자신이 반해 지금도 즐기고 있는 FM 음원의 재미와 심오함을 소개한다.
프로그램 설계는 생략하고 소리 구성부터 FM 음원의 원리와 실례를 적었다.

원래 목소리는...

공기 중에 전파되는 미약한 압력 변화의 파동을'소리'라고 부른다.
진공 중 전파물질이 없는 곳에서는 소리를 전달할 수 없다.
평소에 우리가 들은 소리에 의한 기압 변화μ범위는 Pa에서 Pa로
일기예보에서 들은 013hPa의 대기압과 비교하면 변화가 매우 미약하다.
$(※μ=10^{-6},　h=10^2)$
저기압과 고기압 때문에 외부 기압이 자주 변한다.
하지만 우리는 그 변화를 귀로 들을 수 없다.
소리에 비하면 엄청나게 변해야 할 기압의 변화를 감지할 수 없다
변화의 속도가 매우 낮기 때문이다.

사운드 및 주파수

소리는 파의 성질을 가지고 있다.
웨이브의 밀당 속도는 주파수(단위: Hz)로 표시되며, 초당 한 번씩 밀당 1Hz로 표시됩니다.
실제 소리는 각종 주파수의 파가 합성되어 이루어진 것이다.(연관성: 중첩의 원리


직사각형파에 대응하는 바늘의 운동
톱날의 치파에 대응하는 바늘의 동작
한 파를 표현하고 싶을 때 시계 반대 방향으로 전진하는 방식을 비유하면 이해하기 쉽다.
한 번의 추파의 양을 일주일의 시계바늘이라고 한다.
바늘이 전진하면 각도가 $0°→90°→180°→270°→360°로 바뀝니다.
$360°=0°달러입니다. 이것으로 한 번 계산합니다.
현실에서 파의 표현은 정현 함수(정현 함수), 각도는 호도법을 사용한다.
호도법에 따라 $0°=0\text{rad}, $180°=\pi\text{rad}, $360°=2\pi\text{rad}달러를 나타낸다.
한 번에 2\pi달러, 두 번에 4\pi달러, 두 번에 2\pif달러를 부채질했다.
만약 이것이 1초 후 $2\pif달러라면, 2초 후 $4\pif달러라면, $t초 후 $2\pift달러라면.
정현 함수에 적용하면 주파수 파의 공식1이 완성됩니다.

x(t) = A\sin2\pi ft

정현파도(애니메이션
애니메이션이 연결된 곳에서 바늘이 실제로 움직이는 모습을 볼 수 있다.
여기 $A$A는 파형의 진폭, 소리의 크기를 나타내는 매개 변수입니다.
또 시계바늘은 어느 각도의 부분에서 위상이라고 부른다.

'기계적'소리의 발생

1983년에 닌텐도는 가정용 컴퓨터를 발매했다.
이광제조2A03로 불리는 CPU 내부에는 피과 사운드를 낼 수 있는 음원이 내장돼 있다.
APU로 불리는 음원 유닛은 직사각형 파, 아날로그 삼각파, 소음, DPCM 등 다양한 파형을 생성할 수 있다.
오늘 우리가 들은 PCM 음원에 비해 그것들은 더욱 기계적이고 기하학적 파형을 만들어 냈다.
참조: 2A03 제작 예(기타 작품)
Everlasting Saturday (2A03 chiptune) - https://www.youtube.com/watch?v=n3nzb_xDm34
귀가 들은 진실한 소리를 재현하는 PCM보다'기계'의 음원은 발음에 필요한 데이터의 크기가 훨씬 적다는 장점이 있다.
PCM이면 CD의 음질은 1분에 약 10MB가 소모되고, PAPU라면 아무리 커도 몇 백바이트에서 몇 KB 정도면 된다.
이후 APPU는 GAMEBOY, GAMEBOY의 조언에 의해 채택됐고, 현재도 많은 무료 소프트웨어가 재현되고 있다.

