音频合成中最常见的基本波形浅析

本文介绍音频合成中最常见的几个基本波形。这些基本波形在模拟声音合成中，是电压控制振荡器(VCO)与低频振荡器(LFO)的发声依据。当然在数字音频 合成中，也是最基本的和需要了解的波形。

1、正弦波(Sine Wave)

前面已经对正弦波作了一般的介绍。需要进一步说明的是，正弦音是最纯的音响，它只由一个力度水平均匀的单一频率构成，即只有一个基频，也就是它自已 本身，而没有其他泛音。之所以称作“正弦”音，是因为在图表显示中，正弦波波形振动曲线是随三角函数正弦曲线的规律来变化的。

2、三角波(Triangle Wave)

三角波的形状包含两个线性阶段，所以三角波的泛音的位置会落在其奇数的地方。如果与相同频率的正弦波来作比较，三角波听起来有C,E,G,B四个 音，三角波第一泛音可以明显地辨别出来，而其他泛音能量很小，因此我们经常将三角波误认为正弦波。

3、锯齿波(Sawtooth Wave)

锯齿波的形状类似于三角波，但锯齿波包含了奇数与偶数的泛音，只是分为正向(Positive Sawtooth)和反向(Negative Sawtooth)，锯齿波的声音听起来非常明亮。

4、方波(Square Wave)

方波的泛音只落在奇数位位置，方波有着丰富的泛音内容，因此，其产生的声音效果与正弦音形成对照，在古典工作室里被广泛应用。方波发生器不只在早期 工作室里受到欢迎，由于其丰富的声音资源，后来已经成为标准的设备。

5、脉冲波(Pulse Wave)

将方波在时域上变化正负级长度从而带来频谱的变化，就形成了脉冲波。脉冲波与方波比较接近，都拥有丰富的泛音，因此有些教科书将两者视为一类。脉冲 波的最大特点是会随着时域变化与所设定的参数来变化调整泛音数，泛音的多少取决于脉冲波形状的变化。

一般来说，波形的曲线越尖锐，频谱内容越丰富。图5-6显示了频率相同但波形不同的两个声音，这将会带来不同的频道谱和不同的音色。

6、噪音

从客观物理现象看，噪音与乐音相比，乐音含有确定的音高，有突出的谐和的频谱，而噪音包含有理论上无限、持续的频率分布。波形不是规律的周期循环， 振幅是任意无规律的波动起伏。

而从主观上看，噪声泛指听者主观不需要的一切声音。凡时对人来说不需要的声音，那怕是乐音，或本人曾经喜欢的乐音，都可能被视为噪音。当然对噪音的 界定，往往主客观两者有着紧密的联系。

总之，从声音合成的角度看，噪音有着丰富的频谱内容。这就为计算机合成、加工提供了理想的材料，这尤其表现在后面介绍的减法合成中。因此，对于计算 机音乐来说，噪音是电子音响合成至关重要的声音资源。

7、白噪声

所谓白噪声(White Noise)，是指一种声音信号，(一般是噪音)其所有频率的振幅强度与它的频率高低相对应。就是说，高频振幅相对高，低频振幅相对低。白噪声有时也称作 白声，辞源上是从光学中的“白光”(White Light)一词引申而来。白光是指同时呈现所有光谱的光学现象。

纯粹的白噪声在现实物理世界中几乎是没有的，它只能通过白噪声发生器来产生。由于白噪声丰富的频谱和极大的可塑空间，它一直是计算机声音合成中非常 有用的声音资源。

一个频率变化在三个八度的白噪声频谱。可以看出它的特点是随着频率的增高，其振幅能量也在增长。与此相对应的是粉噪声(Pink Noise)，它的振幅不随着频率变化，各个八度频率的振幅能量都是一样的。