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その他のモジュレーター

モジュレーターというのは「変調器」という意味ですが、要するに自分自身からは音を出すわけではなく、VCO、VCF、VCAといった直接的に音を扱っている回路を「変調」する電圧を作り出すだけの回路のことです。「変調」というとむずかしく感じるかもしれませんが、前述の通り、VCO、VCF、VCAはそれぞれが持っている役割・機能を外部から電圧で「制御」出来るように設計されているわけです。たとえばVCOでしたら出力する音のピッチ(音の高さ)を外部から制御してビブラートをつけたり出来ますし、VCFでしたらフィルターを外部から動かすこともできます。「制御」あるいは「変調」という言葉は「動かす」と言い換えてもいいでしょう。つまりモジュレーターはVCOやVCFやVCAが自分自身ではできないような動きを付けることが役目で、「動かしている」装置といえます。
 モジュレーターにはいくつか種類があって、時には見たこともないようなことをする物もありますが、ここでは一般的に知られている使用頻度の多いポピュラーなモジュレーターを紹介します。

S&H

Sample & Hold (一定の間隔に信号を切り刻んで変化させる装置)

 

S&Hはコンパクトなシンセサイザーには付いていないか、付いていたとしてもひっそりと内蔵されている場合が多いモジュールです。これはよくランダムな波形を作るときに利用されますが、原理さえ分かっていればもっと別なものに使うことも考えられます。これから説明するS&Hはモジュール・タイプのシンセサイザーに多く見られる「立派な」S&Hです。
  通常、S&Hには入力が1つ、タイミングをとるためのクロック入力が1つ、さらに出力が1つ付いていています。右のパネルには外部クロック以外に専用の内蔵クロックを搭載していて、そのクロックを取り出す端子も追加されています。

 あまりにも漠然としていると思いますので、概念的な説明をします。S&Hは台所にたとえて言えばよく通販番組でやっている「スライサー」です。いろんな野菜を刃を替えることによってみじん切りにしたり、おろしたり、たんざく切りにしたりする調理器具です。これがS&Hです。まず加工したい素材(=ニンジン)があり、それを切る「刃」を替えることができる、という装置です。ここでは具体的な例として、ランダムな変調信号を作り出してみましょう。
 よく使われるやりかたは、入力にノイズを入れ、クロック入力へはLFOのパルス波を入れます。ここで、パルス信号のクロックのタイミングでノイズのランダムな成分をSample(=検出)し、それを次のクロックが入るまでHold(=保持)させることで、一昔前のコンピューターみたいな効果音を作ります。入力に入れる信号が「ニンジン」、クロックに入力する信号が「刃」です。S&Hはスライサーと違って刃を数種類から選ぶのではなく、いろんなものが「刃」として使えるようになっているわけです。

 ノイズはパルス波のクロック(パルス波はカクカクした波形なので、ON、OFF、ON、OFF...の繰り返しを表すクロック信号として利用することができます)のタイミングに合わせてSample & Hold(検出と保持)されます。クロックが1つ入ると、その瞬間にノイズの成分を検出し、次のクロックが入ってくるまでその検出したレベルを保持します。ノイズは耳に聞こえるオーディオ信号ですが、ここではコントロール信号として使うためにランダムな電圧として扱われています(実際にオーディオ信号をコントロール信号として使われることはテクニックとしてよく使われます)。ノイズは様々な大きさの音がランダムに混ざりあってできているので、検出をする度に違った電圧レベルが検出されます。この検出された電圧レベルが保持されるのは次のクロックが入ってくるまでですから、LFOのFrequency(ピッチの調整)でその長さが決まります。
こうして加工された信号はLFOやEGなどと同じように使えます。

典型的なサンプル&ホールドの応用例。ピンクノイズをLFOのパルスで刻んでランダムな電圧を生み出す。その信号でVCOのピッチをモジュレートした音。

 

RING MOD

Ring Modulator (2つの音源をもとに、金属的な倍音を作り出す装置)

 これも単体のモジュールとして用意されているのは本格的なモジュール・シンセサイザーだけで、コンパクトなものにはVCOの片隅にスイッチだけが付けられていたりするものです。

←Korg MS20の場合のRing Modulatorの位置

このリング・モジュレーターはModulationのところで説明したFrequency Modulationと似た効果を生み出す装置です。金属的な倍音が欲しい場合にこのRing Modulatorは活躍します。 このモジュールもまた2つのVCOが必要です。原理はカンタンで、入力された2つの音の周波数の和と差をミックスして出力します。例えば入力Aに入ってきた音が250hz、入力Bに入ってきた音が400Hzだったとすると、出力される周波数は650Hzと150Hzのミックスされた音です。パネルではXとYの和と差がRM OUTから出ていきます。
 ちなみにリング・モジュレーターという名前の由来ですが、当初この装置が作られた時には回路上に4つのダイオードを環状に並べる部分があったためだそうです。

NG

Noise Generator (ノイズ発生装置) 

これはオーディオ信号としてもコントロール信号としても使われることの多いノイズ発生器です。ほとんどのシンセサイザーがノイズをVCOの回路に内蔵させているので単体で備わっている機種はモジュール型に多く見られます。 ノイズには全帯域にわたってまんべんなく倍音が分布しているWHITE NOISE、低い成分が強調され、「ゴー」という音のPINK NOISEがよく使われていますが、通常はWHITE NOISEだけで、PINK NOISEがついている機種は比較的少ないです。たとえばフルートの息の成分みたいなものを作りたい場合やスネア・ドラムのスナップ感を出したいときにはWhite Noise、爆弾の爆発音などはPink Noiseをアンプで歪ませて作ったりします。


この例で言うと、ホワイトとピンクが2系統、独立して取り出せるようになっています。

LFO

Low Frequency Oscilator  (周期的に変化する変調信号を作り出す装置)

 LFOはバンド名にもなっているのでテクノ関係者はよく知っていると思います。これはLow Frequency Oscilator(ロー・フリーケンシー・オシレーター)といって、要するに「低周波発信器」のことです。低周波といっても肩こりは治せませんが、耳に聞こえないくらい低い周波数の音を発振します。この低い周波数は一般的にオーディオ信号として扱う物ではなく、コントロール信号として利用します。
 メーカーによってはMG(Modulation Generator)と呼ばれることもあります。
 構造はVCOに似ているので、波形の選択や周波数の調整つまみが並んでいます。ただしCVやGATEを受け取ったりは(一部の機種をのぞいて)しません。常に自分のペースで正確な波形を出力するだけです。 これをVCOのピッチのモジュレーションに使った場合、ビブラートが起こります。普通のビブラート効果をねらう時はLFOの波形はサイン波を選ぶべきでしょう。 VCFのカットオフのモジュレーションに使った場合はワウワウが起こります。 VCAに使った場合はトレモロが起こります。また、LFOによってはディレイの調整つまみが付いています。これはディレイ・ビブラート効果をつくるためです。一般的にアコースティック楽器の演奏ではビブラートは音の出始めからかけずに音が出てしばらくしてから徐々にかかってくるほうが表現としていい場合があります。これを簡単にするわけです。GATE信号を受け取り、鍵盤を押した瞬間から徐々にモジュレーションがかかるように若干波形の出力を遅らせます。本来はDARタイプのEnvelope Generatorを使ってディレイビブラートを作るのですが、ポータブルなシンセサイザーではそこまで手の込んだことをせずにこうしてDelayのつまみを一つ備えているわけです。
以上で基本的なシンセサイザーの説明は終わりです。できるだけわかりやすく書いたつもりですが、今後も少しずつ改訂を加えていきたいと思います。

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