щитных кодов. Это конечно не может помешать копирование аналогового сигнала с КД-проигрьшателя путем подачи этого сигнала на звуковой ВХОД устройства записи на цифровую ленту. Однако это препятствует изготовлению цифровых копий цифровых сигналов. Различие В методах копирования весьма существенно, потому что преобразование цифрового сигнала в аналоговый и обратно приводит к появлению искажений и шума, так что при этом копии получаются несовершенными. Разница в частотах выборки вызывает биения, появляющиеся на ленте при таком способе копирования.

Все это, конечно, не удержит профессиональных пиратов звука, которые распространились на Дальнем и частично Ближнем Востоке, но будет ограничивать возможности массового копирования любителями. Вместе с тем никто не предусмотрел возможности появления копировальных бытовых устройств.

Впервые цифровые ленты в Европе использовались владельцами компьютеров и, вероятно, некоторые энтузиасты пытались приспособить эту технику к звуку. Цены на записывающую аппаратуру высоки и сегодня, но изготовители не видят препятствий на пути их снижения до уровня цен на проигрывающие устройства КД. Менее определенная ситуация существует с продажей записанных лент. Чистые кассеты поставляются многими изготовителями, но создается впечатление, что никто не стремится к реализации музыкальных записей. Обычно ссылаются на то, что записывающие устройства не пользуются спросом из-за отсутствия лент и что ленты не пользуются спросом из-за недостатка записывающих устройств.

Однако ясно, что существующая ситуация с правом на снятие копий должна быть радикально пересмотрена. Нельзя более рассчитывать на то, что люди будут покупать дорогостоящую аппаратуру, чтобы записать первые слова своего ребенка или проигрывать плохо записанные коммерческие кассеты, а также делать вид, что владельцы компьютеров не будут копировать попавшиеся им диски. Пока владельцы бьгго-вой аппаратуры не будут иметь возможности легально делать копии с любого источника и на любом материале для собственного, не коммерческого использования, право на копирование будет пребывать в пренебрежении. От этого будут выигрывать только коммерческие пираты.

Глава 8. СИНТЕЗ ЗВУКА НОВЫЕ ЗВУКИ

В начале развития электроники было осознано, что звуковые системы могут не только воспроизводить, но и генерировать звуки. Как только появились первые триоды, Л. Термен продемонстрировал эти возможности. Он использовал ламповый генератор биений с усилителем и громкоговорителем. Манипулируя руками около стрежня, подключенного к контуру одного из генераторов, он получал различные

Огибающая

Рис. 8.1. Форма огибающих. На звучание ноты влияет форма колебания (я) и огибающей (б)

Индивидуальные ~~----

колебания

звуковые частоты биений. Приборы Термена были широко распространены, а принципы синтеза музыки были положены задолго до их практической реализации. Реальное начало синтеза музыки бьшо положено второй серией органов Хаммонда в 1939 г., в них применялись ламповые гененаторы звуковых токов, переключаемые клавиатурой, усилители и громкоговорители. Родоначальниками синтезаторов, которые считаются инструментом поп-музыки, были инструменты, широко использовавшиеся в церкви.

Распространены два общих принципа синтеза. Один из них, предложенный Мугом, основывается на применении генераторов, управляемых напряжением, а другой - генератора шума с управляемыми фильтрами. Генераторы, управляемые напряжением - логическое развитие принщта Термена; используется один или несколько генераторов, частота которых изменяется постоянным напряжением, снимаемым с делителя напряжения. Каждой клавише инструмента, построенного по этому принципу, соответствует определенное значение управляюшего напряжешя. В соответствии со вторым методом используется широкополосный генератор шума, а клавиатура управляет включением узкополосных фильтров.

Оба метода позволяют получать разные звуки. Форма колебаний генератора, управляемого напряжением, зависит от режима его работы и может изменяться от синусоидальной до прямоугольной. Генератор шума изначально создает более сложную форму. Обе системы обеспечивают неограниченное число эффектов и в зависимости от формы огибающей (рис. 8.1) создают звучание, подобное тому или иному музыкальному инструменту, либо совсем необычное.

Оба метода явлются аналоговыми и введение цифровых методов в синтез звука происходит постепенно и до настоящего времени не завер-

шено. Однако в области синтеза звука цифровые методы могут стать доминирующими, полностью исключив применение каких-либо аналоговых устройств. Синтезированная музыка не работает в том смысле, как действует музыкальный инструмент, звучание которого воспринимается микрофоном.

Синтезаторы создают изменяющиеся напряжения, и существует возможность выбора способа преобразования их в звук.

Подобно аналоговым синтезаторам, в основе которых лежат либо генераторы, управляемые напряжением, либо источник щума,- цифровые генераторы теоретически могут базироваться на обоих принципах. Различие состоит в способах генерации сигналов, поскольку на выходе цифрового генератора, имеется поток чисел. Так как оригинальный сигнал отсутствует, нет нужды в АЦП и оборудование может работать прямо на цифровые записьюающие устройства.

МЕТОДЫ СИНТЕЗА

Цифровой генератор создает последовательность чисел, значения которых соответствуют амплитудам выборок звуковых колебаний. Простой и очевидный способ получения таких сигналов - использование генератора, управляемого напряжением совместно с АЦП, но это -не чисто цифровой генератор. Альтернативой является использование микропроцессора для генерации чисел, образующих математическую структуру (простую, подобную синусоиде или сложную, как например ряд синусов - косинусов) или ПЗУ, содержащего последовательности чисел, которые можно использовать для формирования колебаний заданной формы. Использование ПЗУ подобно применению ленты с записанными на ней базисными звуковыми комбинациями, которые варьируются синтезатором.

Менее обещающе выглядит перспектива использования щумовых сигналов. Хотя генератор случайных (или псевдослучайных) чисел можно использовать для создания шумового цифрового сигнала, создать цифровые эквиваленты фильтров очень непросто. Для примера, реализацию узкополосного фильтра можно представить в виде устройства, уменьшающего числа на базе разницы между ними. Цифровые генераторы шума используются, но совместно с ЦАП и аналоговыми фильтрами.

Глубина практического внедрения цифровой техники в синтез музыки связана с развитием схем временной задержки цифровых сигналов и схем управления. Управляемая реверберация синтезированных сигналов ранее осуществлялась только с помощью петель магнитной ленты и акустических устройств задержки. По мере снижения цен на ИС все более широкое применение для задержки получают приборы с зарядовой связью. Следующий логический шаг к созданию полностью цифровых систем задержки был также сделан в связи с быстрым снижением цен на цифровые схемы, в том числе электронные часы и компьютеры. Выборки цифровых сигналов хранятся в памяти, пока не пришло время их считывания. Одно время в качестве устройств памяти использовались