说振荡器改变了音乐制作，一点也不为过。自 20 世纪初声音合成技术诞生以来，振荡器一直是大多数电子乐器的核心，决定了这些乐器的发声方式。
振荡器基本上是产生创造旋律、和声和质感的信号。对于制作人来说，掌握了振荡器的工作原理，就能制作出独特的声音，充分利用合成器和插件，掌握电子乐器的 "魔力"。
今天，我们将谈论振荡器的一切：它们是什么、它们在音乐制作中的作用，以及如何使用它们来塑造你的音色。
振荡器有什么作用？
简而言之，电子振荡器通过在两种状态之间快速切换来制造声音。它们通过产生以极高频率循环的波形来产生特定音高。就像木吉他的琴弦振动一样，电子电路产生的波形可以放大以产生声音。
振荡器的输出有三个主要特征：频率（决定音高）、振幅（影响音量）和波形（影响音调）。
频率是指声波移动的速度，单位是赫兹（Hz）。频率高，音调就高，频率低，声音就低沉。
振幅决定了声音的响度。对于 "真正的 "乐器，如果你用力演奏，声音就会更响，因为振幅更大。在电子音乐中，更大的音量来自更高的电压水平。
最后，波形会影响声音的质量或音色。不同形状的声波会产生不同的声音。根据振荡器产生的波形，我们可以将其分为两种类型：谐波振荡器（也称为线性振荡器）和松弛振荡器。
谐波振荡器能产生平滑而有规律的波形，就像秋千来回摆动一样。谐波振荡器的工作原理是在两个部件之间移动能量，如低电压振荡器中的电感器和电容器，或晶体振荡器中的石英晶体。把它想象成一个不断摆动的钟摆，因为它不断地在两点之间分享能量。
常见的谐波振荡器有 LC 振荡器、RC 振荡器和石英晶体振荡器。你可以在无线电发射器、时钟信号和原子钟等精确度极高的设备中找到它们。它们产生的波非常干净和稳定。
另一方面，弛豫振荡器通过对电容器等储能部件进行充放电来产生波。它们不会产生平滑的波，而是产生方波、锯齿波或三角波等更尖锐的波形。它就像一个快速打开和关闭的电灯开关，在高电平和低电平状态之间产生快速变化。
您可以在 RC 振荡器、移相振荡器和合成器中使用的压控振荡器等设备中找到弛豫振荡器。
现在，让我们对每种波形进行分析。
正弦波
正弦波是所有波形中最简单的一种，只有一个基频，没有谐波。
它的音色平滑纯净，没有其他波形的丰富性和复杂性，因此常用于制作柔和圆润的音色，如长笛、拉杆风琴和低音频率。
正弦波因其简单，通常用于加法合成和频率调制合成，将不同频率的多个正弦波分层合成。
锯齿波
锯齿波是谐波最丰富的波形之一，所有谐波都与其谐波数成反比。
这意味着随着谐波频率的增加，其振幅会减小。这样就会产生明亮而略带刺耳的声音，这在铜管乐器、弦乐或突出的主音中经常可以听到。
由于锯齿波包含了所有的谐波泛音，因此具有天然的丰富特性，在减法合成中效果极佳，通过滤波可以进一步调整其音色。
方波
方波的强度与锯齿波相似，但方波具有独特的谐波结构，只有奇数谐波与其谐波数成反比。
这就产生了一种独特的空洞声音特征，与单簧管、芦苇乐器等配合使用效果极佳。方波的谐波含量较小，因此没有锯齿波那么明亮，但仍然足够丰富，适合主音和低音。
三角波
与方波一样，三角波只包含奇次谐波，但振幅要小得多。
谐波的还原遵循平方关系：三次谐波的振幅是基波的九分之一，五次谐波的振幅是基波的二十五分之一，以此类推。
因此，音色柔和圆润，类似于正弦波，但又带有微妙的嗡嗡声。
脉冲波
脉冲波是方波的一种变体，其高低部分的比例可以调整。这种对称性的变化会改变谐波的内容，强调或消除特定的谐波。
完美的方波占空比为 1:2，缺少偶次谐波，而 1:3 的脉冲波则去除了所有三的倍数的谐波。 结合脉宽调制 (PWM)，使占空比随时间动态变化，脉冲波就成为制作不断变化的音效的最佳选择。
