• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Synteza FM

    Przeczytaj także...
    Patent – potocznie: dokument wydawany przez urzędy patentowe; właściwie: ograniczone w czasie prawa właściciela rozwiązania technicznego do wyłącznego korzystania z wynalazku bądź wynalazków będących przedmiotem patentu w celach zawodowych lub zarobkowych na terenie państwa, które decyzją administracyjną patentu udzieliło, pod warunkiem wniesienia opłat za co najmniej pierwszy okres ochrony od daty zgłoszenia.Modulacja częstotliwości, skr. FM (od ang. Frequency Modulation) – kodowanie informacji w fali nośnej przez zmiany jej chwilowej częstotliwości w zależności od sygnału wejściowego, tj. jej modulację.
    Synteza dźwięku - proces, którego celem jest generowanie sygnału fonicznego oraz tworzenie barw (brzmień) na podstawie zdefiniowanych parametrów. Parametry te określają charakterystykę widmową oraz amplitudową dźwięku. Synteza dźwięku realizowana jest przez syntezatory.
    Fala nośna o częstotliwości 220 Hz zmodulowana przez ton o częstotliwości 440 Hz. Przykład obrazuje zmiany w przebiegu czasowym (górna grafika) oraz widmie (dolna grafika) dla różnych indeksów modulacji (β)
    Frequencymodulationdemo-fd.png

    Synteza FM - metoda syntezy dźwięku opierająca się na modulacji częstotliwości.

    Dźwięk – wrażenie słuchowe, spowodowane falą akustyczną rozchodzącą się w ośrodku sprężystym (ciele stałym, cieczy, gazie). Częstotliwości fal, które są słyszalne dla człowieka, zawarte są w paśmie między wartościami granicznymi od ok. 16 Hz do ok. 20 kHz.Yamaha Group – japoński koncern, założony 12 października 1887 przez Torakusu Yamahę, notowany na giełdzie w Tokio.

    Technika ta została opracowana na uniwersytecie Stanforda przez Johna Chowninga w latach 1967-1968. W roku 1975 została opatentowana, a w późniejszym czasie licencjonowana firmie Yamaha. Synteza FM nadaje się zarówno do tworzenia dźwięków harmonicznych jak i nieharmonicznych. Teoretycznie możliwe jest jej realizowanie za pomocą analogowych oscylatorów, jednak z powodu ich naturalnej niestabilności jest to trudne do wykonania. Natomiast wersja metody wykorzystująca modulację fazy jest prosta do realizowania cyfrowo. W rezultacie synteza FM stała się podstawą dla wczesnej generacji cyfrowych syntezatorów Yamahy, wraz z popularnym w latach 80. modelem DX7. Yamaha opatentowała swą sprzętową implementację (US Patent 4018121 Apr 1977), co pozwoliło niemal zmonopolizować ową technologię. W tamtym okresie firma Casio opracowała zbliżoną do syntezy FM, metodę zniekształcania fazy wykorzystaną w serii syntezatorów CZ. Wraz z wygaśnięciem patentu Uniwersytetu Stanforda w 1995 r., synteza FM stała się obecna w większości współczesnych syntezatorów. Popularna była również w latach 90. w kartach dźwiękowych, jako sprzętowy syntezator.

    Uniwersytet Stanforda, The Leland Stanford Junior University (ang. Stanford University) – prywatny uniwersytet w Stanfordzie, w Kalifornii, w Stanach Zjednoczonych, w Dolinie Krzemowej.Amplituda w ruchu drgającym i w ruchu falowym jest to największe wychylenie z położenia równowagi. Jednostka amplitudy zależy od rodzaju ruchu drgającego: dla drgań mechanicznych jednostką może być metr, jednostka gęstości lub ciśnienia (np. dla fali podłużnej); dla fali elektromagnetycznej tą jednostką będzie V/m.

    Sposób realizowania[edytuj kod]

    Rozkład harmoniczny fali sinusoidalnej modulowanej przez inną falę sinusoidalną może być reprezentowany przez funkcje Bessela, co pozwala na matematyczne zrozumienie istoty syntezy FM. Pierwszym jej etapem jest generowanie przez oscylator fali nośnej o danej częstotliwości Fc. Następnie ów przebieg modulowany jest przez inną falę (sygnał modulacyjny) o danej częstotliwości Fm. Jeśli amplituda modulatora równa jest 0, wtedy częstotliwość nośnej wynosi Fc. Dodatnia wartość natomiast skutkuje wahaniem częstotliwości sygnału modulowanego. Zjawisko to nosi nazwę odchyłki częstotliwości (ang. frequency deviation). Innymi słowy im "głośniejsza" fala modulacyjna, tym większe zmiany w fali modulowanej. Dla przykładu Fc = 1000 Hz. Gdy modulator powoduje wahanie częstotliwości nośnej w zakresie 900 Hz - 1100 Hz, odchyłka wynosi 100 Hz. Jej stosunek do częstotliwości modulacji określany jest jako indeks modulacji ( I = d / Fm ). Owa proporcja kontroluje bogactwo widma akustycznego sygnału wyjściowego.

