シンセを波形から掘り下げよう!オシレーター前編

オシレーターは発振器

緒方講師
シンセ01.003

 

前回の記事ではシンセの全体像について紹介しました。そして今回からシンセの核部分オシレーターについて説明していこうと思います。

 

シンセとはサウンドを合成するという意味のシンセサイズ ”Synthesize”から来ている言葉なのですが、シンセには合成の方式が何種類かあります。

 

減算方式(アナログシンセ)
加算方式(FMシンセ)
PCM方式ウェーブテーブルシンセ等あります。

 

減算方式(アナログシンセ)を学ぶと、他の方式のシンセにも応用が利きますし、ツブシがきくようになります。
それぞれ使い方が完全に違うというわけではなく、部分的にアナログシンセの機能を使って音作りをする部分も多いからです。

そして他のシンセと決定的に違うのががオシレーター部分とも言えます。

とは言え、特に覚えなきゃいけない事もありません!!

こんな事があるんだな、ぐらいの軽い気持ちでツルッと読んでみてください。

 

波形について知ってみよう

オシレーター(発振器)とは特定の波形を出す装置なのですが、それぞれどんな波形を出せるのかひとつづつ見ていきましょう!
波形というぐらいですから音の種類によって形が異なります。
DAW付属のEQのスペクトルアナライザーで音の全体像オシロスコープ音の細部を見ていきましょう!

 

①ノコギリ波(Saw)

さて、まずはノコギリ波をオシロスコープで見つつどんな音がするのかも聞いていきましょう。
波形を見てみるとノコギリ上に左から縦に上に行ってから波が右斜めに下に降りていき、対角線上まで伸びた後一気に上にまで伸びた形になってます。
この形が連続的につながるとスペクトルアナライザーのような形になるのです。
 ノコギリ波は全ての整数次倍音を含む倍音の一番多い波形 
音は基音と倍音によって構成されています。
例えばピアノをポーンと1音鳴らしたとしても、その鳴らした音(基音)の上に倍音が響いております。
普段倍音をなかなか意識することはないでしょうが、今回波形を学ぶ上で倍音が多い波形、少ない波形が出てくるので倍音の鳴り方を意識して聴いてみましょう~!
 01_SawWave_EQ
スペクトルアナライザーを見てください。
(ラの音(A4:440Hz)を弾いています。)
一つの音しか出していないのに440Hz~20000Hzの方まで音が出ていますね。
「そんなに高い音は聞こえてないよ?」と思う方もいらっしゃるかも知れません。

 

Baion01
この一番左の部分が基音で、その上に続いている音が倍音です。
倍音が多いほど明るい音、または太い音とも言われています。
アナログシンセ(減算式シンセ)では、この倍音を削って音色を作っていくので、倍音が多いほど音作りの幅も広がるということになりますね。

 

Baion02
倍音の並びに規則性はあるのか・・?
あるんです!倍音は倍音というだけあって、倍々に並んでいます。
上の画像をみるとキレイに並んでいます。

 

ノコギリ波のまとめ
・全ての整数次倍音を含む
・鋭く明るい音
・弦楽器等の音作り

 

②矩形波(Square)

矩形波(くけいは)はノコギリ波の次に倍音が多いです。
オシロスコープで形を見てみましょう。
上に四角と下に四角と、カクカクしております。
 02_SquareWave_EQ
スペクトルアナライザーで見てみると、ノコギリ波よりは倍音が少なめですね。
ノコギリ波が全ての整数次倍音が入っているのとは違い、矩形波は全ての奇数次倍音が入っている・・と言われています。

 

でもスペクトルアナライザーを見ると、奇数以外もほんのり入ってますね・・笑
奇数の所だけニョキっと出ているはたしかですが。。
 矩形波のまとめ
・全ての奇数次倍音
・ノコギリ波に比べると少し音が暗くなる
・木管楽器やマリンバのような音を作る事が出来る。

 

③パルス波(Pulse)

パルス波は矩形波の変わり種みたいなものですね。
「矩形波の波の比率に変化を加えたもの」
というとイメージがつきにくいので下のオシロスコープを見てください!
 03-1Pulse_DutyRatio50
上の四角と下の四角の比率(Duty比)は同じですね。つまり、50:50なんですが、その比率を変えると音に変化が現れるのです。ある意味矩形波は50%のパルス波とも言えるのかもしれません。

 

↓こちらがDuty比が40%のパルス波。
03-2Pulse_DutyRatio40

 

↓こちらがDuty比が20%のパルス波。
03-3Pulse_DutyRatio20

 

↓こちらがDuty比が10%のパルス波。
03-4Pulse_DutyRatio10

 

Duty比を変えていくとどんな音の変化をするのか動画で見てみましょう。
 面白い変化をしていくのが分かりますね。
音がなんか絞られていくような不思議な感覚です。

 

④三角波(Triangle)

矩形波の次に倍音が多いのが三角波です。
オシロスコープで見てみるとキレイに三角形が上と下にありますね。
こちらも矩形波と同様に全ての奇数次倍音を持つのですが、矩形波と比べると高い周波数の倍音成分が少ないのです。
そのために優しい音になってくるのでフルートのような音になってきます。
04TriangleWave_EQ
 スペクトルアナライザーを見てみると倍音が減っているのが分かりますね。
三角波のまとめ
・全ての奇数次倍音をもっている
・矩形波よりは高い倍音が少ない
・優しくて柔らかい音

 

⑤サイン波(Sine)

サイン波をオシロスコープで見てみると、いわゆる波の形になっています。
サイン波は全く倍音を持たない唯一波形!
つまり基音のみの波形なんです!

ここでもう一度、倍音が多いノコギリ波や矩形波の音を聞いてみてください。

倍音の存在を確かめる事が出来るはずです。
サイン波は全ての波形の始まりの波形とも言われています。と、いうのもこのサイン波を複数組み合わせることで全ての音を理論上は作れるらしいです。
ただ、サイン波自体は自然界には存在せず、自然と作れない波形と言われています。
05SineWave_EQ
見てください、、基音だけです。まるで孤高の存在ですね。
ただアナログシンセサイザーは波形の倍音部分を彫刻のように削って音作りをしていくために
オシレーターの中で使われることは少ないかも知れません。
サイン波のまとめ
・倍音を全く持たない基音のみの波形
・優しいパッド等の音に使える
・電話のプッシュ音等にも使われてる
・作った音にサイン波を足して音を太くする事もある

 

⑥ノイズ(Noise)

全ての周波数帯域をもちつつ音程のない音、それがノイズです!

ノイズと聞くと邪魔なものという印象を持たれるかもしれませんが、ノイズも音作りの中で大切な要素の1つです。
06Noise_EQ
ノイズのまとめ
・音程を持たない(基音や倍音という概念がない)
・全ての周波数をもっている
・倍音に規則性がない
・打楽器や効果音の作成
・音作りのスパイスにも使える
緒方講師
今回はここまでです。
色んな波形があるんだなということがおわかり頂けましたか?
次回はシンセの中でどうやってこの波形をいじっていくのかを説明していきます!
楽しみにしてください!!

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