淺析音頻合成中最常見的基本波形
發布時間:2011-10-25
中心議題:
- 音頻合成中最常見的幾個基本波形
本文介紹音頻合成中最常見的幾個基本波形。這些基本波形在模擬聲音合成中,是電壓控製振蕩器(VCO)與低頻振蕩器(LFO)的發聲依據。當然在數字音頻合成中,也是最基本的和需要了解的波形。
1、正弦波(Sine Wave)
qianmianyijingduizhengxianbozuoleyibandejieshao。xuyaojinyibushuomingdeshi,zhengxianyinshizuichundeyinxiang,tazhiyouyigelidushuipingjunyundedanyipinlvgoucheng,jizhiyouyigejipin,yejiushitaziyibenshen,ermeiyouqitafanyin。zhisuoyichengzuo“正弦”音,是因為在圖表顯示中,正弦波波形振動曲線是隨三角函數正弦曲線的規律來變化的。
2、三角波(Triangle Wave)
三角波的形狀包含兩個線性階段,所以三角波的泛音的位置會落在其奇數的地方。如果與相同頻率的正弦波來作比較,三角波聽起來有C,E,G,B四個音,三角波第一泛音可以明顯地辨別出來,而其他泛音能量很小,因此我們經常將三角波誤認為正弦波。
3、鋸齒波(Sawtooth Wave)
鋸齒波的形狀類似於三角波,但鋸齒波包含了奇數與偶數的泛音,隻是分為正向(Positive Sawtooth)和反向(Negative Sawtooth),鋸齒波的聲音聽起來非常明亮。
4、方波(Square Wave)
方(fang)波(bo)的(de)泛(fan)音(yin)隻(zhi)落(luo)在(zai)奇(qi)數(shu)位(wei)位(wei)置(zhi),方(fang)波(bo)有(you)著(zhe)豐(feng)富(fu)的(de)泛(fan)音(yin)內(nei)容(rong),因(yin)此(ci),其(qi)產(chan)生(sheng)的(de)聲(sheng)音(yin)效(xiao)果(guo)與(yu)正(zheng)弦(xian)音(yin)形(xing)成(cheng)對(dui)照(zhao),在(zai)古(gu)典(dian)工(gong)作(zuo)室(shi)裏(li)被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)。方(fang)波(bo)發(fa)生(sheng)器(qi)不(bu)隻(zhi)在(zai)早(zao)期(qi)工(gong)作(zuo)室(shi)裏(li)受(shou)到(dao)歡(huan)迎(ying),由(you)於(yu)其(qi)豐(feng)富(fu)的(de)聲(sheng)音(yin)資(zi)源(yuan),後(hou)來(lai)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)標(biao)準(zhun)的(de)設(she)備(bei)。
5、脈衝波(Pulse Wave)
將(jiang)方(fang)波(bo)在(zai)時(shi)域(yu)上(shang)變(bian)化(hua)正(zheng)負(fu)級(ji)長(chang)度(du)從(cong)而(er)帶(dai)來(lai)頻(pin)譜(pu)的(de)變(bian)化(hua),就(jiu)形(xing)成(cheng)了(le)脈(mai)衝(chong)波(bo)。脈(mai)衝(chong)波(bo)與(yu)方(fang)波(bo)比(bi)較(jiao)接(jie)近(jin),都(dou)擁(yong)有(you)豐(feng)富(fu)的(de)泛(fan)音(yin),因(yin)此(ci)有(you)些(xie)教(jiao)科(ke)書(shu)將(jiang)兩(liang)者(zhe)視(shi)為(wei)一(yi)類(lei)。脈(mai)衝(chong)波(bo)的(de)最(zui)大(da)特(te)點(dian)是(shi)會(hui)隨(sui)著(zhe)時(shi)域(yu)變(bian)化(hua)與(yu)所(suo)設(she)定(ding)的(de)參(can)數(shu)來(lai)變(bian)化(hua)調(tiao)整(zheng)泛(fan)音(yin)數(shu),泛(fan)音(yin)的(de)多(duo)少(shao)取(qu)決(jue)於(yu)脈(mai)衝(chong)波(bo)形(xing)狀(zhuang)的(de)變(bian)化(hua)。