合成器的工作原理
正如您可能已经猜到的那样，合成器是不同组件的组合，它们共同作用以产生和塑造声音。这些组件通常包括：振荡器、滤波器、包络发生器、压控放大器（VCA）、低频振荡器（LFO）和混频器。
所有硬件合成器的原理都基于电子信号操纵。让我们来看看所有能塑造合成器声音的控制器。
振荡器的作用
使用合成器制作声音的起点是电子振荡器电路，这一点我们在前面已经讨论过。
电子振荡器是一种能产生特定输出信号的电路：在两个电压之间循环的重复波形。这种循环发生的速度（称为振荡频率）决定了声音的音高，而波形的形状则影响其音色。
电子振荡器背后的概念与机械振荡器并无二致。机械振荡器是一个在动能和势能之间反复来回运动的系统。钟摆就是一个很好的例子，它在重力作用下摆动。
滤波器塑造谐波内容
波形产生后，会经过滤波器，滤波器会去除或强调某些频率。
滤波器有一个输入信号、一个输出信号和几个控制按钮，用于定义声音的处理方式。
过滤器有多种类型，但最常见的是
- 低通滤波器允许较低的频率通过，同时衰减较高的频率。
- 高通滤波器能去除低频，保留高频。
- 带通滤波器可隔离特定范围的频率，削减设定范围外的高频和低频。
滤波器也有共振频率，即增强信号而不是减弱信号的频率。这种共振控制增强了截止点，并增加了声音的特性。
用 VCA 和包络发生器控制振幅
合成器需要一种方法来控制声音的响度。这就是压控放大器 (VCA) 和包络发生器的作用。
VCA 基本上是一个音量旋钮，用于根据输入的控制信号调整输出频率的电平。
包络发生器可改变声音的演变方式。最常见的包络类型是 ADSR 模式：
- Attack （攻击）：声音从静音上升到全音量所需的时间。
- 衰减：音量从峰值下降到持续音量所需的时间。
- 延音：按键时声音保持的音量。
- 释放：按键释放后声音消逝的时间。
基本上，当按下一个键时，键盘会发出两个电压信号：一个决定音高，另一个是触发包络发生器的门信号。然后，包络控制 VCA，影响声音的动态表现。
调制
合成器通常具有调制选项，可为声音增添动感和变化，其中最常用的是低频振荡器（LFO）。
与影响可听音符音频范围的主振荡电路不同，LFO 的振荡频率范围要低得多（通常低于 20 赫兹）。
因此，LFO 不是用来产生可听的音调，而是用来调节其他参数，如音高（颤音）、振幅（颤音）或滤波器截止频率（wah 效果）。
调制的另一种形式是频率调制（FM 合成），即一个振荡器（调制器）改变另一个振荡器（载波）的频率，从而产生更清晰的音色。
数字与模拟合成
虽然老式合成器使用模拟振荡器和电路，但现代合成器通常可以通过数字方式重现相同的效果。
数字电路将声音表示为数值，经算法处理后通过数模转换器（DAC）转换回模拟信号。
有些合成器结合了模拟和数字元件，尽管数字合成很流行，但模拟合成器仍然很受欢迎，因为模拟元件（如谐振频率滤波器和振荡电路）具有温馨感和有机缺陷。
关于 VST 插件能否完美再现模拟合成器的声音，一直存在争议。根据我作为音乐家的经验，我遇到过许多听起来与原始合成器无异的出色插件。事实上，它们与真实的合成器几乎没有区别。然而，演奏真实的硬件能带来更多的亲身体验，尤其是在现场表演时。
尽管如此，VST 插件的价格往往只是其灵感来源硬件价格的一小部分，所以你一定要考虑到它们，尤其是当你刚刚进入声音合成的世界时。
最终信号路径
总之，标准的减法合成器遵循这样的信号路径：
- 振荡器产生的波形具有恒定的振幅和输出信号。
- 滤波器通过减弱或增强频率来形成谐波内容。