    Syntezator – instrument muzyczny z grupy elektrofonów elektronicznych, w którym dźwięk jest syntezowany w układach elektronicznych poprzez niezależne modelowanie poszczególnych aspektów dźwięku.Metoda zniekształcania fazy (ang. phase distortion synthesis) - typ syntezy dźwięku wprowadzony przez firmę Casio w 1984 r.
    Schemat blokowy operatora

    Warunkiem uzyskiwania dźwięków harmonicznych jest harmoniczna zależność modulatora z nośną. Poprzez stosowanie modulatorów o częstotliwościach stanowiących niecałkowite wielokrotności nośnej, brzmienia dzwonów oraz perkusji są łatwe do uzyskania.

    Fala nośna (inaczej nośna) to fala elektromagnetyczna o stałej częstotliwości, wytwarzana przez nadajnik fal elektromagnetycznych. Fala nośna podlega modulacji w celu przesłania sygnału informacyjnego, natomiast sama nie zawiera informacji.Widmo akustyczne (widmo dźwięku) – rozkład natężenia składowych dźwięku w zależności od częstotliwości tych składowych. Widma uzyskuje się metodami spektroskopii lub jako wynik analizy fourierowskiej przebiegu falowego dźwięku.

    Strukturę syntezatora FM tworzą tzw. operatory składające się z oscylatora, wzmacniacza oraz generatora obwiedni. Sposoby oraz kolejność łączenia ze sobą operatorów stanowią tzw. algorytmy. Ich ilość determinuje możliwości brzmieniowe instrumentu.

    Bibliografia[edytuj kod]

  • J. Chowning (1973). "The Synthesis of Complex Audio Spectra by Means of Frequency Modulation". Journal of the Audio Engineering Society 21 (7).
  • Chowning, John; Bristow, David (1986). FM Theory & Applications - By Musicians For Musicians. Tokyo: Yamaha. ISBN 4-636-17482-8.
  • Dodge, Charles; Jerse, Thomas A. (1997). Computer Music: Synthesis, Composition and Performance. New York: Schirmer Books. ISBN 0-02-864682-7.
  • Generator obwiedni (skr. EG, ENV) - blok syntezatora lub innego elektronicznego instrumentu muzycznego, odpowiedzialny za wytwarzanie obwiedni dźwięku.Monopol (z grec. monos – jeden i poleo – sprzedaję) – rynek, na którym produkuje i sprzedaje produkt tylko jedno przedsiębiorstwo. Posiada ono pozycję monopolistyczną, czyli dla innych przedsiębiorstw istnieją bariery wejściu na ten rynek uniemożliwiające podjęcie konkurencji. Realizuje ono politykę monopolistyczną prowadzącą do zdobycia i utrzymania pozycji monopolistycznej.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Karta dźwiękowa (ang. sound card, audio card) – komputerowa karta rozszerzeń, umożliwiająca rejestrację, przetwarzanie i odtwarzanie dźwięku. Poprawnym jest też równie często stosowany termin karta muzyczna.
    Oscylator – urządzenie lub układ fizyczny wykonujący ruch drgający lub czasami w technice generujący mechanicznie, elektrycznie, elektronicznie lub w inny sposób oscylacje czyli drgania. Często termin "oscylator" utożsamia się z oscylatorem harmonicznym, to znaczy układem wykonującym drgania harmoniczne, zaś w wypadku kiedy chodzi o inne rodzaje drgań dodaje się wówczas przymiotnik – anharmoniczny.
    Casio (jap. カシオ計算機株式会社, Kashio Keisanki Kabushiki-gaisha) – międzynarodowa firma z branży elektronicznej z siedzibą w dzielnicy Shibuya w Tokio, Japonia. Casio założył w kwietniu 1946 r. Tadao Kashio. W 1957 roku dotychczasowa nazwa Kashio Seisakujo została zmieniona na Casio Computer CO. Ltd., a do zarządu firmy dołączyli pozostali bracia Kashio: Kazuo Kashio, Toshio i Yukio. Obecnym prezesem firmy Casio jest Kazuo Kashio. Nazwa firmy pochodzi od nazwiska prezesa zapisanego w rōmaji, i jest dopasowana dla zagranicznego klienta. Zmiana nazwy z Kashio na Casio była tłumaczona możliwością uznania koncernu za firmę włoską, czego Tadao Kashio chciał uniknąć. Motto firmy to Kreatywność i wkład ("Creativity and Contribution").
    Yamaha DX7 – syntezator cyfrowy z syntezą FM japońskiej firmy Yamaha, wypuszczony na rynek w maju 1983. W październiku 1986 została wydana wersja DX7 II FD.
    Funkcje Bessela – rozwiązania y(x) równania różniczkowego drugiego stopnia ze zmiennymi współczynnikami (równania Bessela):

    Reklama