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1、今遭扭丝些日入丫!∀#∃∀%!&∃%∋调频()∗音乐合成原理与实现+,−./−+0/1.2∀3+0/3/.456),/78/./9528014−5.()∗8:−;<9.4=/:−:蔡莲红清华大学>(,摘要本文介绍了调须)∗音乐合成原理并结合∋?≅ΑΒ,。音乐合成芯片讲述了)音乐合成的实现>,一、响度和时值响度是对声音强度的衡量它是听判音乐的垂础知识。乐音的基础人耳对于声音细节的分辨与响度直接有,>,。为了获得我们所期望的音乐应对乐音的特点有所关只有在响度适中时人耳辨音才最灵敏如果一个音。。,了解乐音和噪音的Λ区别主要在于它们是否有周期性响度太低便难以正确判别
2、它的音高和音色而响度过,,,。>观察其时域波形乐音的波形随时间作周期性变化噪高也会影响判别的准确性关于时值是容易理解的它声则不然。观察其频域谱值,乐音包括确定的基频谱和具有明显的相对性。一个音只有在包含了比它更短的音,,。>是这个基频整数倍的谐波谱而噪声谱无固定基频也的旋律中才会显得长时值的变化导致旋律的行进或。、、,。Λ无规律可言平缓均匀或跳跃颠簸以表达不同的情感,,,一个乐音除上述的谐合性外还包括必备的三要以上讨论的乐音各要素在电子音乐合成中应逐项素>音高、音色和响度。若把。一个乐音放在运动的旋律解决好,。中它还应具备时值持续时间这些要素的理想配、()∗音乐合成合是产—。
3、二调频生优美动听的旋律的必要条件下面分别对它们作>,一简介上节介绍了乐音的四大要素而且已说明了对音音高>音。,、。高指声波的基频基频越低给人的感觉越高时值的基本控制关于响度通常可借助硬件改变声低沉。对于平均律∗,。(一种普遍使用的音律来说各音的波的整体幅度来满足要求那么对丰富的音色模拟如何>,对应频率如表0所示知道了音高与频率的关系我们实现呢Μ这可借助基于调角波理论的波形发生方法实现就能够设法产生规定音高的单音了。之。表Α音阶与预率的付应关系)是使高频振荡波的频率按调制信号规律变化的Χ。,音阶∃#)Δ%Ε一种调制方式由调制理论可知调角波一般采用下列简谱音符ΑΒ?ΦΓΗΙ复时>
4、函数表示报率ΒΗΑΒϑ???Κ?Φϑ?ϑΒΦΦΚΦϑΦ,‘、/,‘乓‘,,Ν人城Ο产卿/Π气0夕>,>音色具有固定音高和相同谐波的乐音有时给人相应实函数表示为。)(4∗Ν:.44的感觉仍有很大差异比如人们能够分辨具有相同音高%&−Θ峡Ρ申(∗Ρ书」,Π叭是载波基频,功。的钢琴和小提琴声音这正是因为他们的音色不同音其中(4∗是调制的瞬时相角在考>,,>色是由声音的频谱决定的各阶谐波的比例不同随时虑音乐合成时可采用下面的调制方式,。“”4:.4ΓΑ旅呜Π4间衰减的程度不同音色就不同小号的声音之所以)(∗Σ%−(叭ΡΑΑ∗,“”具有极强的穿透力和明亮感只因小号声音中高次谐即用频率为叽
5、的单音调制信号(ΑΓΑ叽4∗去调制基护。(Γ。,波非常丰富各种乐器的音色是由其自身结构特点决定波Α叭4∗的相角对上式进行第一类贝塞耳函数展开。,>的用计算机模拟具有强烈真实感的旋律音色的变化可得。)(4∗一%ΤΥ。(∀∗:−.叭4ΡΥ,(∀∗Θ:.4是非常重要的−(叭Ρ气∗令Ε电子,卒≅刀,ΕΑΗ,‘,Ι多媒体日Π一一一尸!∀#∃∀%!&∃%∋一:.4>:.4。>−(唤一、∗〕ΡΥ(∀∗Θ−峡ΡΒς∗十某些相应的硬件以下三个基本硬件功能块是必须的Π:−.4·>。(峡一Β叱∗ΩΡ⋯Ξ相位产生单元产生相应的城相位信号Λ。.。,·>式中Υ(∃为阶第一类贝塞尔函数上式表明单包络产
6、生单元产生作为时间函数的预期被调幅,,。音调制时调频波由载波基颇和无数对边频—分量所组值%和调制指数∀可以表示为%(4∗和∀(4∗成Π)(4∗的各阶谐波的幅值由调制指数∀的各阶Π>。贝塞尔正弦计算电路进行正弦函数的计算。。函数Υ(∀∗的值确定因此采用不同的调制波翻率叱45,和上述三个单元的组合称为一个操作单元(Ζ阵,1,>Π调制指数就可以方便地合成具有不同预谱分布的波众&+∗[音乐产生可以通过两个操作单元的组合,Π,。形再现某些乐器的音色我们还可以采用这种方法得进行如图Α所示其中图Α所示的方式就是)调制“”,Π、、、到具有独特效果的电子模拟声创造出丰富多彩的真电路的典型形
7、式只要给出叭叱%(4∗∀(4∗各项参,,。实乐器不具备的音色这也是)音乐合成方式特有的数这个电路就能输出某一特定的调角波)(4∗魅力之一。一个音发生的过程中,响度的变化是由%(4∗决定的。为了较为近似地模拟真实乐器的发音,需要建立一。,Γ∀.个灵活又具较强通用性的%(4∗模型如图Β所示它是Γ∀.)(Ψ∗一个具有下键%!!%ΠΧ∴∗、∃〔Χ%∋∗、(日口<(衰减(保持!%∃、Υ4,月∗松健([曰#%<#∗四部分的调形函数%(∗若建+Δ〔Δ+Δ。,,乙立钢琴的调形函数基于铜琴发音特点%!!%Χ
