V počátcích analogové syntézy byly elektronické součástky a konstrukce mnohem dražší než nyní, takže výrobci jako Korg vstoupili na trh s jednoduchými monosyntezátory s jedním oscilátorem. Přesto mohou tyto nástroje, pokud jsou správně naprogramovány, znít překvapivě bohatě a plně. Velká část přitažlivosti Korg 700 (například) byla důsledkem jeho křivek Chorus I a Chorus II, ale i když slovo „chorus“ bylo dobrým popisem toho, jak tyto vlny zněly, neřeklo vám, co to bylo. . Při zpětném pohledu by přesnější název byl „pulzní vlny, jejichž pracovní cykly (neboli „šířky pulzů“) jsou modulovány nízkofrekvenčním oscilátorem, ale kolik hráčů by to v roce 1974 pochopilo?
V dnešní době je tato „pulzně šířková modulace“ (PWM) standardním zařízením na všech analogových a „virtuálních analogových“ syntezátorech a zůstává důležitá kvůli této schopnosti vytvářet bohaté, chorusové zvuky pomocí jediného oscilátoru. Ale než vám ukážeme několik příkladů toho, jak byste mohli chtít používat PWM v Thoru, začněme tím, že se zeptáme…
Co je modulace šířky pulzu?
Abychom to vysvětlili, začněme čtvercovou vlnou na obrázku 1. Jak můžete vidět, jedná se o speciální případ rodiny pulzních vln, definovaný tím, že vlna stráví přesně stejné množství času na vrcholu průběh, jako je tomu u dna. Trochu techničtější způsob, jak to popsat, je říci, že má pracovní cyklus 50 % (protože vlna je na vrcholu svého cyklu přesně polovinu času).
Obrázek 1: Pulzní vlna s pracovním cyklem 50 %
Samozřejmě nám nic nebrání v tom, abychom generovali pulzní vlny s jakýmkoli jiným pracovním cyklem, který chceme, od 0 % (kde je vlna trvale zakořeněna na konci cyklu, a proto je tichá) do 100 % (kde je zakořeněna na vrchol cyklu a opět ticho). Například obrázek 2 ukazuje pulzní vlnu s pracovním cyklem 25 %.
Obrázek 2: Pulzní vlna s pracovním cyklem 25 %
Na některých analogových syntetizérech (jako je Minimoog) vám je nabídnut pouze výběr šířek pulzů, ze kterých lze vytvářet zvuky, ale to je škoda, protože není těžké navrhnout elektroniku tak, aby modulátor mohl ovlivnit pracovní cyklus. Můžete například začít s obdélníkovou vlnou a použít LFO k opakovanému posunu pracovního cyklu od 0 % do 100 % a zpět. Znázornil jsem to na obrázku 3, který ukazuje počáteční čtvercovou vlnu (červená čára), trojúhelníkovou vlnu LFO modulující pracovní cyklus (zelená čára) a výsledný tvar vlny (modrá čára).
Obrázek 3: Trojúhelníková vlna modulující šířku pulzu
Aniž bychom se pouštěli do matematiky PWM, mělo by být intuitivně zřejmé, že harmonický obsah (a tedy i tón) zvuku se mění okamžik od okamžiku, jak se mění tvar vlny. To však stále nevysvětluje, proč rozmítání pracovního cyklu způsobí, že jediný oscilátor zní „sborově“. Abych to zkrátil, je to proto, že PWM využívající trojúhelníkovou vlnu jako modulátor rozděluje jedinou výšku počáteční oscilace na dvě frekvence, jako jsou ty, které jsou znázorněny na obrázku 4. To je stejné jako mít dva oscilátory, přičemž jeden je frekvenčně modulovaný vzhledem k tomu druhému. Pokud si vzpomenete na to, čeho jsme dosáhli rozladěním dvou oscilátorů v prvním z těchto tutoriálů, je to skvělý výsledek a naznačuje všechny možnosti syntézy.
Obrázek 4: Frekvence dvou složek, které tvoří průběh PWM
PWM Příklad 1 – PWM basový zvuk
Jednou z klasických aplikací pro PWM je vytváření tlustých ‚syntetických‘ basových linek, takže zde začneme. Nastavte jednoduchý basový zvuk s jedním oscilátorem. Vložte analogový oscilátor do Osc1, nastavte jej na Octave 2 a jako režim klávesnice vyberte Mono Retrig. Nyní vložte dolnopropustný filtr, jak je znázorněno, s mírným pohonem a plným sledováním klávesnice. Není potřeba obálka filtru ani nic jiného sofistikovanějšího, protože filtr bude použit pouze k utlumení vysokých frekvencí ve zvuku. Nakonec nastavte Amp Env Sustain na maximum, abyste vytvořili „čtvercový“ tvar zvuku, a máte hotovo. (Viz obrázek 5.) Zvuk č. 1 ukazuje, že má dostatečně nízkou výšku tónu, ale že je nevýrazný a spíše nudný:
Váš prohlížeč nepodporuje zvukový prvek.
