Как звучит волна со всеми четными гармониками?

Таким образом, большинство синтезаторов предоставляют нам четыре стандартных формы волны:

  1. Синусоида, имеющая одну основную
  2. Пилообразная волна, имеющая основную гармонику и ряд нечетных и четных гармоник.
  3. Прямоугольная волна, которая имеет основную гармонику и ряд нечетных гармоник.
  4. Треугольная волна, которая также имеет основную гармонику и ряд нечетных гармоник.

Мой вопрос двоякий:

Почему волна с основной и всеми четными гармониками не входит в этот канонический набор волн и как бы она звучала?

Я оставлю полный ответ тому, у кого больше знаний, но я думаю, стоит отметить, что в этом контексте основной является первая гармоника, поэтому она уже включена во фразу «волна с нечетными гармониками». Волна, которая имеет основную плюс четную гармоники, на самом деле будет волной с одной нечетной гармоникой, а остальные четными, что может частично объяснить, почему она не очень часто появляется как основная волна. Как ни странно, я создал четно-гармонические волны и обнаружил, что они очень похожи на обычные прямоугольные волны, но, возможно, я ошибаюсь.
Спасибо. Да, это странное противоречие — нечто четно только по отношению к фундаментальному, которое по самой своей природе всегда нечетно.
Конечно, только четные гармоники по-прежнему будут звучать как основные, даже если эта частота буквально не присутствует.
@PatMuchmore: Если бы у вас были только четные гармоники без основной частоты, воспринимаемая основная частота была бы вдвое больше исходной основной частоты. Вам понадобится хотя бы одна нечетная гармоника, чтобы волна имела исходную основную частоту (без фактического присутствия основной частоты).
@МэттЛ. Ого, вы совершенно правы, я чувствую себя глупо — делить все на два, и это неотличимо от более высокого обертонового ряда. Удивительно, однако, что при правильном выборе нечетной основной частоты одна дополнительная частота немедленно опускала бы октаву. Спасибо за поправку, надо было подумать.
@МэттЛ. Это не обязательно правильно, благодаря разным тонам.

Ответы (3)

На большинстве синтезаторов с двумя генераторами этого легко добиться, установив один генератор на синусоидальную волну (для создания первой гармоники), а другой — на пилообразную волну и настроив его на октаву выше (для создания четных гармоник).

Как упоминалось в комментариях, если услышать только второй осциллятор, это просто будет звучать как волна пилы на октаву выше, но добавление любой из нечетных гармоник скажет вашему мозгу, что пила на самом деле является четной гармоникой звука на октаву ниже.

Вы можете использовать это как трюк, чтобы воспроизводить звуки, которые кажутся ниже, чем синтезатор способен воспроизвести. Например, если вы настроите один генератор на самое низкое значение, а затем настроите второй генератор на одну октаву и большую терцию выше, вы получите соотношение 1/2,5, которое затем ваш мозг интерпретирует как соотношение 2/5, и это заставит его звучать. например, четные и кратные пяти гармоники ноты на одну октаву ниже самой низкой настройки. Это особенно эффективно, если в синтезаторе есть кольцевой модулятор; например, попробуйте это на Korg MS-20 с первым генератором, установленным на 32 фута, и вторым генератором, установленным на 16 футов, и настроенным от C до E.

Вы также можете создать звук со всеми гармониками, но можете смешать баланс нечетных и четных гармоник, настроив один генератор на прямоугольную волну (для создания нечетных гармоник), а второй генератор на пилообразную волну на одну октаву выше ( для получения четных гармоник). Затем баланс громкости двух генераторов управляет нечетным/четным гармоническим составом звука. То же самое происходит, когда вы включаете вспомогательный осциллятор на таком синтезаторе, как Roland Juno-106.

Есть даже синтезаторы, которые используют сложенные прямоугольные волны, каждая на октаву выше предыдущей, для достижения своего рода аддитивного синтеза. Например, на Roland SH-7 есть секция в первом генераторе, где вы можете установить уровень пяти прямоугольных волн. Затем эти пять ползунков эффективно контролируют эти гармоники:

32' -> 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41...
16' -> 2 6 10 14 18 22 26 30 34 38
 8' -> 4 12 20 28 36
 4' -> 8 24 40
 2' -> 16
IIRC, описанная вами фантомная низкая нота используется в настоящих трубных органах для получения 32-футового звука на органе, в котором есть место только для 16-футовых труб.

С тем, что у вас есть, на самом деле легко создать то, что вы ищете. Я думаю, вам нужен периодический сигнал (волна) с заданной основной частотой f0 и гармониками 2xf0, 4xf0 и т. д. Это эквивалентно генерации волны с нечетными и четными гармониками (например, пилообразной волны) с вдвое большей желаемой частотой. основная частота, т.е. на 2xf0, и добавление чистой синусоиды на частоте f0. Это даст вам частотные компоненты при f0 и при ее четных кратных значениях.

Одним из простых примеров волны только с четными гармониками (кроме основной) является полуволновая выпрямленная синусоида:

введите описание изображения здесь

Это довольно легко увидеть: она равна сумме основной синусоиды и двухполупериодного выпрямленного синуса, имеющего удвоенную основную частоту.

Прямоугольная волна имеет первую гармонику с амплитудой 1, третью гармонику с амплитудой 1/3, пятую гармонику с амплитудой 1/5 и так далее... Если аналогичным образом взять только четную гармоники, то есть: вторая с амплитудой 1/2, четвертая с амплитудой 1/4 и так далее... Получается треугольная волна с удвоенной частотой основной. Если аналогичным образом взять все гармоники, получится треугольная волна с той же частотой, что и основная.

Треугольная волна /\/\/\ содержит все нечетные гармоники на уровнях 1/n², а не 1/n. Вы имеете в виду пилообразную волну |\|\|\ ?
Ты прав. Он должен был быть пилообразным.