Аналоговый синтез звука. Глава 11. Зачем нужны формирователи импульсов - преобразователи спектра
Как мы уже выяснили, выходящий из рассмотреного в предыдущей главе октавного триггера-делителя тоновый сигнал имеет квадратную волновую форму (square wave, "меандр"). А спектр такого сигнала, как мы знаем по третьей главе (см рис.2) состоит, главным образом, из нечётных гармоник. И благодаря этому обстоятельству образуемый этим сигналом звук на слух воспринимается как "неестественный", "едкий", "электрический" (даже не смотря на обработку фильтрами), что для музыкальных целей не всегда приемлемо. А поскольку первые электронные аналоговые гармонические синтезаторы разрабатывались как мобильная компактная альтернатива громоздким и стационарным духовым органам, то конструкторы этих инструментов стали использовать разнообразные схемотехнические решения для преобразования спектра - насыщения его чётными гармониками, и подавления высших нечётных гармоник.
На практике было реализовано несколько таких решений - от простейших преобразователей квадратной формы в прямоугольную, до довольно сложных вормирователей ступенчатых сигналов (например, в инструменте "Юность-73").
Один из самых простых способов сформировать прямоугольную (импульсную) волну из квадратной - пропустить сигнал сначала через дифференцирующую RC-цепочку, а затем - через пороговый компаратор (обычный логический инвертор). Именно такой способ и был реализован в ЭМИ "Электроника ЭМ-04", а также во многих других.
Формирователь импульсов ЭМИ "Электроника ЭМ-04"
В "Электронике" для преобразователей спектра в качестве порогового компаратора была использована довольно распространённая и дешёвая микросхема К561ЛН1.
Стоит заметить, что для получения приблизительно одинаковой скваженности прямоугольных волн тоновых сигналов во всём диапазоне инструмента, наминалы резисторов и конденсаторов RC-цепочки варьируются в зависимости от частоты тонового сигнала по принципу "чем ниже частота, тем больше постоянная времени т=R*C цепочки" (см таблицу в рисунке). Поскольку от преобразователей спектров тональных сигналов зависят их формы и спектры (а у различных инструментов они разные) - то именно благодаря им разные инструменты обладают соотвествующим характерным особенным "почерком".
Собственно, на этом описание генераторно-делительного блока (ODU) заканчивается. Необходимое количество тональных сигналов сформировано. Теперь остаётся превратить эти сигналы собственно в музыку посредством клавиатуры. А тому, каким образом это сделать - будет посвящено несколько последующих глав.
(c) 2015. Александр Балакин
facebook.com/alxbeam
