Введение
Электронный метод синтеза звука
Phase distortion (PD) synthesis is a synthesis method introduced in 1984 by Casio in its CZ range of synthesizers. In outline, it is similar to phase modulation synthesis as championed by Yamaha Corporation (under the name of frequency modulation), in the sense that both methods dynamically change the harmonic content of a carrier waveform by influence of another waveform (modulator) in the time domain. However, the application and results of the two methods are quite distinct. Casio made five different synthesizers using their original concept of PD synthesis (with variations). The later VZ 1 and co's synthesis method Interactive phase distortion is much more similar to the aforementioned phase modulation, rather than a direct evolution of phase distortion; see below.
Синтез фазовым искажением (PD) — это метод синтеза, представленный в 1984 году компанией Casio в линейке синтезаторов CZ. В общих чертах он схож с синтезом фазовой модуляцией, продвигаемым корпорацией Yamaha (под названием частотной модуляции), в том смысле, что оба метода динамически изменяют гармонический состав несущей волны под воздействием другой волны (модулятора) во временной области. Однако применение и результаты этих двух методов существенно различаются. Casio выпустила пять различных синтезаторов, использующих их оригинальную концепцию синтеза PD (с вариациями). Более поздний метод синтеза VZ-1 и подобных, интерактивное фазовое искажение, гораздо больше напоминает вышеупомянутую фазовую модуляцию, чем является прямым развитием фазового искажения; подробности ниже.
Phase distortion (PD) synthesis is a synthesis method introduced in 1984 by Casio in its CZ range of synthesizers. In outline, it is similar to phase modulation synthesis as championed by Yamaha Corporation (under the name of frequency modulation), in the sense that both methods dynamically change the harmonic content of a carrier waveform by influence of another waveform (modulator) in the time domain. However, the application and results of the two methods are quite distinct. Casio made five different synthesizers using their original concept of PD synthesis (with variations). The later VZ 1 and co's synthesis method Interactive phase distortion is much more similar to the aforementioned phase modulation, rather than a direct evolution of phase distortion; see below.
Создание гармонического содержания
В реализации PD компанией Casio использовались осцилляторы, генерируемые модулирующими и несущими сигналами, синхронизированными друг с другом по циклу. Модуляторы представляли собой различные угловые волны, способные "искажать" синусоиду несущей, придавая ей другие формы в зависимости от огибающей "DCW". В результате создавалось множество гармоник в выходном сигнале. Благодаря богатому гармоническому содержанию модуляторов, они могли создавать спектры, более линейные, то есть более близкие к традиционным спектрам субтрактивного синтеза, чем синтез фазовой модуляции (PM/FM) от Yamaha. PM не требует синхронизации осцилляторов, но долгое время был ограничен синусоидальными волнами, что приводило к нелинейному характеру выходных спектров, типичному для функций Бесселя. PD – это иной тип PM, и существенно отличающиеся модуляторы обуславливают значительные различия в работе и звучании между PD и PM. Таким образом, эти два метода не являются напрямую эквивалентными. Фазовые преобразования собраны из кусочно-линейных функций, управляемых двоичной логикой, и демонстрируют характерные резкие изгибы (а в некоторых случаях – даже скачки) при переходе от минимального к максимальному значению, когда аккумулятор частотного счетчика обнуляется и начинает отсчет заново. Эти резкие изгибы сглаживаются округлостью модулированной синусоиды и не слишком заметны в конечном сигнале.
Сравнение с другими типами синтеза
Как было описано выше, фазовое искажение в целом применяет аналогичные математические концепции к синтезу фазовой модуляции, но их реализация и результаты не эквивалентны. В то время как PM, разработанный Джоном Чоунингом и коммерчески реализованный компанией Yamaha, использует осциллирующий модулятор, который может иметь собственный период, PD применяет угловой модулятор, состоящий из прямых отрезков, жёстко синхронизированный с тем же периодом, что и соответствующая несущая, то есть модулирующий каждый цикл идентично. PM/FM создаёт спектры, производные от функции Бесселя, если они не линеаризованы применением обратной связи, в то время как PD создаёт более линейные спектры. Это проявляется в репутации синтезаторов PD как более простых в создании традиционных вычитающих звуков, таких как те, что обычно ассоциируются с аналоговыми синтезаторами, которые характеризуются линейным спектром. Эти факты демонстрируют, что, хотя общая концепция – изменение фазы – одинакова, реализация и результаты существенно различаются. Более поздний движок Casio под названием Interactive Phase Distortion (iPD), представленный в их синтезаторах VZ (VZ 1, VZ 10M и VZ 8M; первые два также перевыпускались Hohner под названиями HS 2 и HS 2/E соответственно), на самом деле мало похож на «настоящий» PD, поскольку основан на своеобразном типе PM. В iPD несколько осцилляторов комбинируются в различных конфигурируемых схемах (подобно «алгоритмам» Yamaha) и могут модулировать друг друга с помощью PM или кольцевой модуляции (последняя недоступна в системе Yamaha). Возможности Casio по комбинированию и маршрутизации осцилляторов более гибкие, чем у Yamaha. Например, VZ10 M способен на 90 уникальных комбинаций осцилляторов и модуляций, в то время как DX7 предлагает 32 алгоритма. Кроме того, осцилляторы VZ 10M предлагают 8 различных форм волн, что позволяет создавать более сложный звук, чем DX7, который использует только синусоидальные волны.