- 包络发生器和 VCA 控制声音随时间的变化。
- 调制源，如 LFO 或移相振荡器，可为声音增添动感。
- 最终信号被送往混音器、无线电发射机或音频设备。
不用说，许多合成器的功能远不止于此。
许多高端合成器具有更多的调制选项，如锁相环、反馈振荡器、石英晶体振荡器、采样选项以及射频振荡器。
使用声音合成创建新乐器
声音合成为音乐家和制作人提供了从零开始制作新乐器的能力。在本节中，我们将探讨如何使用声音合成来制作新乐器，无论你使用的是真正的合成器还是插件。
任何电子乐器特性的核心都是其波形，这也是您创作新音色的起点。不同的波形会产生独特的音质，影响声音的明亮、温暖或刺耳程度。
根据每种波形的特性，选择一种适合你的乐器在音效中扮演的角色。接下来，使用合成器提供的其他组件，如滤波器、包络发生器和调制设置，来塑造最终的声音。
例如，尝试制作一个简单的减法合成器。调整滤波器和包络设置（控制声音的攻击、衰减、持续和释放），就能将长而持续的垫音变为短而有冲击力的弹拨音。
或者想象一下，从合成器中的基本手风琴预置开始。当你关闭任何额外的振荡器、低频振荡器（LFO）和颤音时，声音就会大大简化。通过增亮滤波器和缩短放大器包络设置，就可以将手风琴音色转变为尖锐的刺击声。
即使是通常用于创造明亮、大胆音效的方波，也可以变得完全不同。通过调整滤波器截止点和较长的包络设置，方波可以作为柔和环境垫的基础。
为了制作独特的音效，您需要充分了解基本波形的特性。通过以不同音量混合不同的波形，您可以创造出复杂迷人的音效。
线索
说到所创作乐器的作用，请记住，领奏需要有声音特性，这样才能在与其他音轨混合时脱颖而出。
根据所选择的波形和处理方式，前导音可以是刺耳的、圆润的、平滑的，也可以是咄咄逼人的。通常，带有开放式滤波器的方波前导音可以产生经典而有力的合成器音效，而三角波前导音则可以产生更多类似长笛的效果。
锯齿波导线能帮你创造出丰富饱满的音色，适合大多数电子乐类型。通过混合正弦波和方波，您可以为弹拨式前导音增添圆润感，同时加入噪音元素，为您的音色增添粗犷的特色。
低音
特别是在电子音乐和嘻哈音乐中，合成器被用来产生独特的低音。在这里，选择再次变得无穷无尽。
要想获得微妙而深沉的低音，最好的选择是简单的正弦波，因为它能自然产生平滑的低频音效。另一方面，如果您正在寻找酸味低音，锯齿波或方波加上共振和滤波器调制，就能创造出经典的酸味音效，让人想起标志性的罗兰 TB-303 铃声。
您还可以通过混合锯齿波和方波来创建重低音音色，有时还可以使用正弦波来增加音色的深度。圆润的低音可以使用三角波来制作，三角波的音质更自然、更少人工合成。
垫子
伴奏音是一种背景音，它赋予音轨以活力和节奏。它们通常有缓慢的渐强和渐弱，带来富有层次感的音效，推动音轨向前发展。
在制作 PAD 时，选择波形的类型固然重要，但如何调整和过滤波形才是真正的关键所在。
方波和脉冲波听起来有点像木管乐器或弦乐器的声音，而锯齿波则有助于营造一种更具包围感的声音。三角波具有柔和梦幻的音质，而正弦波则为音质增添了深沉的丰富感。
使用较长的声音设置并降低高频率，有助于设计音色。即使是较亮的波形，也可以通过一些细致的滤波和混响使其变得平滑，从而让人听起来更轻松。
如何创建合成音效
真正的奇迹发生在你动手开始实验的时候。
无论你使用的是硬件合成器还是 VST 插件，了解振荡器的工作原理都能让你创造出只存在于脑海中的声音。
这并不是随意转动旋钮，希望发生什么有趣的事情；而是要了解引擎盖下发生了什么，以及不同类型的振荡器、电路和波形是如何相互作用形成声音的。
