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Analog Synthesizer Lecture
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音の3要素とシンセサイザーの関係:

 前ページまでの説明、音程/音色/音量の3つの要素と、アナログ・シンセサイザーとの関係を以下に示す。


・音程(及び基本的音色)は VCO で作る

 アナログ・シンセサイザーの音源は VCO(Voltage Controlled Oscillator)と呼ばれ、基本的な波形はここで作られる。

 VCO が作り出す(発振する)音程は、電圧の高低で制御され、制御電圧(Control Voltage = CV)が高ければ高い音程が、低ければ低い音程が出る。

 例えば VCO の CV インプットに乾電池をつなぐと、接続の ± が正しければ音程が上がり、± が逆なら音程が下がる。

 現在、流通するバーチャルシンセサイザーも、この CV の概念を使って音作りできる物が多い。バーチャルシンセの場合、実際には CV で動かしているわけではないが、その考え方をすると音作りに便利だからである。

 


音色の変化は VCF でつける

 VCO から出力されたオーディオ信号は VCF(Voltage Controlled Filter)に送られる。VCF では送られて来たオーディオ信号の音色を変化させる。

 この時、一般的に使われるのが Low Pass Filter(ロー・パス・フィルター)で、これを使うと信号の高周波成分をカットして音色を変える事ができる。

 例えば VCO から来る音色が硬い音だった場合、VCF の Cut Off Frequency(カット・オフ・フレケンシー)のボリュームを下げる事により、音色を柔らかくする事ができる。

 この Cut Off Frequency の位置は電圧でも制御でき、VCF の CV に高い電圧を送れば音色は硬く、低い電圧を送れば音色は柔らかくなる。

 ただしこれは VCO からの音色が硬かった場合のみで、元々の音が柔らかい場合、これを硬い音色にする事はできない(最近のモジュールではそういった事をする機能のある物もある)。


 


音量の変化は VCA でつける

 VCF から出力されたオーディオ信号は VCA(Voltage Controlled Amplifier)に送られる。VCA では送られて来たオーディオ信号の音量を電圧の高低で変更する事ができる。

 VCA では CV インプットにつながれた電圧が高ければ大きな音が、電圧が低ければ小さな音が出力され、電圧が0Vの場合には音は出力されない。


 


音程/音色/音量の3つの要素を時間と共に変化させる

 前章までに述べたように、音の3つの要素は時間と共に常に変化している。

 例えばピアノの音は、音が出た瞬間は音色は硬く、音量も大きいが、時間が経つにつれて音色は柔らかくなり、音量も小さくなっていく。

 逆にバイオリンの音は、音が出た瞬間は音量は小さく、時間と共に徐々に音量が大きくなっていく。またピアノと違い、バイオリンでは奏者が弦を弓で擦っている限り音が出続ける。

 またピアノでは音が出た後に音程が変化する事はないが、バイオリンや歌などではビブラートによって意識的に音程を揺らすことができる。


 このように時間と共に音の要素に変化をつけるために、シンセサイザーでは Envelope Generator(エンベロープ・ジェネレーター)と LFO(Low Frequency Oscillator)がある。

 Envelope Generator は音が出てから消えるまでを Attack, Decay, Sustain, Release の4つに分けて、時間と共に変化する電圧を作り出し、これを VCF や VCA 等の必要なモジュールに送る。


 LFO は低周波(0.1Hz 〜30Hzくらい)のスピードの遅い周期の波形を作る。これを VCO
送ればビブラートの効果となる。

 LFO の機能は VCO と同じであるため、機種によっては VCO が LFO を兼ねる事もある。この場合、VCO を LFO として使うため、音源は一つ減ることになる。また、VCO の周波数カバー範囲が広くなるため、精度の高い設計が必要になる。このため、LFO と VCO が別々になっている機種は多い。


 


まとめ:

 ●音程 > VCO

 ●音色 > VCF

 ●音量 > VCA

 ●各々の時間的変化 > Envelope Generator と LFO

 が音作りに関係するわけである。



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