des oscillateurs. Elle est alimentée dans un filtre, généralement un filtre passe-bas, qui fait le travail de vous faire modifier les oscillateurs son brut en coupant les harmoniques de fréquences plus élevées d'un son en passant les harmoniques inférieurs. Mais ce sont les harmoniques?

Eh bien, si vous avez jamais été stupéfaits de voir que ce sont les harmoniques, lisez la suite, comme Im vais partager avec vous mon explication simplifiée de ce qu'ils sont et de leur influence sur les sons que vous entendez.

Analyze This!

Si nous devions briser le signal audio produit par un oscillateur pour une note individuelle (à l'exception des sons à base d'ondes sinusoïdales-), ce qui bien découvrir, c'est que la note est en fait un accord! L'accord se compose de nombreux composants à ondes sinusoïdales de différentes hauteurs et les niveaux de volume, avec le plus fort de themthe fundamentaldefining la hauteur réelle de la note. Les notes supplémentaires empilés sur le dessus sont également des ondes sinusoïdales qui sont toujours plus aigu que le fondamental, et pourtant si faible volume que c'est généralement impossible de les choisir individuellement par l'oreille. Ces harmoniques, aussi appelé harmoniques ou partiels. Combiné avec le fondamental, ces quasi-impossible à entendre-sur-leur-propre les notes complémentaires se mélangent pour donner un son particulier son timbre, ou le timbre.

Pour reprendre une analogie de la chimie, des ondes sinusoïdales sont des sons complexes comme les atomes sont des molécules. Ainsi, tous soundsmeaning complexe ceux qui ne sont pas seulement des ondes sinusoïdales themselvesare constitués de combinaisons de plusieurs ondes sinusoïdales à différents emplacements et les niveaux de volume.

Figure 1: plusieurs cycles d'une forme d'onde sinusoïdale.

En fait, tous les sons imaginables peuvent être décomposés en leurs ondes sinusoïdales composants en utilisant une variété de méthodes, y compris (s'accrocher à vos chapeaux) un processus mathématique appelé transformée de Fourier. Mais beaucoup plus proche de chez vous, vous pouvez le faire vous-même sans un diplôme en mathématiques à droite sur votre propre synthétiseur analogique. Eh bien explorer cela plus tard dans l'article.

Langue Sine

Les emplacements des harmoniques sont liés à la hauteur des principes fondamentaux d'une manière très simple et naturelle. Disons que nous jouons un faible C1 sur un synthé mis en place pour jouer un dents de scie. Les fréquences des harmoniques présents dans le son seront multiples mathématiques simples de la fondamentale, et former ce qui est connu sous le nom de la série harmonique:

La série harmonique (Note:. Toutes les valeurs de fréquences indiquées ont été arrondis pour des raisons esthétiques, peu profonds)

La fréquence des harmoniques dans de nombreux oscillateurs de synthé peut aller beaucoup plus les multiples indiquées dans le tableau ci-dessus, approchant ou dépassant la gamme de l'audition humaine!

Figure 2: sélecteur de forme d'onde sur Logiques ES-1 synthé plug-in.

Les tracés et les harmoniques

Essentiellement, chaque forme d'onde de l'oscillateur synthétiseur est un préréglage de timbre, fournissant une combinaison particulière des harmoniques fondamentales, plus de différentes fréquences et des niveaux de volume relatifs. Ondes en dents de scie son brillant et bourdonnant, car ils contiennent tous harmonicsall ceux indiqués dans le tableau ci-dessus et puis certains!

Les ondes carrées contiennent les harmoniques fondamentales et ne impaires, résultant en un son creux encore lumineux. Fait intéressant, les ondes triangulaires sont constitués d'exactement les mêmes éléments sonique, mais le volume des harmoniques dans cette forme d'onde sont dans l'ensemble plus faible par rapport à ondes carrées.

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En dents de scie de forme d'onde.

Forme d'onde carrée.

Triangle de forme d'onde.

La raison nous ne entendons normalement harmoniques que les notes séparées et distinctes parce que theyre tellement faible en volume que le fondamental. Et généralement, chaque harmonique de numéro supérieur est plus faible dans le volume que le précédent! Mais le résultat de ce mélange est un son avec un pas de distinguer (grâce à la relativement forte fondamental) d'un timbre particulier. Ou, pour le dire autrement, le timbre du son est le résultat d'une hauteur de base d'onde sinusoïdale fort recouvert d'un accord doux de pitchesharmonics supplémentaires liées mathématiquement!

Révéler harmoniques avec filtrage passe-bas

Presque chaque synthé analogique, virtuels ou non, contient un filtre passe-bas. Nous pouvons l'utiliser non seulement pour prouver que les harmoniques existent dans les différentes formes d'onde des oscillateurs,

Commencez avec un son initialisé sur le synthé de votre choix. Si l'on n'est pas fourni, trouver un patch très simple qui ne marche pas contenir tout mouvement comme chorus, arpeggiating, ou d'autres changements au son. Les meilleurs résultats proviennent de choisir (ou de programmation) un son qui utilise un seul oscillateur réglé sur une onde en dents de scie. Ensuite, tournez coupure tout le chemin jusqu'à, la résonance tout en bas, et désactiver toute modulation de l'enveloppe du filtre.

Figure 3: Configuration initiale pour découvrir l'action d'un filtre passe-bas.

Commencez par jouer une note faible, dire, C1. Le son commencer lumineux en raison de la prévalence des harmoniques supérieurs du son et le fait que la commande de coupure est entièrement ouverte, ce qui leur permet de passer à travers. Maintenant, tournez lentement le contrôle de coupure et vous aurez entendu le bruit deviennent progressivement plus terne si elle maintient le corps de la hauteur des notes. C'est l'action d'un filtre passe-bas, coupant les harmoniques de luminosité induisant plus élevés que vous fermez le filtre et les couper.

. Mettre en évidence les harmoniques contenues dans le son, montez sur la résonance ou de la voie (Remarque: baissez le volume avant de jouer quelque chose, parce que tourner en résonance peut faire un bruit fort inattendue).

Figure 4: paramètres de filtrage pour coupure et la résonance de révéler harmoniques dans le son.

Maintenant, tournez lentement le contrôle de coupure et comme vous le faites, vous aurez entendre un sifflement ou de bourdonnement comme chaque harmonique dans le son est rencontré et fait résonner en raison de la valeur élevée de la commande de résonance. (Écouter le son-séquence n ° 2 pour un exemple de ce à une onde en dents de scie).

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Essayez cette même expérience avec carré, triangle, et d'autres types ainsi de forme d'onde!