주파수 변조 음원

pAPU보다 다채로운 사운드 표현이 가능해진 것은 메가 드라이브와 MSX, PC 98의 확장 음원 등에 탑재된주파수 변조 음원이다.
FM은 주파수 변조(Frequency Modulation)의 약자로, 앞서 설명한 시계의 포인터가 전진하는 속도를 주기적으로 가감속해'기계적'파형을 생성하는 방법이다.
이 원리는 FM 라디오에도 적용된다.
상식

x(t) = A\sin2\pi ft

의 위상 부분이 주기적으로 변경되면 다음과 같은 공식을 얻을 수 있습니다.

x(t) = A\sin(2\pi f_ct + \beta\sin2\pi f_mt)

상: FM 음원, 하: 정현파애니메이션
$\beta\sin2\pi f_mt달러가 새로 추가된 부분입니다.FM 음원의 웨이브 형식이다.
자세히 보면 정현 함수에 다른 정현 함수가 있는 것 같다.
변조 지수, $f$m달러는 시뮬레이터 주파수라고 불린다.
소리가 크면 클수록 틀림이 강하다.
FM 음원은 시계의 지침이 빠르게 전진하고 역주행하는 모습이 주기적으로 반복되는 것이 특징이다.
애니메이션을 열고 매개 변수를 조작해 보십시오.
FM 음원은 기존 APPU 원리상 만들어진 방법과 달리 피코픽코음과는 또 다른 사운드를 낸다.
항상 금속의 의성어인'가파고'로 표현한다.
참고: FM 음원 제작 예(기타 작품)
[Original Song] Happiness Awaits - https://soundcloud.com/pedipanol/happiness-awaits
FM 음원 발생기를 직렬로 연결하면 복잡한 배음과 소음이 발생할 수 있다.
FM 음원 발생기는 조작원, 조작원의 조합은 알고리즘이라고 부른다.

대단하다, 야마하.

아키하바라 자판기로 손에 넣은 YM2608 (하)
1985년에 YAMAHA가 개발하여 PC98 시리즈의 확장 음원으로 설치YM2608하였는데 그 음원 성능은 pAPU를 초과하였다.
스테레오 FM 음원 6채널(1채널당 4운영자), 직사각형파 3채널, 음원 6채널, DPCM의 총 16채널이 동시에 발음할 수 있는 성능.
더욱 특징적인 것은 YM2608이 디지털 처리를 통해 FM 음원(직사각형파 제외)을 생성하는 것이다.

YM 2203을 보드에서 움직이게 하는 곳.
이른바 YM 시리즈는 게임기뿐만 아니라 일반 PC에도 탑재되는 시기가 많은 측면이 있다.
외부에는 RAM, DAC 등 주변 IC가 필요하지만, 이들 IC는 5V로 구동할 수 있어 LSI만 받으면 판에 올려 발음할 수 있다.


FM 음원 전설. - 뭐가 나올지 기대!
키트 구입, 용접 후 PC에 연결
나는 아키하바라주파수 변조 음원 전설의 트위스트YM2203부터 시작해 C#에 PC에서 MIDI 소프트웨어를 연주하거나 용접이 필요한 범용 기판에서 작업할 부속품을 판에서 구매해 음악을 즐긴다고 적었다.등용도.
30여년 전 LSI라고는 하지만 생성된 사운드는 지금도 퇴색되지 않는다.

일상의 FM 음원.

90년대 후반부터 메모리 사이즈 증가, CPU 성능 향상, MP3 등 압축 기술의 발전에 따라 PCM에 존재하는 용량 문제가 해결되었다.
MIDI가 FM 음원에서 샘플링 음원로, 휴대전화에 탑재된 FM 음원도 점차 사라지면서 이제는 거의 모든 음원이 PCM으로 바뀌어도 과언이 아니다.

하지만 FM 음원은 아직도 우리 삶에 살아있다.
예를 들어 JR의 발차 멜로디는 사실 FM 음원이다.
마지막.
고해상도가 어떻게 보급되든 FM 음원 사운드는 FM 음원2으로만 제작할 수 있다.
시뮬레이터 등을 통해 게임기에 탑재된 FM 음원을 패러디할 수 있지만, 실제 기기의 소리와 비슷해 시비다.
IC/LSI 취득, 데이터 테이블 읽기, 부품 조립, 프로그램 쓰기...
겨우 울린 순간 나만의 목소리라는 기쁨을 얻었다.
주: 인용물의 출전은 그림의 타이틀에 표시됩니다.
실제로 초기 위상 등 다른 매개 변수도 등장하는데, 여기서 가장 간단한 공식을 보여준다.  ↩
실기에서 녹음한 거 말고는  ↩