Синхронизация осциллятора

Синхронизация генератора — это функция некоторых синтезаторов с двумя или более VCO , DCO или «виртуальными» генераторами. Когда один генератор завершает цикл, он сбрасывает период другого генератора, заставляя последний иметь ту же базовую частоту . Это может дать гармонически богатый звук, тембр которого можно изменить, изменяя частоту синхронизированного генератора. Синхронизированный генератор, который сбрасывает настройки другого генератора (ов), называется ведущим; генераторы, которые он сбрасывает, называются подчиненными. В синтезаторах используются две распространенные формы синхронизации осциллятора: Hard Sync и Soft Sync. По словам журналиста Sound on Sound Гордона Рида, синхронизация осциллятора - «одна из наименее понятных функций любого синтезатора». ^[1]

Жесткая синхронизация

Высота ведущего генератора генерируется пользователем (обычно с клавиатуры синтезатора ) и является произвольной. Высота ведомого генератора может быть настроена на эту частоту (или отстроена от нее) или может оставаться постоянной. ведущего осциллятора Каждый раз, когда цикл повторяется, ведомый запускается повторно, независимо от его положения. Если ведомый настроен на более низкую частоту, чем ведущий, он будет вынужден повторить до завершения всего цикла, а если он настроен на более высокую частоту, он будет вынужден повторить в середине второго или третьего цикла. Этот метод гарантирует, что генераторы технически играют на одной и той же частоте, но нерегулярный цикл ведомого генератора часто вызывает сложные тембры и впечатление гармонии . Если настройка следящего генератора выполняется с разверткой, можно различить гармоническую последовательность . ^[2]

Этот эффект может быть достигнут путем измерения пересечений нулевой оси ведущего генератора и повторного запуска ведомого генератора после каждого второго пересечения.

Эта форма синхронизации осциллятора более распространена, чем мягкая синхронизация, но она склонна к генерации псевдонимов в простых цифровых реализациях.

Мягкая синхронизация

Существует несколько других видов синхронизации, которые также можно назвать мягкой синхронизацией. В настройке Hard Sync ведомый генератор вынужден сбрасываться на определенный уровень и фазу (например, ноль) с каждым циклом ведущего независимо от положения или направления формы волны ведомого , что часто создает асимметричные формы.

В некоторых случаях ^[3]^[4] Мягкая синхронизация относится к процессу, предназначенному для подталкивания и блокировки ведомого генератора на той же частоте, или в целом или дробном кратном частоте ведущего генератора, когда они оба имеют одинаковые фазы, аналогично контуру фазовой автоподстройки частоты .

Обратная синхронизация

Эта форма синхронизации генератора встречается реже. Эта форма очень похожа на Hard Sync, с одним небольшим отличием. В режиме Reversing Soft Sync вместо сброса на ноль волна инвертируется; то есть его направление меняется на противоположное. Реверсивная мягкая синхронизация больше связана с аналоговыми генераторами с треугольным сердечником, чем с аналоговыми генераторами с пилообразным сердечником.

Порог или слабая синхронизация

Некоторые виды программной синхронизации используют пороговые значения сравнения:

Жесткая синхронизация, которая отключается, когда частота или амплитуда ведомого устройства пересекают заданный пользователем порог.
Жесткая синхронизация, которая отключается, когда частота ведомого устройства слишком сильно превышает или слишком ниже частоты ведущего.
Жесткая синхронизация, которая отключается, когда частота ведомого ниже частоты ведущего.

Soft Sync может точно относиться к любому из них, в зависимости от синтезатора или производителя.

Фаза продвижения «Синхронизация»

Фаза ведомого сдвигается на некоторую величину, когда уровень ведущего осциллятора пересекает некоторый порог. Используется для синтеза звука и может дать звуковой эффект, аналогичный Soft Sync.

Сбросить запрет синхронизации

Когда ведущий осциллятор пересекает некоторый порог, обычный сброс ведомого отключается: он остается на своем конечном уровне, положительном или отрицательном. Когда лидер снова пересекает некоторый порог, ведомый сбрасывается.

Перекрытие синхронизации

В этом методе текущая волна завершается, но во время синхроимпульса генерируется новая форма волны. Хвост старой волны и новой волны суммируются, если они перекрываются.

Аспекты цифровой реализации

Наивные подходы к синхронизации в цифровых генераторах приведут к наложению спектров . Чтобы предотвратить это, используются методы с ограниченной полосой пропускания, такие как аддитивный синтез , BLIT (последовательность импульсов с ограниченной полосой пропускания). ^[5] или BLEP (шаг с ограниченной полосой пропускания) должен быть принят, чтобы избежать наложения спектров. ^[6]

В цифровом генераторе лучшая практика заключается в том, что ведомый генератор не будет сбрасываться в одинаковую фазу в каждом цикле, а будет переходить к фазе, опережающей на эквивалентное время фазе ведущего сигнала при сбросе. Это предотвращает дрожание частоты ведомого устройства и обеспечивает более точную синхронизацию. ^{[ нужна ссылка ]}

Для цифровых генераторов реверсивная синхронизация может реже генерировать псевдонимы . ^{[ нужна ссылка ]} Этот эффект можно просто реализовать, измеряя пересечения нулевой оси ведущего генератора и изменяя наклон ведомого генератора на противоположный после каждого второго пересечения.

Что касается цифровой реализации, обратите внимание, что ни один из методов пороговой синхронизации или слабой синхронизации на самом деле не синтезирует форму сигнала способом, отличным от жесткой синхронизации (скорее, они выборочно деактивируют ее).

Синхронизация с перекрытием — это прежде всего цифровой метод простой реализации, например, используемый в FOF; ^[7] аналоговая реализация может представлять собой сильно затухающий синусоидальный генератор, возбуждаемый импульсом сброса.

Архитектуры на основе синхронизации

Разнообразные архитектуры синтеза основаны на синхронизации, часто используемой в сочетании с амплитудной , частотной или фазовой модуляцией . К таким архитектурам относятся VOSIM и синтез физического моделирования .

Ссылки

^ Рид, Гордон (ноябрь 2002 г.). «Секреты синтезатора: синтез акустического фортепиано на Roland JX10» . Звук на звуке . Проверено 24 апреля 2016 г.
^ http://www.cs.nuim.ie/~matthewh/HardSync.pdf ^{[ пустой URL PDF ]}
^ синтезатор-сделай сам: август 2009 г., 019132.
^ синтезатор-сделай сам: 2009, август, 019136.
^ http://www.music.mcgill.ca : ограничение по полосе пропускания
^ http://www.cs.cmu.edu : icmc01-hardsync.pdf
^ http://www.gersic.com : Синтез физического моделирования. Архивировано 26 февраля 2008 г. в Wayback Machine.

[1] Рид, Гордон (ноябрь 2002 г.). «Секреты синтезатора: синтез акустического фортепиано на Roland JX10» . Звук на звуке . Проверено 24 апреля 2016 г.

[2] ttp://www.cs.nuim.ie/~matthewh/HardSync.pdf ^{[ пустой URL PDF ]}

[3] синтезатор-сделай сам: август 2009 г., 019132.

[4] синтезатор-сделай сам: 2009, август, 019136.

[5] ttp://www.music.mcgill.ca : ограничение по полосе пропускания

[6] ttp://www.cs.cmu.edu : icmc01-hardsync.pdf

[7] ttp://www.gersic.com : Синтез физического моделирования. Архивировано 26 февраля 2008 г. в Wayback Machine.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]