幅度調(diào)制與環(huán)形調(diào)制介紹
原文:BOB MOOG
編譯:兔子
繼續(xù)借著鍵盤雜志40周年慶典,我們重新把Bob Moog的“關(guān)于合成器”完整專欄展現(xiàn)給大家。
除去我在上兩篇專欄中提到的頻率調(diào)制,大部分合成器會提供以下至少一種調(diào)制方式:幅度調(diào)制(AM,amplitude modulation)、環(huán)形調(diào)制(ring modulation),濾波調(diào)制(filter/ formant modulation)和波形寬度調(diào)制(waveform width modulation)。在這篇文章里,我們從最簡單也是最基礎(chǔ)的兩種調(diào)制方式開始,聊聊幅度調(diào)制與環(huán)形調(diào)制。
音頻信號的振幅(amplitude)是它的音量或者能量,純粹的幅度調(diào)制只會讓聲音變強或者變?nèi)�,并不會影響它的頻率(frequency),波形(waveform)以及諧波成分(harmonic content)。吉他AMP上的顫音(tremolo)功能是幅度調(diào)制(用一個慢速的正弦波進行調(diào)制)的最好的例子。吉他AMP上的顫音控制通常會有兩個參數(shù):速度(speed)和強度(intensity)。速度參數(shù)決定調(diào)制信號的頻率,而強度參數(shù)決定音頻信號的振幅受調(diào)制影響的量。另一個幅度調(diào)制的例子是電管風琴上的Repeat Percussion,這是電管風琴上的一種模擬班卓琴和曼陀羅的快速撥弦的效果。這種效果使用的不是正弦波,而是用鋸齒波作為調(diào)制信號。在圖一里我們可以看到未調(diào)制的音頻,調(diào)至波形以及調(diào)制后的音頻信號(顫音和repeat percussion)。
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圖一:tremolohe repeat percusion使用的幅度調(diào)制示意圖
如果你的合成器可以跳線的話,你可以將一個調(diào)制振蕩器的輸出通過衰減器連接到一個VCA(voltage-controlled amplifier)上的控制輸入來建立一個幅度調(diào)制。需要被調(diào)制的音頻輸出連接到放大器的信號輸入口,從放大器的輸出的信號就是經(jīng)過調(diào)制的信號。如果VCA上有增益控制的話,需要將沒有控制信號輸入時的增益量控制在放大器可承受的最大值的一半,這樣才能保證調(diào)制信號在增加或者減少音頻信號振幅的時候不會產(chǎn)生失真。
當調(diào)制頻率混合進音頻信號中,由幅度調(diào)制帶來的加信號(sum)和減信號(difference)(統(tǒng)稱為sidebands,邊帶)是可以聽見的。加/減信號的數(shù)量實際上是由未調(diào)制的信號的諧波成分和調(diào)制波形的諧波成分決定的。舉個例子,假設(shè)未調(diào)制的原始信號為500Hz的正弦波(除了基波外沒有諧波成分),調(diào)制波形為100Hz的正弦波。沒有調(diào)制波形的時候,振幅調(diào)制器的輸出中只有500Hz的成分(未調(diào)制的音頻信號)。隨著100Hz的調(diào)制波形的量增加,我們會發(fā)現(xiàn)出了500Hz以外,出現(xiàn)了400Hz的減信號和600Hz的加信號。這樣正好組成了一組自然大三和弦。當未調(diào)制信號與調(diào)制信號的頻率比例離開5:1之后,輸出的三個頻率成分的音程關(guān)系會有急劇的變化,通常來說是他們之間的音程關(guān)系是不協(xié)和的。當調(diào)制頻率從100Hz開始增加時,減信號會從400Hz開始減小,而加信號會從600Hz開始增加。當調(diào)制信號的頻率是500Hz時(與未調(diào)制信號的頻率一致),減信號為0,加信號為1000Hz。從音樂上來說,這個時候減信號的聽不見的,而加信號剛好是500Hz的第二諧波,這時候輸出聽起來就像單獨的500Hz而不是三和弦!當調(diào)制信號的頻率繼續(xù)從500Hz開始上升,減信號從0開始上升。數(shù)學上來說,這個頻率是負數(shù)。但是從我們的聽覺來看,正負之間是沒有差別的,我們可以聽見減信號和加信號都在上升,他們之間的頻率差正好是1000Hz。
用正弦波對正弦波進行幅度調(diào)制從技術(shù)上來說應該是最簡單的例子,這種情況下邊帶(sidebands)只有兩個。但是我們實際上可以使用的音樂素材是非常多的。當調(diào)制波形頻率很慢的話,可以產(chǎn)生顫音(Tremolo)。隨著調(diào)制頻率的上升,我們首先會聽見一個音程密集的三個音的和聲,然后是附帶諧波成分的單音,最后,三個音,其中兩個會有巨大的頻率差異。
當原始信號與調(diào)制信號都帶有諧波成分的時候,調(diào)制結(jié)果就會變得非常復雜。如果原始信號和調(diào)制信號都是帶有一個基波和一個諧波的情況下,調(diào)制后會有4組邊帶。如果原始信號和調(diào)制信號帶有10個甚至更多的諧波,那么就會有上百組邊帶!因此,用復雜的波形進行幅度調(diào)制是一種制作濃厚素材的非常有效率的方法,之后可以用濾波來制作獨一無二的嘹亮的聲音。
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圖二:環(huán)形調(diào)制示意圖
環(huán)形調(diào)制是幅度調(diào)制中的一種特殊情況,在調(diào)制信號出現(xiàn)的時候,VCA的增益為0,然后隨著調(diào)制波形,增益正負交替。如圖二中典型的原始信號和經(jīng)過環(huán)形調(diào)制的信號�?梢园l(fā)現(xiàn)每個調(diào)制波形周期里,輸出信號會有兩次減小到零。這種調(diào)制的結(jié)果是只有加信號和減信號會出現(xiàn)在調(diào)制輸出中。原始信號和調(diào)制信號都會消失。從音樂上來說,經(jīng)過環(huán)形調(diào)制的聲音擁有和原始信號一樣的articulation,但是在頻譜上完全不同。環(huán)形調(diào)制的這種特性,被很多電子音樂人用來從原聲樂器、原始噪音甚至其他電子樂器中獲得新的鮮活的音色。
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轉(zhuǎn)自MIDIFAN
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