一般來說,波形的曲線越尖銳,頻譜內容越豐富。圖5-6顯示了頻率相同但波形不同的兩個聲音,這將會帶來不同的頻道譜和不同的音色。
6、噪音
從客觀物理現象看,噪音與樂音相比,樂音含有確定的音高,有突出的諧和的頻譜,而噪音包含有理論上無限、持續的頻率分布。波形不是規律的周期循環,振幅是任意無規律的波動起伏。
而(er)從(cong)主(zhu)觀(guan)上(shang)看(kan),噪(zao)聲(sheng)泛(fan)指(zhi)聽(ting)者(zhe)主(zhu)觀(guan)不(bu)需(xu)要(yao)的(de)一(yi)切(qie)聲(sheng)音(yin)。凡(fan)時(shi)對(dui)人(ren)來(lai)說(shuo)不(bu)需(xu)要(yao)的(de)聲(sheng)音(yin),那(na)怕(pa)是(shi)樂(le)音(yin),或(huo)本(ben)人(ren)曾(zeng)經(jing)喜(xi)歡(huan)的(de)樂(le)音(yin),都(dou)可(ke)能(neng)被(bei)視(shi)為(wei)噪(zao)音(yin)。當(dang)然(ran)對(dui)噪(zao)音(yin)的(de)界(jie)定(ding),往(wang)往(wang)主(zhu)客(ke)觀(guan)兩(liang)者(zhe)有(you)著(zhe)緊(jin)密(mi)的(de)聯(lian)係(xi)。
總之,從聲音合成的角度看,噪音有著豐富的頻譜內容。這就為計算機合成、加jia工gong提ti供gong了le理li想xiang的de材cai料liao,這zhe尤you其qi表biao現xian在zai後hou麵mian介jie紹shao的de減jian法fa合he成cheng中zhong。因yin此ci,對dui於yu計ji算suan機ji音yin樂le來lai說shuo,噪zao音yin是shi電dian子zi音yin響xiang合he成cheng至zhi關guan重zhong要yao的de聲sheng音yin資zi源yuan。
7、白噪聲
所謂白噪聲(White Noise),是指一種聲音信號,(一般是噪音)其(qi)所(suo)有(you)頻(pin)率(lv)的(de)振(zhen)幅(fu)強(qiang)度(du)與(yu)它(ta)的(de)頻(pin)率(lv)高(gao)低(di)相(xiang)對(dui)應(ying)。就(jiu)是(shi)說(shuo),高(gao)頻(pin)振(zhen)幅(fu)相(xiang)對(dui)高(gao),低(di)頻(pin)振(zhen)幅(fu)相(xiang)對(dui)低(di)。白(bai)噪(zao)聲(sheng)有(you)時(shi)也(ye)稱(cheng)作(zuo)白(bai)聲(sheng),辭(ci)源(yuan)上(shang)是(shi)從(cong)光(guang)學(xue)中(zhong)的(de)“白光”(White Light)一詞引申而來。白光是指同時呈現所有光譜的光學現象。
純chun粹cui的de白bai噪zao聲sheng在zai現xian實shi物wu理li世shi界jie中zhong幾ji乎hu是shi沒mei有you的de,它ta隻zhi能neng通tong過guo白bai噪zao聲sheng發fa生sheng器qi來lai產chan生sheng。由you於yu白bai噪zao聲sheng豐feng富fu的de頻pin譜pu和he極ji大da的de可ke塑su空kong間jian,它ta一yi直zhi是shi計ji算suan機ji聲sheng音yin合he成cheng中zhong非fei常chang有you用yong的de聲sheng音yin資zi源yuan。
一個頻率變化在三個八度的白噪聲頻譜。可以看出它的特點是隨著頻率的增高,其振幅能量也在增長。與此相對應的是粉噪聲(Pink Noise),它的振幅不隨著頻率變化,各個八度頻率的振幅能量都是一樣的。
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