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パルス幅変調

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パルス幅変調


FM、AM、RM変調、フィルタ変調、これらは、「ビブラート」「ワウワウ」「トレモロ」を高速にした時の変調なのですが、シンセサイザには、他にも変化させることの出来る部分もあるので、色々と変調を施して変化させると思わぬ音も出来そうですね^^;。そういった中に、PWM変調(パルス・ウィズ(またはウィドゥス?)・モジュレーション:パルス幅変調)というのもあります。これは、パルス波のパルス幅を時間経過と共に変化させるものです。

パルス波というのは、| ̄|_|←こんな感じの波形で^^;、ほぼ、2つの値だけ(例えば-5vと5vだけとか)を取り、その値は瞬間的に切り替わっています。パルス幅というのは、周期内で、2値の切り替わる時間の割合みたいなもので、こんな感じになります(図の右の黄色いボタンを上下させるとパルス幅が変わります)。



- Pulse幅 -



  • 右の黄色の丸いボタンをマウスで動かすと幅が変わります。
  • 音はつけてないです。



2つの値のうち、正の値(または大きい方の値)の幅をパルス幅として「%」で表したりします。

ところで、パスル波は、かなり高音域まで、倍音を発生します。瞬間的に値が大きく変わるので、その時、多くの倍音を発生しているんでしょうね。全ての波形は、異なる周波数のサイン波に分解出来たり、または、逆にそれらの合計で出来てたりするんですが、瞬間の急激な変化を表すのに、高音域の細かいサイン波を多く必要とするんでしょうね。この倍音の構成は、パルス幅の変化と共に変わっていき、音の聴こえ方も変わります。その音は、こんな感じになります。





PWM変調において0.4Hz(2.5秒間隔)でパルス幅を変化させた時の音
PWM変調において0.4Hz(2.5秒間隔)でパルス幅を変化させた時の音のmp3ファイル

  • パルス波で作る440Hz「ラ」の音をPWM変調で変化させています。
  • 2.5秒間隔でパルス幅を0%→50%→0%と変化させています。
  • 周期的に音が変化して、時々つまったような音も聴こえます(←パルス幅0%の時の音)
  • mp3ファイルです。




この音は、0.4Hz(2.5秒間隔)で、パルス幅を0%→50%→0%と変化させています。所々、つまったような!?感じの音に聴こえますね(パルス幅が0%の時こんな音になります)。

これをFMやAM変調のように高速に変化させるというか、次第に、短い間隔で変化させてみると、その音は、こんな感じになります。





PWM変調においてパルス幅の変化の間隔を0.4Hz→440Hz(2.5秒→約2.3ミリ秒)にした時の音
PWM変調においてパルス幅の変化の間隔を0.4Hz→440Hz(2.5秒→約2.3ミリ秒)にした時の音のmp3ファイル

  • パルス波で作る440Hz「ラ」の音をPWM変調で変化させています。
  • パルス幅の変化の間隔を、0.4Hz→440Hz(2.5秒間隔〜2.3ミリ秒)と次第に、短くしています。
  • パルス幅は、0%→50%→0%と変化させています。
  • 12秒以後は、440Hzで止まっています。
  • パルス幅の変化による音の変化が、ビートになり、440Hzで止まった時には、その変化を感じられない音になっています。
  • #100Hz以上だと、単なるビート音にしか聴こえない音になっています。
  • mp3ファイルです。




先ほどの0.4Hzの時から440Hz(約2.3ミリ秒間隔)まで、連続的に増加しています。音のつまりみたいなのが、短い間隔で現れて、ビートになっていますね。そして、それも分らなくなるような感じになり、歪んだような音になります。12秒後、440Hzに達し増加も止まってますが、パルス幅の変化って感じの音には聴こえないですね^^;




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