Аналоговый синтез звука. Глава 4. Подробнее об органных трубах, регистрах и футах
Многие из вас, кому приходилось иметь дело с электромузыкальными инструментами (ЭМИ), наверняка среди органов управления видели рукоятки, кнопки и клавиши с обозначениями 2', 4', 8' и 16', которыми выбираются либо регулируются звуки или тембры различных частотных диапазонов. Это и есть так называемые регистровые переключатели или регуляторы. На дисплеях современных цифровых синтезаторов при выборе пресетов тоже можно видеть названия вроде "violin8'" или "woodpipes16'". Попробуем разобраться, что же эти цифры и апострофы обозначают.
Так уж повелось, что впервые регистры появились именно в духовых органах. И так, снова рассмотрим органную трубу, а заодно и вспомним физику. Как известно, резонансная частота органной трубы зависит в первую очередь от её длины (здесь имеется в виду лабиальная труба, у язычковых труб резонансная частота зависит от других причин). Посмотрим на рисунок:
Органная труба лабиального типа в разрезе
Резонансная частота открытой органной лабилальной трубы рассчитывается по формуле
F=Vo/(2*L), где F - резонансная частота (в герцах), L - длина трубы (в метрах), Vo - скорость распространения звуковой волны в воздухе, при нормальных условиях обычно разна 340 м/с. Для закрытой трубы резонансная частота будет в два раза ниже. Если подставить в эту формулу длину трубы, равную одному футу 1'=0.0254*12=0.3048М, то получим частоту резонанса F=340/(0.3048*2)=557Гц, что примерно соответствует частоте звука До# второй октавы (С#2=554.5Гц).
Кстати, обычная блок флейта-сопрано (См рис.2) с полностью закрытыми пальцевыми отверстиями - фактически представляет собой открытую лабиальную органную трубу длиной около одного фута, а её самый низкий тон является как раз звуком До второй октавы.
Блок флейта-сопрано. Фото взято с сайта hohner.ru
Большинство клавиатур органов (да и аддитивных синтезаторов), имеют размер 5 октав (61 клавиша), но не всегда (см. предыдущую главу), при этом число футов в обозначении регистров соответствует длине открытой трубы, соответствующей тону самой левой клавиши. Для регистра 1' самый низкий тон будет До второй октавы. Основным регистром обычно является регистр 8', труба соответственно в 8 раз длиннее, а частота тона - в 8 раз ниже (на 3 октавы), при этом средняя октава клавиатуры органа (или синтезатора) будет соответствовать первой октаве фортепиано.
Следует заметить, что футовое обозначение регистров перекочевало так же и область субтрактивных (муговских) синтезаторов, например - такое обозначение можно встретить в "Поливоксе". Но поскльку частоты осцилляторов можно регулировать переменными резисторами в широких пределах - эти обозначения носят условный характер.
###pic3.jpg### Переключатели регистровых диапазонов осцилляторов синтезатора "Поливокс". Видны числа условной длины "трубы" в футах.
А как обстоит дело с нечётными гармониками? Да, в органах и аддитивных синтезаторах существуют специальные регистры - аликвоты. Более подробно они будут рассмотрены в следующей главе.
(c) 2015. Александр Балакин
facebook.com/alxbeam
