위상 왜곡 합성

위상 왜곡(PD) 합성은 1984년 카시오가 CZ 합성기 범위에서 도입한 합성 방법입니다.요약하면, 두 방법 모두 시간 영역의 다른 파형(변조기)의 영향에 의해 반송파 파형의 고조파 함량이 동적으로 변화한다는 점에서 야마하 주식회사(주파수 변조라는 이름으로)가 옹호하는 위상 변조 합성과 유사합니다.그러나 두 방법의 적용 및 결과는 상당히 상이합니다.

카시오는 PD 합성의 독창적인 개념을 사용하여 5개의 다른 합성기를 만들었습니다.나중의 VZ-1과 co의 합성 방법 Interactive 위상 왜곡은 위상 왜곡의 직접적인 진화라기보다는 앞서 언급한 위상 변조와 훨씬 더 유사합니다. 아래를 참조하십시오.

고조파 컨텐츠 생성

카시오의 PD 구현은 변조기와 반송파 파형에 의해 생성된 오실레이터를 사용하였으며, 주기마다 서로 동기화되었습니다.변조기는 캐리어의 사인을 "DCW" 엔벨로프에서 파생된 정도로 다른 모양으로 '왜곡'시킬 수 있는 다양한 각파였습니다.그렇게 함으로써, 많은 고조파들이 출력물에 생성되었습니다.변조기는 고조파 함량이 풍부하기 때문에 야마하의 위상 변조(PM/FM) 합성보다 더 선형적인, 즉 기존의 감산 스펙트럼과 더 유사한 스펙트럼을 생성할 수 있습니다.PM은 오실레이터 동기화를 필요로 하지 않지만 오랫동안 사인파로 제한되었으며, 이는 출력 스펙트럼이 베셀 함수의 비선형 홀마크를 갖는다는 것을 의미합니다.PD는 다른 유형의 PM으로, 매우 다른 변조기로 인해 PD와 PM 사이에 작동 및 소리에 상당한 차이가 발생합니다.따라서 그 둘은 직접적으로 동등하지 않습니다.

위상 변환은 모두 이진 논리 제어 하에서 조각별 선형 함수로 조립되며 주파수 카운터의 누적기가 감싸고 다시 시작되는 최소에서 최대로 이동할 때 특징적인 날카로운 무릎(그리고 일부 변환의 경우 심지어 갑자기 점프)을 보여줍니다.날카로운 무릎은 변조된 사인파의 원근도에 의해 매끄럽게 처리되며 결과 신호에서 크게 눈에 띄지 않습니다.

공진 필터 시뮬레이션

CZ 합성기는 전통적인 선형 스펙트럼을 생성할 수 있을 뿐만 아니라 공진 필터 스위프도 에뮬레이션할 수 있습니다.이 작업은 공진 주파수에서 사인파를 사용하여 수행되었으며 기본 주파수에서 동기화 및 윈도우 설정되었습니다.주파수는 제어할 수 있지만 공진량은 제어할 수 없습니다.

1985년 CZ 시리즈 특허의 그림 19는 아날로그 전압 제어 필터에서 발견되는 가변 공진을 에뮬레이트하는 방법을 보여줍니다.

• (a)매 주기를 감싸는 기본 주파수 카운터입니다.
• (b)기본 카운터가 랩 어라운드할 때 재설정(또는 "동기화")되는, 약간 높은 주파수의 공진 주파수 카운터입니다.
• (c)사인파 판독치로 사용되는 공진 주파수 카운터.재설정 시 갑자기 점프하는 것은 심각한 왜곡을 초래한다는 점에 유의하십시오.
• (d)반전 기본 주파수 카운터입니다.
• (e)c에 d를 곱하면 됩니다.갑자기 뛰어오른 c는 이제 수평을 이루게 되었습니다.

