带限波形生成

我正在编写一个软件合成器，需要以44.1 kHz采样率实时生成带限，别名自由波形。锯齿波形现在可以实现，因为我可以通过将两个锯齿混合在一起产生一个脉冲波，一个反相并移相。带限波形生成

到目前为止，我已经尝试以下方法：

在预先计算在启动不同的bandlimit频率一个周期完全限带波形采样，然后回放两个最接近的人混在一起。工作好吧我猜，但不觉得很优雅。需要大量的样品或者他们之间的“差距”会被听到。插值和混合也是CPU密集型的。
积分一串直流补偿sinc脉冲获得一个锯齿波。听起来很不错，只是如果你没有完全正确地获得DC补偿（我发现这非常棘手），则波会从零漂移。增加一点泄漏到积分器可以减少DC问题，但是你会失去低频。

所以，我的问题是：通常的做法是什么？任何建议的解决方案都必须在CPU方面高效，因为它必须实时完成，对于许多声音一次。

2008-10-06 finalman

我意识到这是一年前问过的，但对于其他任何人磕磕绊绊，我会推荐搜索友好和高度胜任的[DSP和插件开发]（http://www.kvraudio.com/论坛/ viewforum.php？f = 33）论坛在[KVR]（http://www.kvraudio.com/） – 2009-10-03 07:15:43

有很多方法来处理带限波形生成。像往常一样，您将最终按照质量交易计算成本。

我建议你看看这个网站浏览：

http://www.musicdsp.org/

退房存档！它充满了很好的材料。我只是搜索关键字“bandlimited”。弹出的材料应该至少保持一周。

顺便说一句 - 不知道这是你在找什么，但几年前我做了别名减少（例如不是真正的频带有限）波形生成。我只是计算了最后一个样本位置和当前样本位置之间的积分。对于传统的合成器波形，如果以奇点分割积分间隔（例如锯齿得到他的复位），则可以很容易地进行。 CPU负载很低，质量可以满足我的需求。

我有相同的漂移问题，但在积分上应用具有非常低的截止频率的高通消除了这种效应。无论如何，真正的模拟合成器不会进入亚赫兹区域，所以你不会错过太多。

来源

2008-10-06 17:49:42

“phase + =（sampleRate /（float TableSize）/频率;”不编译。 “（sampleRate /（float TableSize））/ frequency;”？ – user877329 2014-07-06 17:17:15

这是我想出的，受到尼尔斯想法的启发。在这里粘贴它以防其他人使用。我简单地用最后一个采样的相位变化作为内核大小（或截止值）来分析滤波锯齿波。它工作得很好，在最高音符处有一些可听见的别名，但对于正常使用来说听起来很棒。

为了减少更多的混叠，内核大小可以增加一点，使得2 * phaseChange例如听起来不错，尽管你失去了一些最高频率。

另外，这里是我在浏览类似主题的SP时发现的另一个很好的DSP资源：The Synthesis ToolKit in C++ (STK)。这是一个拥有很多有用的DSP工具的类库。它甚至可以使用带限波形发生器。他们使用的方法是整合sinc，就像我在第一篇文章中所描述的那样（尽管我猜他们做得更好，然后我......）。

float getSaw(float phaseChange) 
{ 
    static float phase = 0.0f; 
    phase = fmod(phase + phaseChange, 1.0f); 
    return getBoxFilteredSaw(phase, phaseChange); 
} 

float getPulse(float phaseChange, float pulseWidth) 
{ 
    static float phase = 0.0f; 
    phase = fmod(phase + phaseChange, 1.0f); 
    return getBoxFilteredSaw(phase, phaseChange) - getBoxFilteredSaw(fmod(phase + pulseWidth, 1.0f), phaseChange); 
} 

float getBoxFilteredSaw(float phase, float kernelSize) 
{ 
    float a, b; 

    // Check if kernel is longer that one cycle 
    if (kernelSize >= 1.0f) { 
     return 0.0f; 
    } 

    // Remap phase and kernelSize from [0.0, 1.0] to [-1.0, 1.0] 
    kernelSize *= 2.0f; 
    phase = phase * 2.0f - 1.0f; 

    if (phase + kernelSize > 1.0f) 
    { 
     // Kernel wraps around edge of [-1.0, 1.0] 
     a = phase; 
     b = phase + kernelSize - 2.0f; 
    } 
    else 
    { 
     // Kernel fits nicely in [-1.0, 1.0] 
     a = phase; 
     b = phase + kernelSize; 
    } 

    // Integrate and divide with kernelSize 
    return (b * b - a * a)/(2.0f * kernelSize); 
}

来源

2008-10-06 19:29:26 finalman

生成带限波形的一种快速方法是使用带限步骤（BLEPs）。您生成带限步骤本身：

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