Obrázek 5: Velmi jednoduchý basový patch
Experimentování s ostatními křivkami v Osc1 nepomůže, ale nezoufejte. můžeme tento zvuk vylepšit, aniž bychom museli používat dodatečné oscilátory nebo složité filtrování. Nastavte oscilátor na pulzní vlnu a nastavte jeho pracovní cyklus na 24, což je přibližně 20 %:
Váš prohlížeč nepodporuje zvukový prvek.
To není o nic lepší, říkáte si, a budete mít pravdu. Ale teď vyvoláme PWM. Vyberte slot v modulační matici a jako zdroj modulace vyberte LFO1 s šířkou pulzu Osc1 jako jeho cíl. Nyní musíme zvolit vhodné parametry pro LFO a hloubku modulace. Zkušenosti ukazují, že PWM funguje dobře na basových frekvencích, pokud je rychlost modulace poměrně pomalá – kolem 1Hz – a na vysokých frekvencích, když je poněkud rychlejší – kolem 5Hz. Můžeme to udělat tak, že nastavíme rychlost LFO na přibližně 1.5 Hz a necháme ji sledovat klávesnici na přibližně 50 %, což je hodnota 63 nebo tak nějak. Jakmile toto nastavíte, hloubka modulace kolem 40 vytvoří pěkný efekt; cokoli méně by bylo na můj vkus příliš málo, cokoli více by bylo příliš mnoho. (Viz obrázek 6.) Výsledek je obsažen ve zvuku #3:
Váš prohlížeč nepodporuje zvukový prvek.
Obrázek 6: Mnohem lepší PWM basový patch
Tento zvuk jsem objevil na Korg 700 na začátku 1970. let a dodnes se mi moc líbí. Je sytá a poutavá, ale ne tak složitá, aby byla směs příliš hustá nebo blátivá. Navíc je ideální pro další filtrování a tvarování a k jeho získání je potřeba pouze jediný oscilátor a pouze nejjednodušší architektura syntezátoru, což je stejně dobře, protože malý Korg měl jen jediný oscilátor a pouze nejjednodušší architekturu syntezátoru. !
PWM Příklad 2 – perkusivní zvuk
Dalším zajímavým využitím PWM je emulace zvuků tlučených a drnkacích nástrojů, pro které může být efekt generovaný dvěma velmi mírně rozladěnými frekvencemi užitečný pro obnovení (a zveličení) přirozeného chorusu, který se vyskytuje u některých akustických nástrojů.
Začněte s PWM basovým patchem na obrázku 6, zvyšte výšku oscilátoru na oktávu 4 a poté vyměňte dolní propust za horní propust (tj. režim HP ve filtru s proměnnou stavu) s mezní frekvencí. kolem 2.5 kHz. To znamená, že místo toho, aby zeslaboval vysoké frekvence a nechal projít nízké, filtr nyní tlumí nízké frekvence a nechává procházet vysoké. Za druhé, změňte tvar Amp Env snížením Sustain na nulu a nastavením krátkého Decay a ještě kratšího Release, abyste vytvořili tóny, které se po přehrání poměrně rychle rozpadají. Nakonec snižte množství PWM v modulační matici na nulu. Nyní získáte typický „elektrický“ zvuk cembala, jak byl vytvořen na raných monosyntech, které nenabízely PWM:
Váš prohlížeč nepodporuje zvukový prvek.
Tento zvuk můžete zlepšit vrácením hodnoty PWM na 40 nebo tak nějak. (Viz obrázek 7.) Efekt není rozsáhlý, ale přidává jemný rozměr navíc, který v předchozím patchi chybí:
Váš prohlížeč nepodporuje zvukový prvek.
Thor samozřejmě umí mnoho věcí, které rané syntezátory neuměly, a pokud změníte režim klávesnice na Polyphonic, udělá to obrovský rozdíl ve zvuku, který je nyní podobný elektronickému pianu z počátku 70. let, i když je spíše lepší než levné. – znějící nástroje té doby:
Váš prohlížeč nepodporuje zvukový prvek.
Obrázek 7: Patch „cembala“ na bázi Korg 700 PWM
Stojí za zmínku, že můžete také kombinovat PWM s amplitudovou modulací a synchronizací, abyste vytvořili nějaké příjemné efekty, takže pokud byste chtěli pokračovat v experimentování s touto třídou zvuku, doporučuji vám vrátit se k tutoriálu #2 a zjistit, co se stane, když přidáte PWM do popsaných patchů. Získáte zajímavé výsledky.
