这个简单的FM合成器设计出了什么问题?

时间:2013-06-04 16:47:12

标签: javascript signal-processing web-audio sound-synthesis audiolet

我正在尝试使用Audiolet(综合库,http://en.wikipedia.org/wiki/YM3812)在JavaScript中实现Yamaha YM3812声音芯片(又名OPL2 http://oampo.github.io/Audiolet/api.html)的一些功能

Audiolet允许您将合成器构建为节点图(振荡器,DSP,包络发生器等)。

OPL2有九个通道,每个通道有两个运算符(振荡器)。通常,每个通道中的一个振荡器调制另一个振荡器的频率。为了模拟这一点,我为每个频道建立了一系列节点:

Synth节点链(九个频道之一)

OPL2 channel as implemented

节点链创建和连接代码:

var FmChannel = function(audiolet) {
    this.car = new ModifiedSine(audiolet);
    this.carMult = 1;
    this.setCarrierWaveform(this.SIN);
    this.mod = new ModifiedSine(audiolet);
    this.modMult = 1;
    this.setModulatorWaveform(this.SIN);
    this.modMulAdd = new MulAdd(audiolet);
    this.carGain = new Gain(audiolet);
    this.carEnv = new ADSREnvelope(audiolet, 0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1,
        function() {
            this.carEnv.reset();
        }.bind(this)
    );
    this.carAtten = new Multiply(audiolet);
    this.modGain = new Gain(audiolet);
    this.modEnv = new ADSREnvelope(audiolet, 0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1,
        function() {
            this.modEnv.reset();
        }.bind(this)
    );
    this.modAtten = new Multiply(audiolet);

    this.modEnv.connect(this.modGain, 0, 1);
    this.mod.connect(this.modGain);
    this.modGain.connect(this.modAtten);
    this.modAtten.connect(this.modMulAdd);
    this.modMulAdd.connect(this.car);
    this.carEnv.connect(this.carGain, 0, 1);
    this.car.connect(this.carGain); 
    this.carGain.connect(this.carAtten);
    // connect carAtten to the mixer from outside
};

然而,当我设置调制器和载波节点的参数(振荡器波形,相对频率,衰减,ADSR参数)和触发音符时,输出与具有大致相同参数的正常OPL2仿真器几乎没有相似之处。有些声音在球场上。其他人则相当不愉快。

我有一些关于如何进行的想法(我想在不同阶段绘制输出将是一个很好的起点),但我希望有经验的人可以指出我正确的方向,或指出一些明显错误的东西我在做什么我没有信号处理或强大的数学背景。我对FM没有深刻的直观理解。

我怀疑的一些问题是:

1)我的FM实施(如上所示)从根本上说是错误的。此外,在播放音符的功能中可能存在问题(在触发ADSR包络之前设置振荡器频率,缩放和偏移调制器):

FmChannel.prototype.noteOn = function (frq) {
    var Fc = frq*this.carMult;
    this.car.reset(Fc);
    this.mod.reset(frq*this.modMult);
    // scale and offset modulator from range (-1, 1) to (0, 2*Fc)
    // (scale and offset is after ADSR gain and fixed attenuation is applied)
    this.modMulAdd.mul.setValue(Fc);
    this.modMulAdd.add.setValue(Fc);
    this.carEnv.reset();
    this.modEnv.reset();
    this.carEnv.gate.setValue(1);
    Thethis.modEnv.gate.setValue(1);
};

2)FM合成器的输出可能对调制器ADSR包络形状的微小差异高度敏感(请告诉我这是否属实!),而且我的ADSR包络是最好的ADSR中的粗略近似值OPL2。我的实现也缺少一些似乎相对不重要的功能(例如键缩放),但这可能会显着影响FM合成器的声音(同样,我不确定)。

1 个答案:

答案 0 :(得分:1)

大多数合成器都标有“FM'实际上做相位调制(PM,见https://en.wikipedia.org/wiki/Phase_modulation)。有一些好处(主要是在大的色调范围内导致更稳定的声音)。 OPL2也可以使用它,我没有找到明确的证据,但维基百科的文章也使用术语“相位调制”。

简而言之,许多音乐合成器标有' FM'实际上是特色' PM'所以您可以尝试使用它,并检查它是否更符合预期的OPL2声音。

从快速浏览一下Audiolet来源,我猜测Sine振荡器正在进行真正的FM,因此您可能需要更换它并添加相位输入以允许相位调制。

基本上,行

output.samples[0] = Math.sin(this.phase);
载波振荡器Sine使用的

必须读取类似

的内容
output.samples[0] = Math.sin(this.phase+phase_offset);

phase_offset由模态振荡器控制,而不是频率。