那么从哪里开始呢？答案很简单：产生能产生声波的振荡信号。这种信号是任何合成器补丁的基础，它有我们讨论过的各种形状。
使用压控振荡器（VCO）是一种很好的练习方法。这些振荡器允许你用控制电压调节输出频率，为你提供了一种探索声音设计的实践方法。
首先选择没有额外谐波的正弦波。然后，切换到方波，方波会引入奇次谐波，并尝试调整占空比以产生脉冲波，听听不同的占空比对音调有何影响。
现在是探索反馈振荡器和移相振荡器的时候了。通过将输出信号反馈回振荡器电路，这些工具可以为声音带来微妙或极端的变化。从平滑的颤音效果到更加混乱的纹理，您都可以使用这种技术来制作。
另一个需要了解的重要方面是不同合成器设计中振荡电路的工作原理。一些合成器使用 LC 振荡器，依靠电感器和电容器产生振荡，而另一些合成器则使用晶体振荡器，利用石英晶体提供超稳定的频率。
这些振荡器常见于数字合成器、固定频率振荡器以及用于无线电发射机和接收机的无线电频率振荡器中。振荡器的稳定性决定了音调保持稳定的程度。
一旦掌握了基础知识，就可以尝试使用锁相环（PLL）和松弛振荡器。锁相环通过锁定输入频率，为你提供更多的频率控制，因此在模块化设置中同步振荡器时非常有用。
另一方面，松弛振荡器通过电容器的快速充放电产生非正弦波形，这是在尝试制作打击声时的最佳选择。
归根结底，你的合成器编程水平如何，取决于你使用滤波器和调制器塑造振荡器输出的技巧如何。
尝试将振荡信号通过低通滤波器来平滑刺耳的泛音，或使用高通滤波器来减弱重低音效果。使用 LFO（低频振荡器）调制滤波器的截止点，以产生摇摆效果，或使用包络发生器产生动态的膨胀和弹拨效果。
要深入了解振荡器的行为，请进一步了解合成器中的正反馈和反馈回路。例如，增加延时电路中的反馈可以将简单的声音转变为不断变化的纹理。或者，使用谐振频率增强器可以强调特定的谐波，创造出一种嘈杂的合成器音效，从而很好地配合主音。
最后，在使用数字合成器时，你可能会遇到时钟频率、时钟信号和时钟脉冲等术语。这些术语指的是电子电路中振荡器的定时，它有助于合成器与其他元素保持同步。
练习创造声音
练习制作合成器音色的最佳方法之一是仅使用基本波形来重现熟悉的乐器。从简单的正弦波开始，看看能否用包络和一点颤音将其塑造成笛声。然后，使用锯齿波，通过添加滤波器包络和一些失谐，制作出黄铜般的合成前奏。
许多合成器都有内置的输出波形可视化器，让你可以看到波形是如何随着参数的调整而变化的。观看方波如何在稍加滤波后变为锯齿波，会让你对合成的理解完全不同。
总而言之，掌握合成器音效设计的关键在于利用现有的特定乐器进行练习。
不要浪费时间和金钱去购买可以无休止调制的昂贵合成器，而是投入时间和精力去学习家中或 DAW 中的任何合成器。慢慢玩弄合成器中的不同振荡电路，看看它们对音效有何影响。测试可变电容对频率响应的影响，并尝试将合成器的性能发挥到极致。
使用模拟硬件还是数字插件并不重要；秘诀在于探索、调整和实验，直到找到与音轨完美契合的音效。
最终想法
希望本指南能帮助您充分利用您的合成器！
请记住，虽然所有合成器都有共同的特征，但每种合成器都有自己的声音特征，这意味着不同的合成器处理相同的声音会产生不同的音效。
慢慢来，不仅要了解每种工具如何影响声音，还要了解不同的波形和效果如何相互融合。要创建复杂的声音纹理，您需要了解如何将声音层层叠加，以创建身临其境的听觉体验。
最后，充分利用你能在网上找到的无数教程。无论你决定使用哪种合成器，我相信你都能找到大量的评论和视频，向你解释如何充分利用你的乐器。
祝你好运，保持创造力！