다른 용어로 요약하자면:공진은 디지털 하드 싱크의 한 형태로, 공진 주파수의 사인파, 진폭이 에워싸여 기본 주파수의 윈도우 함수에 하드 싱크됩니다.창 기능은 톱니와 삼각형을 포함한 다양한 모양을 취할 수 있으며, 따라서 공명 효과가 중첩되는 '기저' 스펙트럼을 결정합니다.사용 가능한 모든 윈도우 기능의 진폭이 0에서 끝나므로, 이는 디지털 동기화에서 앨리어싱을 줄이는 잘 알려진 방법인 동기화된 사인파의 급격한 불연속성을 제거합니다.그러나 함수의 도함수의^{[clarification needed]} 불연속성으로 인해 일부 앨리어싱이 여전히 존재합니다.따라서 필터 스윕 효과는 동기 효과와 동일한 방식으로 생성됩니다. 즉, 공진의 주파수(DCW 포락선)를 변조함으로써, 음색이 변경되고 선택된 공진 주파수 주위에서 선택된 기본 스펙트럼에 고조파를 더하고 빼게 됩니다.

다른 유형의 합성과 비교

위에서 설명한 바와 같이, 위상 왜곡은 위상 변조 합성에 유사한 수학적 개념을 광범위하게 적용하지만, 그 구현과 결과는 동등하지 않습니다.John Chowning이 개척하고 Yamaha가 상업적으로 사용하는 PM은 자체 주기를 가질 수 있는 진동 변조기를 사용하는 반면, PD는 해당 반송파와 동일한 주기로 하드 동기화된 직선 세그먼트의 각도 변조기를 적용합니다. 즉, 각 주기를 동일하게 변조합니다.PM/FM은 피드백 적용에 의해 선형화되지 않는 한 베셀 기능에서 파생된 스펙트럼을 생성하는 반면 PD는 더 많은 선형 스펙트럼을 생성합니다.이는 선형 스펙트럼으로 특징지어지는 아날로그 합성과 일반적으로 연관된 전통적인 서브트랙티브 사운드를 더 쉽게 생성할 수 있다는 PD 합성의 명성으로 나타납니다.이러한 사실은 광범위한 개념 - 단계의 변경 - 은 동일하지만 구현과 결과가 얼마나 큰 차이를 보이는지를 보여줍니다.

이후 카시오의 엔진은 상호작용 위상 왜곡(iPD)으로 명명되었으며, 이 엔진은 VZ 신스(VZ-1, VZ-10M, VZ-8M)에 사용되었으며, 처음 두 엔진은 HS-2 레스로 호너에 의해 재배지되기도 했습니다.HS-2/E)는 실제로 '실제' PD와 거의 유사하지 않으며 대신 특이한 유형의 PM을 기반으로 합니다.iPD에서 여러 개의 발진기는 다양한 구성 가능한 경로로 결합되며(야마하의 "알고리즘"과 유사) PM 또는 링 변조(후자는 야마하의 시스템에서 사용할 수 없음)를 사용하여 서로 변조할 수 있습니다.카시오의 발진기 조합 및 라우팅 옵션은 야마하보다 유연합니다.예를 들어, VZ10-M은 DX7의 32개 알고리즘에 비해 90개의 고유한 오실레이터 및 변조 조합이 가능합니다.또한 VZ-10M 발진기는 8개의 다양한 파형을 제공하여 사인파만을 사용하는 DX7보다 더 복잡한 사운드 생성을 가능하게 합니다.

외부 링크

• US4658691 - 전자악기 (이시바시 마사노리, 카시오 컴퓨터 주식회사, 1982년 10월 17일 우선)
• US4479411 - 전자악기의 음색신호 발생장치 (이시바시 마사노리, 카시오 컴퓨터 주식회사, 우선순위 1981년 12월 22일)
• 가상 위상 왜곡 신스 2007년 1월 10일 웨이백 머신에서 아카이브됨
• pdhalf - Canonical Csound Reference Manual.«pdhalf opcode는 1980년대 중반의 합성기의 카시오 CZ 시리즈의 "고전적" 위상 왜곡 합성 방법을 모방하도록 설계되었습니다.