自制音乐合成器指南

Aline744

总结以下合成器常用部件的制作思路
一、VCO 电子合成器需要频率随着电压变化的振荡器，这样才能通过音序器等部件对音调进行控制。常见技术路线如下：1、把光敏电阻和LED用黑色物体包在一起（以下简称自制光耦），这是最简单直观的方法，缺点是线性度不好，输入电压和输出频率对应关系不明确，由于是手工制作存在离散性。2、JFET可以看作是可变电阻，所以可以利用JFET来制作VCO，这种VCO线性度也不高。3、恒流源+电容，假设一个振荡器充电很慢，放电很快，就可以考虑这种方法来制成VCO。思路是用二极管将充放电路径分开，充电电路换成电压控制的恒流源。这种方法线性度高，非常受欢迎。4、LM13700，这个芯片是变跨导放大器，数据手册中提供了很多可用电路，其中就包括VCO。5、变容二极管。这种VCO由于工作在音频，变容二极管变容幅度很小，因此频率只能微微变化。
二、VCA，压控放大器，利用电压控制放大倍数。常见方案：1、LM13700，本身就是变跨导放大器。2、JFET或是自制光耦，优点容易制作，缺点和VCO一样。3、二极管制成的环形调制器，在音频适当更改参数后依然能使用（参考田进勤《电子乐器》）。4、一个工作点可变的三极管放大电路，类似于收音机AGC，利用偏置调节放大倍数。这种方法可能会带来失真，放大倍数调节范围有限，不太常用。5、吉尔伯特乘法器，对于音频可以用分立元件搭建。
三、LFO，低频振荡器，这个和VCO差不多不说了。
四、VCF，压控滤波器，也就是截止频率随着控制电压变化，这个最难制作。常见思路：1、MOOG ladder filter，利用三极管电阻的变化来实现，是一种复杂但是有效的电路。2、二极管阶梯滤波器，是MOOG滤波器的简化版，原理是利用二极管电阻可变的特性滤波，参考B站视频《VCF Part 4_Designing a diode ladder filter from scratch》。3、自制光耦和JFET在此处仍然奏效，且效果并不差。4、LM13700，这个芯片的数据手册非常值得一看。
五、ADSR包络发生器，产生一条特殊的包络曲线，模拟乐器的音量变化。常见思路：1、由触发器、NE555、运算放大器、数字电路组成的复杂的电路，利用电容电阻充放电产生波形。2、单片机DAC合成信号。
六、失真器，将音频信号失真。常用方法：1、二极管造成的波形削顶。2、一个工作点不正常的三极管放大器。3、真空管放大器。4、放大倍数过高的放大器。5、非线性耦合元件，例如自制光耦。
七、混响，比较难搭建的电路。一般来说模拟电路很难产生混响，因此可以靠特殊手段来实现混响：1、一根弹簧，由于机器波传播需要时间，因此可以用弹簧延时。这种方法非常简单高效，现在很多电吉他音箱采用这种思路。这部分可以看B站视频《模拟混响的原理是什么?》2、一块巨大的金属板，在金属板上放置不同的扬声器、话筒来制作混响，金属板面积很大，价格昂贵，因此这种方法比较困难。这部分可以看B站视频《模拟混响的原理是什么?》。3、数字电路、专业用芯片。这个就不多解释了，网上资料很多。4、短磁带，用一段很短的磁带循环播放来实现混响效果，设备麻烦因此现在很少使用。