-12.9

Рис. 26. Каскад делителя частоты /5.

ГАРМОНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ НА БАЗЕ ДЕЛИТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

Гармонический синтез в строгом смысле слова представляет собой процесс (или результат) образования сложного спектра из элементарных (синусоидальных) тонов, находящихся в кратных (гармонических) отношениях. Однако, очевидно, допустимо синтезировать сложный спектр не из независимых элементарных тонов, а из предварительно подготовленных групп тонов, имеющих значение частных гармонических ассоциаций синтезируемого спектра. Именно такая технология наиболее реальна для практических схем ЭМИ.

.6f

Ведщий ге/ге

5f -2f

2/1 -f

Рис. 27. Блок-схема синтеза сложного гармонического спектра.

В ЭМИ типа органа, содержащих октавные делители частоты в качестве датчиков тонов, октавные дополнения спектров - наиболее естественная форма гармонического синтеза, поскольку спектры самих октавных делителей лишены четных компонентов. Вместе с тем октавные дополнения меняют тембр звука в ограниченных пределах, так как при этом действует принцип октавного подобия звуков.

Значительно ярче проявляется дополнение комплексов, относящихся к третьей и пятой гармоникам. Как было показано в гл. 2, в органах возникает возможность заимствовать для такого дополнения спектры звуков темперированной шкалы, находящихся к основному звуку в отношении квинты через октаву (т. е. приблизительно как 3/1) и большой терции через две октавы (приблизительно как 5/1). Неточное соответствие этих темперированных гармоник натуральным приводит К их более резкому выделению и, что особенно важно, придает звучанию специфичность, которая с позиций квалифицированного музыкального восприятия скорее подпадает под определение эффекта , чем под понятие тембра в лучшем смысле этого слова.

На рис. 27 показана блок-схема для сложного гармонического синтеза, в основу которого положен принцип соединения строго кратных спектров. Практически такая схема может быть осуществлена в одноголосных ЭМИ и, строго говоря, именно в таких инструментах имеется действительная необходимость добиваться в необходимых случаях особенных тембров, способствующих яркому выделеиню мелодического голоса в общем звучании. Сое.тинение же таких тембров в аккордах не способствует правильному восприятию их акустической конструкции.

в схеме рис. 27 от ведущего eнepaтopa осуществляется запуск ряда Делителей частоты с различными коэффициентами. Коэффициенты деления частоты обозначены на рисунке. На выходе схемы образуются спектры, относящиеся к звукам с частотой основных тоиов /, 2/, 3f, 5f и 6/. Соединение этих спектров в различных дозах приводит к образованию сложного спектра на частоте / с преобладанием консонантных гармоник, имеющих интервальные коэффициенты ло отношению к гармоникам основного спектра 2/1, 3/1, 5/1, 6/il. Очевидно, что высота звука такого составного спектра будет определяться нижайшей частотой (/), по отношению к которой ведущий генератор должен иметь частоту 30/.

В ряду кратных гармонических компонентов в дайной схеме отсутствует компонент с коэффициентом 4/1. Чтобы ввести такой компонент было бы необходимо частоту ведущего генератора поднять до 60f, что вызвало бы существенные дополнительные трудности. Действительно, в приведенном иа рис. 27 варианте схемы для обеспечения звучания в диапазоне, например, от до малой октавы до ми третьей октавы (132-1 320 гц) диапазон ведущего генератора должен быть от 3 960 до 39 600 гц при импульсной форме выходного напряжения. Такой режим работы генератора требует уже известных усложнений его схемы и конструкции элементов, а при дальнейшем увеличении верхней границы по частоте таких усложнений будет еще больше. Вместе с тем из-за многократного повторения октавных призвуков в спектрах частоты f и 2/ двухоктавиый компонент спектра (4/) в сложных комбинациях, включающих компоненты 3/ и 5/, особенной ценности не представляет.

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СПЕКТРА НА ЧАСТОТЕ СИГНАЛА

Сложные схемы гармонического синтеза необходимы только в случае формирования особо характерных тембров. Для получения спектров обычного музыкального значения широкие возможности дают относительно простые схемы преобразования спектра на частоте сигнала.

Важнейший класс преобразователей такого рода образуют одно-вибраторы, создающие прямоугольные импульсы, длительность которых можно изменять в значительных пределах в масштабе периода запуска. Дня характеристики формы таких колебаний часто применяют понятие меандр (в сущности, весьма мало подходящее в данном случае).

На рис. 28 приведены спектрограммы колебаний такого вида для нескольких частных значений длительности импульсов по отношению к периоду повторения колебания Г. Характерная особенность, отличающая спектры этих колебаний, состоит в том, что определенные гармоники периодически выпадают, а напряженность (интеисив-иость гармоник) спектра по мере уменьшения длительности импульса увеличивается.

В случае, который относится также и к симметричному триггеру-делителю, когда имлульс занимает 1/2 периода (рис. 28,а), выпадают 2-я и кратные ей гармоники; в случае, когда импульс занимает 1/4 периода (рис. 28,6), выпадают 4-я и кратные ей гармоники.

Для обычной схемы одновибратора характерна устойчивость колебательного цикла, формирующего меандр. Поэтому при изменении

5-1009 65