PWM Příklad 3 – souborový zvuk
Navzdory zajímavým zvukům demonstrovaným výše se PWM nejčastěji používá pro generování bohatých smyčcových padů a jiných souborových zvuků, zejména na polyfonních syntezátorech, které nemají jednotky chorus. Například klasické zvuky Jupiter 8 strun jsou kombinací PWM’d oscilátoru a pilového oscilátoru produkující tři výšky, které jsou od sebe velmi mírně rozladěné, čímž vytvářejí efekt chorus. Thor je samozřejmě v mnoha ohledech výkonnější než vintage, duální oscilátorový analogový polysyntetický syntezátor, takže můžeme tento princip rozšířit ještě dále a vytvořit skutečně svůdný souborový zvuk…
Začneme obrázkem 8, který ukazuje velmi jednoduchý zvuk. Toto má jediný oscilátor produkující pulzní vlnu s pracovním cyklem kolem 20 %, bez filtru, bez modulace a pouze s nejjednodušším amplitudovým tvarováním pro vytvoření hladkého Attack a jemného uvolnění. Pokud pomocí tohoto patche zahraju poměrně slavnou akordovou sekvenci z roku 1972, zní to velmi holé a nezajímavě:
Váš prohlížeč nepodporuje zvukový prvek.
Obrázek 8: Náplast s jedinou pulzní vlnou bez léčby
Abych to zlepšil, znovu použiji modulační matici, která nasměruje LFO1 na šířku impulsu Osc1. U tohoto zvuku mi přijde, že frekvence kolem 2 Hz funguje dobře, stejně jako hloubka modulace kolem 60. I když to není zdaleka hotový článek, zvuk #8 (který vygeneroval patch na obrázku 9) má rozhodně na víc. doporučuji než předchozí:
Váš prohlížeč nepodporuje zvukový prvek.
Obrázek 9: Jednopulzní vlna s PWM
Dalším krokem je přidání druhého oscilátoru. Na Jupiteru a mnoha dalších syntezátorech té doby – Prophet 5, Oberheim OBX a dalších – bylo trikem přidat pilovitou vlnu a mírně rozladit oscilátory. Na Thorovi můžeme udělat více a já přidám druhý oscilátor s PWM řízeným LFO2 běžícím mírně odlišnou rychlostí než LFO1. A co víc, nastavím pracovní cyklus na přibližně 80 % místo 20 % a aplikuji modulaci s opačnou polaritou: tentokrát kolem -60. To znamená, že PWM efekt je pro každý z oscilátorů jemně odlišný. Také mírně rozladím oscilátory pomocí nastavení kolem +6 a -6, aby byl efekt chorus ještě hlubší. Zvuk #9 začíná znít docela pěkně, a přesto k jeho výrobě stále nepoužíváme nic jiného než dva oscilátory analogového stylu:
Váš prohlížeč nepodporuje zvukový prvek.
Obrázek 10 ukazuje upravený patch.
Obrázek 10: Přidání druhého PWM’d oscilátoru pro obohacení efektu souboru
Dále ukradnu trik ze smyčcových syntezátorů ze 1970. let a přidám další oscilátor o oktávu pod prvními dvěma. V tomto případě zvolím pracovní cyklus blízký 50 % a moduluji jej z LFO1. (Existuje mnoho dalších možností, z nichž každá bude produkovat mírně odlišný zvuk.) Přidáním spodní oktávy (viz obrázek 11) vznikne velká hloubka, jak ukazuje zvuk #10:
Váš prohlížeč nepodporuje zvukový prvek.
Obrázek 11: Přidání třetího PWM’d oscilátoru pro větší hloubku
Pokud jste mě sledovali až sem, můžete nyní experimentovat s rychlostmi a hloubkami modulace, množstvím rozladění a tak dále. Nicméně zakončím přidáním low-pass filtru k odstranění některých vysokých frekvencí ve zvuku a výsledek předám efektem zpoždění, abych ho rozprostřel po stereo poli:
Váš prohlížeč nepodporuje zvukový prvek.
Pamatujte, že tento patch (obrázek 12) nemá žádnou modulaci kromě PWM, žádné dynamické filtrování, žádné sofistikované obálky a žádný chorus efekt… ale je to nádherné, že? Znovu ukazuje, kolik toho můžete v Thor udělat s použitím o něco více než analogových oscilátorů.
Obrázek 12: Dokončený patch souboru PWM
Text a hudba Gordon Reid
